Владимир Нагаев - Период полураспада группы «Хибина» [Том второй]

В таблице №1 наглядно представлены составные части и их доля в природном радиоактивном фоне по состоянию на год трагедии. Для нас наибольший интерес вызывает группа радиоактивных элементов, возникновение которых относится к периоду образования планеты Земля. К этой плеяде относится калий-40 — радиоактивный изотоп, который вносит наибольший вклад в формирование эффективной дозы внутреннего облучения. Кроме этого необходимо выделить углерод-14 как один из важнейших источников внутреннего бета облучения.

Таблица №1. Составные части природного радиоактивного фона (1959 г).

§2. Его Величество Калий: биохимическая миссия в организме человека.Калий является одним из самых распространенных химических элементов земной коры и неотделимой составной частью организма человека. Согласно данным МКРЗ (1959) в теле «стандартного» человека с массой 70 кг в обычных условиях жизнедеятельности содержится примерно 140 грамм природного калия, что составляет 0,2% от всей массы тела. В окружающей нас среде обитания калий находится в виде трех изотопов: стабильного калия-39, составляющего львиную долю химического элемента (93,08%), стабильного калия-41 (6,91%) и нестабильного (радиоактивного) калия-40, удельный вес которого составляет 0,01% и является всегда постоянным. Содержание калия-40 в организме человека неравномерное, места преимущественного накопления — нервная и мышечная ткань. Наиболее богаты ткани и органы с высокой функциональной активностью — мышцы тела, нервная ткань, сердце, печень, почки, селезенка.

Научными исследованиями, проведенными учеными под руководством Ю.М.Штуккенберга в середине 50-х годов прошлого столетия, было установлено, что один грамм природного калия обладает радиоактивностью в 31 беккерель за счёт нестабильного изотопа калия-40. При этом вероятность распада бета-частиц составляет 89,28%, а вероятность излучения гамма — кванта достигает 10,72%. Следовательно, каждую секунду в организме «стандартного» человека происходит 4340 распадов, из которых на долю бета-частиц приходится 3875, а число распадающихся гамма — квантов составляет 465.

Важной характеристикой радиоактивности природного фона является энергетический спектр излучения. Энергия альфа и бета — частиц, а также гамма — квантов каждого радиоактивного элемента либо постоянна, либо заключена в определенном спектральном интервале. В частности, по гамма-излучению каждый радиоактивный элемент характеризуется определенным спектром энергии. Например, для уранорадиевого ряда максимальная энергия гамма — квантов не превышает 1,76, а суммарный спектр 0,65 мегаэлектронвольт. Для ториевого ряда радиоактивных веществ аналогичные параметры составляют 2,62 и 1,0 мегаэлектронвольт. Энергия гамма — квантов радиоактивного изотопа калия-40 всегда постоянна и составляет 1,46 мегаэлектронвольт. Калий-40 является смешанным бета и гамма излучателем, причем довольно жестким, если принимать во внимание выделяющуюся энергию в мегаэлектронвольт. Помимо фотонов большой энергии (гамма — кванты) испускаются и бета — лучи с энергией частиц 1,32 мегаэлектронвольт. При этом удельный вес энергии гамма излучения является доминирующим и составляет 52,4%. Период полураспада калия-40 имеет титанический интервал длиною 1,4 млрд. лет.

В процессе своей эволюции человек приобрел опыт успешного выживания и выработал механизмы адаптации к окружающей среде обитания. Наши первобытные предки были плодоядными, самая древняя форма трудовой деятельности человека заключалась в собирании готовых видов пищи: ягоды, фрукты, овощи, коренья, семена, травы и орехи, в изобилии произрастающие в дикой природе. Об этом свидетельствует анатомическое строение организма и врожденные формы инстинктивного поведения. Древние предки занимались собирательством и ежедневно в большом количестве потребляли растительную пищу, поэтому природа не предусмотрела механизма накопления и сохранения калия в организме человека. Калий всегда был распространенным биологически значимым элементом окружающей среды. По этой причине у человека не сформировались специальные физиологические механизмы приспособления для его сохранения. Человечество за всю историю своего эволюционного развития не испытывало императивной потребности в таком механизме адаптации. Видовое питание продолжалось длительный период времени, пока на определенном историческом этапе не наступила резкая смена климата, под влиянием которого человек был вынужден изменить привычный суточный рацион.