Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pochodzenie pierwiastków H He B Be Li O N C Th U Rozpowszechnienie pierwiastków w Układzie Słonecznym 1.Lekkie (N<30) pierwiastki dominują. 2.Pierwiastki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Pochodzenie pierwiastków H He B Be Li O N C Th U Rozpowszechnienie pierwiastków w Układzie Słonecznym 1.Lekkie (N<30) pierwiastki dominują. 2.Pierwiastki."— Zapis prezentacji:

1 Pochodzenie pierwiastków H He B Be Li O N C Th U Rozpowszechnienie pierwiastków w Układzie Słonecznym 1.Lekkie (N<30) pierwiastki dominują. 2.Pierwiastki o parzystych liczbach atomowych są bardziej rozpowszechnione niż te o liczbach nieparzystych. Przyczyny: przebieg nukleosyntezy.

2 Nukleosynteza 1.Podczas Wielkiego Wybuchu powstały protony i neutrony, a z nich następujące (stabilne) jądra: 1 H, 2 H, 3 He, 4 He, 7 Li. 2.Jądra cięższe niż 7 Li powstają w gwiazdach w wyniku reakcji syntezy jądrowej. Synteza jąder pierwiastków cięższych niż Fe wymaga energii. 3.Jądra cięższe niż Fe powstają w wyniku reakcji wychwytu neutronów we wnętrzach gwiazd lub podczas wybuchów supernowych.

3 Energia wiązania

4 Powstanie Układu Słonecznego i Ziemi Układ Słoneczny powstał przed 4,6 miliardów lat z materii pozostałej po wybuchu supernowej. Pierwotna Ziemia była bardzo gorąca i pozbawiona atmosfery. Ciepło pochodziło z energii grawitacyjnej oraz z rozpadu radionuklidów. Ochłodzenie Ziemi i spowolnienie bombardowania przez meteoryty umożliwiły pojawienie się ciekłej wody 3,8 mld. lat temu. Gazy, oprócz N 2, rozpuściły się w pierwotnym oceanie tworząc kwasy zneutralizowane przez wietrzenie.

5 Geochemia radionuklidów Większość najważniejszych naturalnie występujących w środowisku radionuklidów to, z chemicznego punktu widzenia, metale.

6 Większość metali jest transportowanych w środowiskach wodnych w formie kompleksów Kompleks – związek kationu z anionem lub obojętną cząsteczką występujący w formie rozpuszczonej. przykłady Kompleksy metali

7 Stężenie metali w wodach jest zwykle znacznie mniejsze niż wynikałoby z ich rozpuszczalności. Przyczyną jest silna adsorpcja na: - wodorotlenkach i uwodnionych tlenkach Fe i Mn. - krzemianach i węglanach - materii organicznej Adsorpcja – desorpcja

8 Geochemia uranu i toru Uran i tor: Koncentrują się w górnej części skorupy kontynentalnej, w skałach magmowych, zwłaszcza w granitach. W środowiskach wodnych: U występuje w formie łatwo rozpuszczalnego kompleksu uranylowego [UO 2 ] 2+, Th jest trudniej rozpuszczalny.

9 Występowanie U i Th w różnych środowiskach [ppm] UTh Bazalty dna oceanicznego 0,10,2 Granity4,220 Boksyty1150 Fosforyty Woda morska Woda rzeczna

10 Geochemia potasu Potas koncentruje się w górnej części skorupy kontynentalnej, zwłaszcza w trudno wietrzejących minerałach. Wynika stąd jego małe stężenie w wodach. Jest bardzo ważny dla organizmów żywych, zwłaszcza dla roślin. Produktem rozpadu 40 K jest 40 Ar – stąd duże stężenie argonu w atmosferze

11 Geochemia radionuklidów Nie-metalami są 14 C i 3 H. 14 C14 C bierze udział w globalnym obiegu węgla a 3 H w globalnym obiegu wody. 3 H Procesy te warunkują rozpowszechnienie obydwu kosmogenicznych radionuklidów w środowisku.

12 Podział radionuklidów występujących na Ziemi Na Ziemi występuje ponad 60 spośród ponad 1500 znanych radionuklidów: pierwotne wytworzone przed powstaniem Ziemi wtórne powstające w wyniku oddziaływania ziemskiej materii z promieniowaniem kosmicznym wytworzone przez człowieka występują w niewielkich ilościach w porównaniu z naturalnymi nuklidami

13 Inny podział radionuklidów Biorąc pod uwagę wiek Ziemi (4,6 mld lat) radionuklidy występujące naturalnie muszą należeć do jednej z trzech grup: o dostatecznie długim czasie rozpadu, np. 238 U będące produktami rozpadu nuklidów długożyciowych, 222 Rn produkty reakcji jądrowych, np. 14 C

14 Radionuklidy pierwotne nuklid T 1/2 aktywność 235 U7,04 x 10 8 lat0,72% 238 U4,47 x 10 9 lat99,2745%, kilka ppm w skałach 232 Th1,41 x latOk. 10 ppm w skorupie ziemskiej 226 Ra1,60 x 10 3 lat16 – 48 Bq/kg w skałach 222 Rn3,82 dni~ 1 – 10 Bq/m 3 w powietrzu 40 K1,28 x 10 9 latdo 1 Bq/g w glebach

15 Niektóre inne radionuklidy pierwotne: 50 V, 87 Rb, 113 Cd, 115 In, 123 Te, 138 La, 142 Ce, 144 Nd, 147 Sm, 152 Gd, 174 Hf, 176 Lu, 187 Re, 190 Pt, 192 Pt, 209 Bi.

16 Naturalne szeregi promieniotwórcze Łańcuchy nuklidów powstających w wyniku spontanicznych przemian jądrowych z określonego, naturalnie występującego, prekursora. Zakończone trwałymi izotopami ołowiu: aktynowy: 235 U – 207 Pb torowy: 232 Th – 208 Pb uranowy: 238 U – 209 Pb

17 Szereg aktynowy

18 Szereg torowy

19 Szereg uranowy

20 Szereg neptunowy (wygasł)

21 Produkty rozpadu radonu 222

22 Promieniowanie kosmiczne Elektrony, protony, promieniowanie, jądra o pochodzeniu pozaziemskim – ze Słońca (głównie protony i jądra helu), z odległych obszarów galaktyki. Cząstki promieniowania kosmicznego oddziałując z materią atmosfery wywołują wiele reakcji jądrowych

23 Promieniowanie kosmiczne

24 Radionuklidy kosmogeniczne

25 10 Be, 26 Al, 36 Cl, 80 Kr, 32 Si, 39 Ar, 22 Na, 35 S, 37 Ar, 33 P, 32 P, 38 Mg, 24 Na, 38 S, 31 Si, 18 F, 39 Cl, 38 Cl, 34m Cl. Niektóre inne radionuklidy kosmogeniczne

26 Radionuklidy antropogeniczne nuklidPółokres rozpadu źródło 3H3H12,3 a Próby jądrowe, reaktory jądrowe, przeróbka paliwa, produkcja broni jądrowej, przedmioty codziennego użytku 131 I8,03 d Produkt rozszczepienia podczas wybuchów jądrowych i w reaktorach, testy tarczycy 129 I1,57 x 10 7 a Produkt rozszczepienia podczas wybuchów jądrowych i w reaktorach

27 Radionuklidy antropogeniczne nuklidpółokres rozpadu źródła 137 Cs30,17 r Produkt rozszczepienia podczas wybuchów jądrowych i w reaktorach 90 Sr28,78yr Produkt rozszczepienia podczas wybuchów jądrowych i w reaktorach 99 Tc2,11 x 10 5 r Testy medyczne 239 Pu2,41 x 10 4 r 238 U + n--> 239 U--> 239 Np +ß--> 239 Pu+ß

28 Zawartość radionuklidów w glebie (10 6 m 3 ) nuklidaktywność właściwa masaaktywność 238 U 25 Bq/kg 2700 kg 38 GBq 232 Th 40 Bq/kg kg 64 GBq 40 K 400 Bq/kg 2500 kg 610 GBq 226 Ra 48 Bq/kg 2,5 g77 GBq 222 Rn 10 kBq/m 3 13 g 9 GBq Razem ok. 800 GBq

29 Aktywności radionuklidów w w wodzie morskiej nuklid 238 U 40 K 3H3H 14 C 87 Rb aktywność właściwa 33 mBq/l 11 Bq/l 0,6 mBq/l 5 mBq/l 1,1 Bq/l

30 Radionuklidy w żywności Wszelka żywność zawiera naturalne radionuklidy, przede wszystkim są to 40 K, 226 Ra i 238 U oraz ich produkty rozpadu

31 Radionuklidy w żywności pokarm 40 K [pCi/kg] 226 Ra [pCi/kg] banany35201 orzechy brazylijskie marchew34000,6 – 2,0 ziemniaki piwo czerwone mięso 30000,5 fasola woda pitna---0 – 0,17

32 Radionuklidy w ludzkim ciele Nu - klid Zasób w ciele Aktywn. w ciele Dzienna dawka 238 U 90 g 1,1 Bq 1,9 g 232 Th 30 g 0,11 Bq 3 g 40 K 17 mg4,4 kBq0,39 mg 226 Ra 31 pg1,1 Bq2,3 pg 14 C 22 ng3,7 kBq1,8 ng 3H3H 0,06 pg23 Bq0,003 pg 210 Po 0,2 pg37 Bq 0,6 g

33 Radionuklidy w materiałach budowlanych ppmmBq/gppmmBq/gppmmBq/g granit4,763284,01184 piaskowiec0,4561,771,4414 cement3,4465,1211,8237 beton wapienny 2,3312,18,50,389 beton piaskowcowy 0,8112,18,51,3385 płyta gipsowa1, ,389 gips odpadowy 13,718616,1660,025,9 gips naturalny 1,1151,87,40,548 drewno----11,33330 cegła8,211110,8442,3666 Uran Tor Potas

34 Ciepło radiogeniczne Energia kinetyczna produktów rozpadów promieniotwórczych zachodzących we wnętrzu Ziemi zamieniana jest w ciepło. Ciepło to pochodzi z rozpadu wszystkich radionuklidów, ale tylko 238 U, 235 U, 232 Th i 40 K dają istotne ilości ciepła. Produkcja ciepła radiogenicznego zależy od stężeń U, Th i K w danej skale: A [µW/m 3 ] = (9.52 c U c Th c K ) Strumień ciepła radiogenicznego na powierzchni Ziemi wynosi około kilkudziesięciu mW/m 2.

35 Naturalny reaktor jądrowy w Oklo W złożach rud uranu w Oklo, w Gabonie odkryto pozostałości naturalnych reaktorów jądrowych, które były aktywne przed 2 miliardami lat. Splot warunków geologicznych i hydrogeologicznych umożliwił funkcjonowanie reaktorów o mocy W przez około 1 mln. lat.

36 Monacyt (Ce,La,Nd,Th)PO 4 Największe nagromadzenia piasków monacytowych znane są z Brazylii, Indii, Florydy, Chin. Naturalna promieniotwórczość (dawki) są tam kilkaset razy większe niż normalnie.


Pobierz ppt "Pochodzenie pierwiastków H He B Be Li O N C Th U Rozpowszechnienie pierwiastków w Układzie Słonecznym 1.Lekkie (N<30) pierwiastki dominują. 2.Pierwiastki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google