Прочитайте текст и выполните задания 16, 17 и 18.
Радиоактивные минеральные воды
Радиоактивность минеральных вод была обнаружена в начале ХХ века, среди первооткрывателей был Дж. Дж. Томсон. Радиоактивность вод обусловлена, в основном, наличием в них радия (Ra) и растворённого газа — радона (Rn). За единицу активности (А), названной в честь А. Беккереля, принят один беккерель (1 Бк), характеризующий активность вещества, в котором за одну секунду происходит в среднем один радиоактивный распад. В случае источников вод используют
Наиболее радиоактивные воды выходят из гранитных пород, содержащих заметное количество Ra. Для медицины значение имеют радоновые воды, в которых растворён радиоактивный Rn (период полураспада 3,82 сут.). Эти воды принято характеризовать по активности радона,
Таблица 1. Радоновые источники
| Тип | А, Бк/л |
|---|---|
| Очень слаборадоновый | 185–740 |
| Слаборадоновый | 740–1480 |
| Слаборадоновый | 1480–7400 |
| Сильнорадоновый | > 7400 |
В начале ХХ века определение активности было основано на ионизации воздуха под воздействием радиоактивного излучения и измерении скорости разрядки электрически заряженного тела вследствие проводимости воздуха. Для этого в замкнутый заземлённый металлический контейнер (сосуд) помещали заряженное тело, соединённое с электрометром, и впускали, например, Rn. При этом показания электрометра в течение первых 3–4 ч возрастали, а затем падали. Возрастание показаний связывали с радиоактивным налётом, образованным твёрдыми продуктами распада Rn:
радон (222Rn) → полоний (218Pо) → свинец (214Pb) → висмут (214Bi) →….
Первые два шага цепочки сопровождаются испусканием α-частицы, радоновые воды α-радиоактивны. Ослабление активности налёта представлено в таблице 2. За активность радоновых вод принимают величину, измеряемую прибором через 3–4 ч после введения Rn.
Таблица 2. Изменение активности налёта, по М. Кюри
| t, мин. | 0 | 15 | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 | 105 | 120 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| А, % | 100 | 92,3 | 78,0 | 62,7 | 48,7 | 36,9 | 27,5 | 20,3 | 14,8 |
Для определения радиоактивности минерального источника либо через известный объём воды продували воздух, либо взбалтывали его с воздухом. При этом бо́льшая часть Rn переходила в воздух, который исследовался в приборе. При определении окончательного значения, характеризующего активность источника, вводились поправки, связанные с тем, что не весь Rn переходит в воздух и не все α-частицы, испущенные при распаде Rn, ионизуют воздух. 10
Rn может содержаться не только в природной воде, но и в воздухе, поступая в жилые помещения как с водопроводной водой, так и с бытовым газом. При этом предельно допустимые концентрации Rn в воздухе для жилой комнаты 0,2 кБк/м3,
Изучение активности многих сотен источников минеральных вод по всему миру в начале ХХ века, в том числе и в России (см. таблицу 3) было связано с тем, что, откликнувшись на новое явление, врачи полагали, что многие хронические болезни можно излечить, принимая радоновые ванны. Сегодня назначают 10–15-минутные радоновые ванны с активностью воды 1,4–4,5 кБк/л.
Таблица 3. Активность источников, по Л. Бертенсону
| Источник | Местность | А, Бк/л |
|---|---|---|
| Молоковский | Забайкалье | 4730 |
| Ямкунский | Забайкалье | 3750 |
| Нерчинский | Забайкалье | 1435 |
| Ларгинский | Забайкалье | 315 |
| Теплосерный № 1 | Пятигорск | 845 |
| Теплосерный № 2 | Пятигорск | 950 |
| Теплосерный № 3 | Пятигорск | 660 |
| У-ба Бражникова | Пятигорск | 40 |
| Нарзан | Пятигорск | 25 |
Из Молоковского источника взяли пробу воды объёмом 8,5 л. Извлечённый из неё радон собрали в специальный прибор, в котором образовывался радиоактивный налёт. Какую активность обнаружит налёт сам по себе через час после достижения максимальной величины, считая, что она составляет 2% от активности пробы воды? Ответ подтвердите расчетами.
Рассчитаем максимальную активность налёта

