Калий-40 и калий-42

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: ³⁹К (изотопная распространённость 93,258%) и ⁴¹К (6,730%). Третий изотоп ⁴°К (0,0117%) является p-активным с Т= 1,251-ю⁹ лет. Известны девять радиоактивных искусственных изотопов с массовыми числами 37, 42^-44.

Природный нуклид ⁴°К распадается двумя путями: на и% он претерпевает электронный захват:

Именно в результате такого распада ««к в земной коре и образовалась основная часть атмосферного аргона. Этот процесс является также основой калий-аргонового метода в геохронологии. Остальные 89% ⁴°К (i, 2*ioⁿ атомов в год) распадаются с испусканием р-излучения:

Энергия этих р-частиц равна 1,314 МэВ.

Техногенный нуклид ⁴²К (р-излучатель, Т= 12,36 час) используют как индикатор в аналитической химии, биологии и медицине. Его получают облучением нейтронами стабильного калия.

⁴⁰К содержится в живых организмах и своим излучением создаёт естественное (фоновое) излучение. Остальные радиоактивные изотопы калия в природе не встречаются.

В теле человека массой 70 кг содержится о, 2% (140 г) калия, из которого 0,0164 г приходится на ⁴⁰К, что обеспечивает распад 1,34-ю¹¹ атомов за год (4250 Бк). Энергия всех испущенных за год в теле человека р-частиц составит 0,025 Дж (0,36 мЗв). В теле человека в течение 50 лет образуется 3-Ю'⁸ мл аргона. Калий-40 — один из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (мощность оценивается в 44 ТВт). Распад ⁴°К даёт 10*15% суммарной скорости генерации энергии в земной коре. В минералах, содержащих калий, накапливается ⁴°Аг, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод один из основных методов ядерной геохронологии.

Обычная питьевая вода содержит -2,5 ч. на 1 млн. калия, или 3−1СИ мг/л ⁴⁰К. Эта концентрация эквивалентна 2-ю ⁹ мкКюри/мл. Хотя ⁴°К может составлять от 5 до 50% природной p-активности питьевой воды, содержание этого изотопа в воде считается не опасным для здоровья.

Радиоактивные изотопы калия поступают в организм с пищей и водой. Калий практически полностью всасывается из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и равномерно распределяется в органах и тканях. Изотоп ⁴°К отчасти способен концентрироваться в половых железах и мышцах. Выделение калия их организма происходит с мочой. В плазме крови активность ⁴²К быстро снижается. Период полувыведения калия из организма составляет 58 сут. Калий из организма взрослого человека выводится в 3 раза медленнее, чем вода.

При поражении радионуклидом ⁴²К в ранние сроки клинические признаки лучевой реакции могут отсутствовать, позже может возникнуть лейкопения, лимфопения, нарушение функции пищеварительного тракта.

Калий-40 не относится к опасным радиоизотопам. Группа радиационной опасности Д. При 40-рабочей недели рекомендованы нормативы: ПГП через органы дыхания i-ю⁷ Бк, а через желудочный тракт i-ю⁷ Бк, ПКБ = 6-юз Бк/мз. Для ⁴²К группа радиационной опасности В, МЗА=з, 7юз Бк. ПГП через органы дыхания 2-ю⁸ Бк, а через желудочный тракт 2-ю⁸ Бк, ПКБ = 7-ю⁴ Бк/мз. При поражении ⁴²К в ранние сроки клинические признаки лучевой реакции может отсутствовать, позже возникает нарушение функции пищеварительного тракта.

Неотложная помощь при поражении ⁴²К включает дезактивацию кожных покровов водой с мылом. Внутрь рекомендуются катионообменные смолы в водородной форме КУ-2, рвотные средства, промывание желудка, слабительное.