Криптон-85


Этот изотоп криптона в природе существует в незначительных количествах: он образуется при взаимодействии частиц космических лучей с ядрами стабильного криптона-84. Намного больше криптона-85 образуется в искусственных ядерных реакциях: в основном из урана-235 в ядерных реакторах. Ядро урана-235 при спонтанном или вынужденном делении обычно расщепляется на два тяжёлых фрагмента (с массовыми числами от 90 до 140) и 2-3 нейтрона. При распаде 1000 ядер урана-235 выделяется около трёх атомов криптона-85[1]. Это около 20 % от всех образовавшихся при делении урана ядер 85Kr. Остальные ядра оказываются в короткоживущем возбуждённом состоянии, из которого не переходят в долгоживущий изомер криптона, а сразу распадаются в рубидий-85[1].

Период полураспада составляет 10,756 лет, энергия распада 687 кэВ. В 99,57 % распадов ядра криптона-85 выделившаяся энергия передаётся образовавшимся бета-частице (максимально 687 кэВ, в среднем 251 кэВ), ядру рубидия-85 и нейтрино, а гамма-излучение не образуется. В 0,43 % распадов излучается гамма-квант с энергией 514 кэВ и бета-частица с энергией до 173 кэВ[2][3]. Возможны и другие каналы спонтанного распада с излучением гамма-квантов меньших энергий, но их вероятность крайне мала[4].

Около 5 МКи криптона-85 было выброшено в атмосферу Земли с 1945 по 1962 год при ядерных испытаниях. При аварии на Три-Майл-Айленд в 1979 году к ним добавилось ещё 50 кКи[1], а при аварии на ЧАЭС в 1986-м — 5 МКи[5] По данным «Human Health Fact Sheet»[1], средняя удельная активность криптона-85 в воздухе достигла пика примерно в 1970 году; тогда она составляла около 10 пКи/м3 (0,4 Бк/м3), а затем стала плавно снижаться, так как при относительно коротком (около 11 лет) периоде полураспада этого радиоизотопа он достаточно быстро превращается в стабильный рубидий-85, а поступление нового криптона-85 значительно сократилось по причине запрещения ядерных испытаний в атмосфере и сокращения производства плутония.

При получении плутония и разделении его изотопов образуется значительное количество криптона-85. Поэтому внезапное локальное повышение концентрации этого радиоизотопа в воздухе является признаком возможного нелегального производства плутония.[6]

Большая АЭС производит за год около 300 кКи криптона-85. Большая его часть остаётся в составе отработавшего ядерного топлива и попадает в атмосферу уже потом, в процессе его переработки. Но возможно и улавливание этого радиоактивного инертного газа для хранения и использования.

По радиотоксичности, 440 Бк криптона-85 равнозначны 1 Бк радона-222 (без учёта радиоактивности цепочки продуктов распада радона)[4].