Родоначальники семейств характеризуются самыми большими массовыми числами и относятся к наиболее долгоживущим. Во всех случаях в результате распада образуются всё более лёгкие элементы. В первой половине цепи превращений каждого семейства распад сопровождается преимущественно испусканием α-частиц, во второй половине преобладает β-распад. В середине цепи превращений каждого семейства имеются радиоактивные газы – эманации, относящиеся к группе инертных. За эманациями следуют группы короткоживущих элементов, часть атомов которых распадается с испусканием α-частиц, а другая часть – β-частиц [34, с. 15].
Большинство радиоактивных изотопов элементов, встречающихся в природе, относится к семействам урана, актиния и тория, содержащих соответственно 20, 15 и 13 генетически связанных радиоактивных и устойчивых изотопов. Период полураспада радиоактивных изотопов изменяется от миллионных долей секунды до многих миллиардов лет.
Кроме радиоактивных элементов семейств урана, актиния и тория, в природе радиоактивными являются изотопы калия, кальция, рубидия, циркония, индия, олова, теллура, лантана, неодима, самария, лютеция, вольфрама, рения и висмута. Эти изотопы являются долгоживущими – их период полураспада превышает 109 лет; они генетически не связаны с другими радиоактивными элементами; для них характерен β-распад или К-захват, а иногда и оба эти процесса, за исключением самария, вольфрама и висмута, распадающихся с образованием α-частиц.
Радиоактивность пород, содержащих определённые радиоактивные элементы (например, обогащённых радиоактивными минералами урана), измеряется в % U или Th (для пород, обогащённых ториеносным минералом) на 1 кг породы. В этом случае радиоактивность 1 кг эталона, содержащего известный процент радиоактивного элемента, и выражается в процентах урана или другого радиоактивного элемента на 1 кг породы.
Радиоактивные элементы в отдельных геосферах литосферы и горных породах распределены неравномерно. Радиоактивность геосфер тем меньше, чем ближе они к центру Земли.
Радиоактивные элементы присутствуют в литосфере в составе минералов. Установлено более 200 минералов, в которые входят радиоактивные уран, торий, радий и калий. Особенно много встречается минералов с ураном. Минералы с ураном и торием широко распространены, но значительно рассеяны в литосфере и редко встречаются в промышленных скоплениях [32, c. 276-283].
Радиоактивность осадочных пород связана с наличием в их составе калийных, собственно урановых и ториевых, уран- и торийсодержащих минералов, а также адсорбированных радиоактивных элементов; она изменяется в широких пределах.
Среди осадочных пород (за исключением калийных солей, некоторых горючих сланцев и кварцевых конгломератов) глины обладают в среднем наиболее высоким содержанием U, Th и К и радиоактивностью.
Относительно высокая радиоактивность глин и глинистых сланцев объясняется повышенной сорбцией урана, радия, тория и калия на глинистых частицах, присутствием минералов калия, тория и шестивалентного урана, образованием в условиях восстановительной среды минералов четырёхвалентного урана, возникновением твёрдых растворов.
Сорбция начинается в стадии диагенеза, когда в иловых водах, богатых углекислотой, протекают химические реакции, существенно изменяющие состав и структуру осадка. В результате разложения комплексов возрастала концентрация катионов урана и начиналось их поглощение сразу несколькими сорбентами. При этом сорбирующими являются глинистые минералы, дисперсные агрегаты гидрослюд и хлоритов, изменённые биотиты, серицит, глауконит.
Осаждение соединений урана наиболее интенсивно в восстановительной среде в присутствии органических веществ и сульфидов. Органическое вещество адсорбирует из окружающей среды уран, иногда восстанавливая его до четырёхвалентных соединений, не растворимых в воде [32, c. 297-299].
Можно привести следующую классификацию осадочных пород по степени радиоактивности:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.