Номер 5, страница 149 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

5. Почему происходит радиоактивное заражение местности и как долго оно сохраняется?

Радиоактивное заражение местности происходит, когда радиоактивные вещества (радионуклиды) попадают и распространяются в окружающей среде (на почве, в воде, в воздухе) в количествах, превышающих естественный радиационный фон. Основными причинами этого являются:
1. Ядерные взрывы: В результате взрыва ядерного боеприпаса образуется огромное количество радиоактивных продуктов деления. Эти вещества в виде пыли и аэрозолей (радиоактивные осадки) переносятся ветром на большие расстояния и, выпадая, заражают обширные территории.
2. Аварии на ядерных объектах: Крупные аварии на атомных электростанциях (например, в Чернобыле, на Фукусиме) приводят к разрушению реактора и мощным выбросам в атмосферу и гидросферу большого количества радионуклидов, таких как йод-131, цезий-137, стронций-90.
3. Неправильное обращение с радиоактивными отходами: Утечки из хранилищ отработанного ядерного топлива и других радиоактивных материалов, используемых в промышленности, медицине и науке, могут приводить к локальному, но интенсивному заражению почвы и грунтовых вод.
4. Техногенная деятельность: Некоторые промышленные процессы, например, добыча угля, нефти или фосфатов, могут концентрировать на поверхности природные радиоактивные элементы (уран, торий, радий), вызывая локальное повышение радиационного фона.

Продолжительность сохранения радиоактивного заражения полностью зависит от периода полураспада ($T_{1/2}$) радионуклидов, загрязнивших местность. Период полураспада – это время, за которое количество радиоактивных атомов уменьшается вдвое в результате их естественного распада. В зависимости от изотопного состава, опасность заражения может сохраняться от нескольких дней до сотен тысяч лет:
- Короткоживущие изотопы: Например, йод-131 ($^{131}I$) имеет период полураспада около 8 суток. Он очень опасен в первые недели после выброса, но его активность быстро снижается. Через 80 дней (10 периодов полураспада) его активность падает более чем в 1000 раз.
- Среднеживущие изотопы: Стронций-90 ($^{90}Sr$) и цезий-137 ($^{137}Cs$) с периодами полураспада около 29 и 30 лет соответственно. Они обусловливают долгосрочное заражение территорий, делая их непригодными для жизни и хозяйственной деятельности на десятки и сотни лет.
- Долгоживущие изотопы: Изотопы, такие как плутоний-239 ($^{239}Pu$) с периодом полураспада 24 100 лет, или уран-235 ($^{235}U$) с периодом полураспада 703 миллиона лет, создают заражение, которое можно считать практически вечным в масштабах человеческой цивилизации. Уровень радиации на таких территориях снижается чрезвычайно медленно.

Ответ: Радиоактивное заражение местности происходит из-за распространения радиоактивных веществ, источниками которых служат ядерные взрывы, аварии на АЭС и утечки радиоактивных отходов. Продолжительность заражения напрямую зависит от периода полураспада загрязняющих радионуклидов и может варьироваться от нескольких дней (для короткоживущих изотопов, как йод-131) до десятков лет (цезий-137) и многих тысяч лет (плутоний-239).