Природный калий состоит из трех изотопов. Два основные - ³⁹K (93.258 %) и ⁴¹K (6.730 %) являются стабильными, но кроме них калий также содержит радиоактивный изотоп ⁴⁰K (0.0117 %). Изотоп ⁴⁰K является бета-излучателем с периодом полураспада 1.251·10⁹ лет.

Несмотря на большой период полураспада ⁴⁰K и невысокую долю данного радиоактивного изотопа в природном калии, радиоактивность "естественного" калия весьма существенна. В одном грамме природного калия каждую секунду распадается 32 ядра ⁴⁰K (в среднем). Но калий - один из основных элементов жизни: он необходим каждой живой клетке (вспомните, например, натрий-калиевый насос). Конечно, калий - не углерод, не азот и даже не фосфор, но в теле человека (и других организмов) он содержится в значительных количествах. Благодаря радиоактивному изотопу калия в теле человека массой 70 кг каждую секунду происходит около 4000 радиоактивных распадов [K2]. Некоторые продукты с высоким содержанием калия, например, бананы даже способны вызвать ложное срабатывание датчиков радиоактивности [1].

Природный радиоактивный фон - неотъемлемый фактор, влияющий на биосферу. С одной стороны, считается, что любая доза радиоактивного излучения увеличивает вероятность возникновения онкологических заболеваний. Но с другой стороны, во время ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС оказалось, что от радиоактивного облучения сильнее всего страдали люди, которые выросли в местностях с низким природным радиоактивным фоном (например, Прибалтика). Наоборот, люди, которые выросли в местах с повышенным естественным радиоактивным фоном (например, Кировоградская область) оказались более устойчивыми.

Но одно дело - теория, другое - практика. Коллега купил дозиметр Терра-П и мы померили фон в квартире. Поступило предложение попробовать, как реагирует дозиметр на хлорид калия. Взяли трехкилограммовый пакет хлорида калия и положили на него включенный дозиметр. Фон немного повысился, но разница была в пределах ошибки прибора (порядка 20%).

Осталось развести руками: дозиметры - малочувствительные приборы. Они предназначены, чтобы предупредить: высокий фон - отсюда нужно сматываться! Чтобы померить радиоактивность хлористого калия, нужен гораздо более чувствительный стационарный радиометр (например, РУГ). Более того: химически чистый хлорид калия используют для калибровки радиометров.

На форуме коллега написал:
"Очень странно. Терра должна реагировать даже на соли калия, так как в ней установлен всё тот же СБМ-20 [2] . А вы с открытой крышкой проводили измерение или с оной?"

Честно говоря, я даже не знал, что в дозиметре что-либо открывается: просто взял прибор и померил сначала фон в квартире, потом - кулек с хлоридом калия (к дозиметру прилагается инструкция, но многие ли из нас читают инструкции?).

А прочитать инструкцию стоило. В обычном положении счетчик дозиметра закрыт пластмассовой крышкой, которая с внутренней стороны снабжена свинцовой фольгой. Свинец отсекает бета-излучение, но практически не задерживает гамма-лучи. А калий-40 - как раз бета-излучатель. При поглощении бета-лучей разными материалами выделяется тормозное излучение (рентгеновские лучи), но счетчик СБМ-20 их не фиксирует.

Еще раз попробовал померить хлорид калия. Со свинцовой перегородкой было 0.19, зато когда снял пластину (хлорид калия был в кульке) - накопление сигнала дошло до 0.30, после чего включилась звуковая сигнализация и прибор пришлось срочно выключить (в квартире мы были не одни) [K1].

Опыты продолжил только через восемь месяцев: взял прибор на работу и попробовал заснять измерение радиоактивности хлорида калия. У меня была килограммовая банка с хлоридом калия, полукилограммовый полиэтиленовый пакет (оба - ХЧ) и килограммовый пакет иодида калия - тоже соль калия все-таки.

В лаборатории фон был примерно 0.10-0.20 мкЗв/ч [3]. Пересыпал хлорид калия из банки в кулек, положил на него дозиметр. Фон слегка увеличился, но только слегка. Что за ерунда!? Может быть, в банке с заводской этикеткой "Хлорид калия" находится бог знает что? (Подобные случаи бывали).

Померил пакет с хлоридом калия, потом - пакет с иодидом калия: снова почти нет эффекта. Аккуратно открыл кулек и положил дозиметр непосредственно на хлорид калия - фон увеличился незначительно.

Подумав, я склонился к версии, что, скорее всего, в трехкилограммовом пакете с хлоридом калия, который я мерил в первый раз, была какая-то радиоактивная примесь (а, возможно, что-то прилипло к стенкам).

Перечитал обсуждение на форуме и неожиданно обнаружил, что я забыл про крышку счетчика! Снял крышку со свинцовой фольгой и снова положил прибор на пакет с хлоридом калия. Фон понемногу стал расти и вскоре сработала звуковая сигнализация (по умолчанию она установлена на уровень 0.3). Иногда фон достигал 0.4 и даже 0.7 - главное было прижать счетчик к кульку поплотнее: даже небольшой зазор уменьшал фон.

Высыпал хлорид калия из банки в кулек, померил - тот же эффект: вскоре сработала звуковая сигнализация. Итак, три образца хлорида калия - и все вызывали звуковой сигнал дозиметра (опасный уровень ).

__________________________________________________
¹ См. статьи Банановый эквивалент [ссылка] и Планктонный эквивалент [ссылка]

² СБМ-20 - счетчик, используемый в бытовых дозиметрах и радиометрах отечественного производства. По размерам напоминает мизинчиковую батарейку.

³ Далее для краткости единицы измерения опущены.

Смотреть Видео (175 Мб, .avi ) Смотреть Видео 2 (115 Мб, .avi )

После хлорида калия снова перемерил пакет с иодидом калия. Сначала ничего интересного не получилось: несмотря на открытую крышку счетчика, фон возрос не сильно и звуковая сигнализация так и не сработала. Я не удивился: иодид калия содержит значительно меньше калия, чем хлорид (атомная масса иода гораздо больше, чем хлора).

Однако на следующий день я взял этот же пакет с иодидом калия и провел опыт более тщательно - продавил в пакете канавку под размеры дозиметра и положил в нее прибор (т.е. дозиметр был с трех сторон окружен иодидом калия). Вскоре фон возрос до 0.4-0.5: если бы я не отключил звуковую сигнализацию, она бы сработала.

Смотреть Видео (32 Мб, .avi )

С карбонатом калия (поташ) опыт вышел также хорошо: звуковая сигнализация дозиметра сработала почти сразу.

Смотреть Видео (52 Мб, .avi )

В лаборатории был еще нитрат калия (калиевая селитра) и гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль). Желтую кровяную соль попробовал, она вызвала срабатывание звуковой сигнализации дозиметра, но селитру мерить не стал: кому охота констатировать очевидное? (Тем более что показания дозиметра больше зависели не от количества соли и содержания в ней калия, а от того, насколько удачно помещен дозиметр.)

Смотреть Видео (31 Мб, .avi )

Еще одна подробность. Перед тем, как я использовал дозиметр Терра-П, сначала попробовал померить хлорид калия прибором "Белла". Эффект нулевой: к бета-излучению хлорида калия данный дозиметр нечувствителен.

Комментарии

^К1 В Терре-П по умолчанию порог срабатывания сигнализации установлен на значение 0.30 мкЗв/ч - пишут, что это соответствует максимально допустимому уровню для помещений по украинским нормативам (НРБУ-97). Нажав с задержкой (около 4 секунд) кнопку "Поріг" и затем используя короткие нажатия кнопок "Поріг" и "Режим", можно перепрограммировать порог срабатывания (по аналогии с простыми электронными часами) - как вверх вплоть до значения 9.99 мкЗв/ч (для "конспирации" или просто чтоб звук не мешал), так и вниз - до 0.01 мкЗв/ч (если понадобится пугать гуманитариев ). После выключения-включения прибора значение порога "0.30" восстановится.

И когда измеряется новый объект, нужно перед этим кратковременно нажать "Поріг" - тогда фиксирование и усреднение значений начнётся заново.
Вася химикат

^К2 Я бы добавил, что это в среднем - около 4000 Бк. Причем самый радиоактивный орган это сердце. Бывало, что и за 8000 Бк переваливало.
Upsidesium

<Радиоактивность. Радиоактивные элементы>

<Химические вулканы и Фараоновы змеи ч.2> <Химические вулканы ч.1> < Опыты со щелочными металлами > < Опыты со щелочными металлами 1 > [Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном] <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 1> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 2> <Эксперименты с фосфором ч.1> <Эксперименты с фосфором ч.2> <Эксперименты с водородом 1> <Эксперименты с водородом 2> <Эксперименты с водородом 3> <Хлористый азот (трихлорид азота). Иодистый азот (нитрид иода)> <Перекись ацетона, ГМТД, органические перекиси> <Черный порох> <Кумулятивный эффект (№5 2011)> <Нитроглицерин, Этиленгликольдинитрат, Нитроэфиры, Нитропроизводные> <Огонь от капли воды (№1 2012)> <Огонь на ладони (Холодный огонь)> <Ртуть, Амальгамы, Соединения Ртути>
<Радиоактивность (Обсудить на форуме)> [Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]