Детектори іонізуючих випромінювань, дозиметричні і радіометричні прилади

Розподіл цих ізотопів всередині Землі визначається не ядерними їх властивостями, а хімічними. Всі три ізотопи-метали, які легко окислюються. Їх окисли мають відносно малу густину, тому вони частіше зустрічаються в земній корі, ніж в її щільній мантії, або металічному ядрі. Імовірно, половина радіоактивних речовин Землі знаходиться поблизу поверхні в шарі товщиною 65км.

Природні радіактивні ізотопи відіграють велику роль в тепловому балансі Землі. За рахунок радіоактивного розпаду щорічно виділяється   тепла, що майже дорівнює річній втраті тепла Землею.

Випромінювання, що створюється ізотопами в земній корі, швидко слабшає при проходженні через гірські породи і грунт. Тому основна кількість випромінювання, яке діє на живі організми, іде з глибини, що не перевищує 10км. Оскільки альфа- і бета-частинки в твердих породах і грунті мають дуже малий пробіг (не більше кількох міліметрів), то основним випромінюванням, що діє на живі організми є гама-випромінювання. Середня поверхнева концентрація радіоактивності складає біля  , хоч в різних місцях активність різна і може перевищувати середню в 5 разів. Більшість кислих гірських порід, таких як граніти, в більшій мірі радіоактивні, ніж лужні базальти.

Уран досить поширений в земній корі, його вміст складає   (по масі). Він знаходиться в гірських породах, грунті ( ), в річках і морях ( ), океані ( ). Невелика частина урану утворює руди, яких відомо більше 100. Крім руд магматичного походження, уран утворює на дні бувших морів осадочні рудні поклади. Найбільш важливі промислові руди урану: уранова смоляна руда, ураніт і карнотіт.

Торій також досить широко поширений в природі ( ), але відомо небагато його руд. В річній воді торію мається біля  , а в морській –  . Основним джерелом торію в промисловості служить монацитові піски. Промислове значення мають також торит і торіаніт.

Особливістю радіоактивного розпаду урану і торію є утворення довгих радіоактивних рядів, в яких з одного радіоактивного елемента утворюється інший. Тому випромінювання, що народжується розпадом урану і торію має значну інтенсивність. Радіоактивний розпад в рядах завершується стабільними ізотопами свинцю.   при розпаді радіоактивного ряду не утворює.

В результаті вивітрювання гірських порід частина рідіоактивних ізотопів переходить в море. Торій зразу реагує з складовими частинами морської води і утворює нерозчинні сполуки, які осідають на дно океану. Уран осідає значно повільніше, так що його концентрація в морській воді досягає значної величини. У калію також існує тенденція до утворення осаду, що випадає на морське дно. Хоч сполуки калію в основному розчинні, його іони абсорбуються на частинках глини і інших іоннообмінних матеріалах. Така ізоляція торію і калію зменшує концентрацію радіоактивних ізотопів в морській воді і риби в меншій мірі ніж людина піддаються дії радіації.

В морській воді хімічні перетворення продуктів розпаду урану приводить до несподіаних ефектів. Другим за періодом піврозпаду дочірнім елементом   є  . Його солі, аналогічно солям  , швидко осаджуються в морські відкладення, які утворюються неперервно. Однак  , що осаджується, перетворюється в радій, частина якого витравлюється з відкладень і повертається в донні шари води, звідки вже дифундує вгору. Його концентрація в океані зменшується в напрямку від дна океану до його поверхні. Це говорить про те, що переміщування океанської води відбувається повільно.

Ні  , ні   (так же, як і більшість їх дочірніх елементів) не відіграють суттєвої ролі в процесі обміну речовин живих організмів. Таким чином, опромінення, якому піддається людина зі сторони цих елементів, переважно зовнішнє. Однак   і його похідний   з уранового ряду і   з торієвого ряду можуть засвоюватись рослинами, а потім проникають в людський організм. В тілі людини вони концентруються в костях і опромінюють червоний кістяний мозок. Опромінення скелету радієм складає половину всієї дози, яку він отримує від природних джерел. Калій також бере участь в біологічних процесах, збираючись в мяких тканинах. Він дає більшу частину природного опромінення, якому піддається організм зсередини.

  серед ізотопів природного калію розподілений рівномірно і складає 0,0119%. Він має період піврозпаду  років. Розпад   іде двома шляхами: бета “-“ – розпад (89%) і електронного захоплення

                                      (6.1.)

(максимальна енергія бета-частинок  );

 ,                                     (6.2.)

де   і   – символи нейтріно і антинейтріно. При розпаді (2) випромінюються гама-фотони з енергією  .

Ізотопи калію (стабільні і  ) досить поширені в природі.   мається в біосфері (питома активність біля 60 Бк/кг), грунті (питома активність   Бк/кг). В тілі людини в розрахунку на 70кг маси мається біля     з загальною активністю  Бк, що зумовлює значну частину дози опромінення від природних джерел  . Вміст калію в земній корі складає 1,08 атомних процентів, тобто його на Землі порівняно багато. Він входить до складу мінералів сільвініта ( ), карналіта (