UNIVERZITET U PRIŠTINI
FAKULTET TEHNIĆKIH NAUKA
KOSOVSKA MIRTOVICA
SEMINARSKI RAD
GEOHEMIJA I ZAŠTITA
Tema: RADIOAKTIVNOST I ŽIVOTNA SREDINA
Mentor:
Student:
Novi Sad 2011.godine
U prirodi je otkriveno oko 80 radioaktivnih i oko 300 stabilnih izotopa. Za površinu Zemlje
najvažniji elementi koji daju radioaktivnost jesu U, Th i K. Ti elementi su karakteristični po
litofilnom karakteru i vezanosti za kisele magmatske stene.
Uran.
Srednji sadržaj U u Zemljinoj kori je 2.5 ppm. Uran ima tri prirodna izotopa: U-238
(99.3 %), U-235 (0.7 %) i U-234 (0.0056 %). Uran-238 je daleko značajniji za životnu sredinu
ne samo što je više zastupljen, nego i što mu je aktivnost u prirodi oko 20 puta veća od U-235.
Izotopi U-238 i U-235 daju dve različite serije radioaktivnog raspadanja čiji su produkti Pb-206
i Pb-207 (tabela 1). Uran-234 ima vreme poluraspadanja od 2.5 x 10
5
godina. Današnja
raspodela U u različitim delovima sveta odlikuje se velikom neravnomernošću: postoje područja
s veoma niskim sadržajima, ali i područja sa sadržajima U koji su 5-15 puta veći od dozvoljenog
sadržaja.
Uran ulazi u sastav oko 100 minerala, od kojih su najznačajniji: uraninit UO
2
, pehblenda
U(Si0
4
)
1-x
(OH)
4x
, branerit (U,Y,Ca,Fe,Th)
3
Ti
5
O
16
,
davidit (Fe,Cu,U)(Ti,Fe)
3
(O,OH)
7
, uranotorit
(Th,U)Si0
4
i uranotorijanit (Th,U)O
2
. Od četiri oksidaciona stanja najvažniji su U
4+
i U
6+
. Uran
(U
4+
) gradi čvrste rastvore s Ce
4+
, Zr i Th ulazeći u sastav minerala cerijanita, cirkona i
uranotorijanita. Ti minerali su akcesorni sastojci u stenama i veoma su otporni na. površinsko
raspadanje, pa se nalaze u aluvijalnim sedimentima.
U drugim rastvorljivijim mineralima U
4+
se lako oksidiše u uranil-jon UO
2
2+
koji ulazi u
sastav sekundarnih minerala: autunita Ca(UO
2
)2(PO
4
)2 x 12H
2
O, torbernita Cu(UO
2
)
2
(PO
4
)
2
x
12H
2
O i kamotita K
2
(UO
2
)
2
(VO
4
)
2
x nH
2
O.
U magmatskim stenama U se uglavnom nalazi u akcesornim mineralima koji se mogu
obogatiti u peskovitim sedimentima zbog svoje rezistentnosti (tabela 2). U oksidacionim
uslovima U se oksidiše i precipitira u redukcionim uslovima i vezuje za organsku materiju i Fe-
sulfide. Uran može biti koncentrisan u fosforitima i lignitima stvorenim u redukcionim uslovima
(tabela 3).
Tabela 1. Serija radioaktivnog raspadanja U-238
Izotop
Poluvreme raspadan ja
Način raspadanja
U-238
4.5 x 10
9
godina
α,γ
Th-234
24.1 dan
β,γ
Pa-234
6.75 časa
β,γ
U-234
2.48 x 10
5
godina
α,γ
Th-230
8.0 x 10
4
godina
α,γ
Ra-226
1622 godina
α,γ
Rn-222
3.82 dana
α
Po-218
3.05 minuta
α
Pb-214
26.8 minuta
β
Bi-214
19.7 minuta
α ,β,γ
Po-214
1.6 x 10
-4
sekundi
α
Pb-210
22.0 godina
β,γ
Bi-210
5.01 dana
β
Po-210
138.4 dana
α
Pb-206
stabilan
Za životnu sredinu U je najznačajniji radioaktivni elemenat. Uran (U
6+
) veoma je mobilan u
oksidacionim uslovima, naročito u kiselim i karbonatnim vodama, a takođe i u vidu koloidnih
čestica i organskih kompleksa. U redukcionim uslovima U se lako sorbuje na organskoj materiji
i sulfidima Fe. Mobilnost U veoma je zavisna od Eh/pH uslova.
4
Torijum.
U prirodi se pojavljuju dva izotopa Th: Th-232, čije je vreme poluraspadanja
1.41 x 10
10
godina (tabela 4), a krajnji produkat Pb-208, i Th-230 koji je najčešće prisutan u
mineralima U, jer nastaje od U-234 i U-238. Vreme poluraspadanja Th-230 iznosi 80.000
godina.
Kao i U, torijum se nalazi u akcesornim mineralima: monacitu (Ce,La,Nd,Th)PO
4
,
braneritu (U,Y,Ca,Fe,Th)
3
Ti
5
0,
6
, toritu ThSiO
4
, uranotoritu (U,Th)SiO
4
itd. U prirodi se
pojavljuje samo u jednom oksidacionom stanju: 4+ i gradi čvrste rastvore sa U, Ce i Zr. Svi
torijumovi minerali su veoma otporni na površinsko raspadanje. Za vreme površinskog
raspadanja Th je relativno nerastvoran i koncentriše se u akcesornim mineralima ili je
adsorbovan na glinama.
Tabela 2. Sadržaj U i Th (ppm) u glavnim i akcesornim mineralima
magmatskih stena (Wedepohl
t
1978)
Mineral
U
Th
Glavni minerali
Kvarc
0.1 -10
0.5 - 10
Feldspati
0.1-10
0.5 - 10
Biotit
1-6o
0.5-50
Muskovit
2-8
—
Hornblenda
0.2-60
5-50
Pirokseni
0.1-50
-
Olivin (iz dunita)
1 ~ 0.05
0.02
Akcesorni minerali
Alanit
30-1000
1000-20.000
Apatit
10-100
50-250
Epidot
20-200
50-500
Granat
6-30
—
Magnetit
1-30
0.3-20
Monacit
500 - 3000
20.000 - 200.000
Sfen
10-700
100-1000
Cirkon
100 - 6000
100-10.000
Tabela 3. Sadriaj U i Th u različitim stenama (ppm)
Stena
U
Th
Granitoidi
2.2-15
8-56
Gabroidi
0.84
4
Dunit
0.014
0.05
Alkalne intruzivne stene
1.4-20
0.55-35
Rioliti i daciti
5
_
Bazalti
0.10-0.99
0.19-5.4
Peščari
0.5 - 3.2
1-9
Glinci
2-8
10-13
. Crni glinci
3 -1244
—
Bentoniti
5
24
Krečnjaci
0.35-2.3
0.05-2.4
Dolomiti
0.03-2.0
_
Fosforiti
50-300
1-5
Ugalj
20-<6000
—
Nafta
(0.17-10) x 10
3
—
Gnajs
2-7
4-27
Amfibolit
0.3-3.5
0.3-5
Mermer
0.17-0.36
0.03
Filit «
1.9
5.5
5
