Радиоактивное поле

Мы рассматриваем геофизические поля как источники энергии, воздействующие на систему вода — порода. Распад радиоактивных элементов, содержащихся в горных породах, не только продуцирует внутреннее тепловое поле Земли (о чем уже писалось ранее), но и создает поле излучений, которое оказывает самостоятельное влияние на эту систему.
В настоящее время в природе обнаружено свыше 230 типов радиоактивных ядер. Среди них главное место занимают три семейства тяжелых элементов: урана, тория и актиния. Из остальных более чем 180 одиночных радиоактивных изотопов, принадлежащих элементам, не входящим в радиоактивные семейства, наиболее распространенным являются калий-40 (40K) и рубидий-87 (87Rb). Представление о содержании основных радиоактивных элементов в земной коре дает табл. 4.3.
Радиоактивные семейства имеют некоторые общие особенности, которые полезно запомнить, так как они позволяют понять характер формирования и структуру радиоактивного поля пород.
1. Родоначальники семейств имеют большие периоды полураспада (10в8—10в10 лет).
2. В середине каждого ряда появляется изотоп (эманация), относящийся к группе благородных газов (радон, торой, актион — изотопы радона с порядковым номером 86), обладающих только а-активностью.
3. Эманации, распадаясь, дают короткоживущие элементы,
4. Короткоживущие изотопы испытывают конкурирующие а-и в-распады.
5. Ряды заканчиваются стабильными изотопами свинца (атомные массы 206, 207, 208 с порядковым номером 82).

Распределение источников радиоактивного поля земной коры показывает, что наряду с другими геофизическими полями оно может оказывать существенное влияние на функционирование системы вода — порода и на формирование химического облика и физических свойств подземных вод. Это влияние обусловлено выделением энергии при радиоактивном распаде, в гидрогеологии оно получило название радиолиза. Процесс этот изучен еще недостаточно глубоко, однако в настоящее время существуют достаточно веские основания считать, что он обеспечивает генерирование окислителей, а также эквивалентного количества водорода, способствует концентрированию подземных растворов и является важным механизмом формирования минеральных, промышленных вод, рудоносных растворов и влияет на эпигенетическое преобразование горных пород.