ดิน พฤติกรรมของนิวไคลด์กัมมันตรังสีในดิน และการอพยพของพวกมันสู่พืชและสัตว์บนบก การอพยพของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี เมื่อเข้าสู่ดินขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ คุณสมบัติทางเคมีกายภาพของไอโซโทปแต่ละตัว และรูปแบบของสารประกอบเคมีที่พวกมันตั้งอยู่ คุณสมบัติทางเคมีกายภาพของ ดิน การปรากฏตัวของไอออนที่คล้ายคลึงกัน ในคุณสมบัติทางเคมีต่อไอโซโทปรังสีที่เข้าสู่ดิน สภาพแวดล้อม pH ธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดิน

องค์ประกอบของดินประกอบด้วยแร่ธาตุและสารอินทรีย์ น้ำและอากาศ รวมกันเป็นระบบฟิสิกส์เคมีที่ซับซ้อนซึ่งให้การสนับสนุนทางกลแก่พืช และให้สารอาหารแก่พืช โปรไฟล์ดินแนวตั้งประกอบด้วยชั้นต่างๆ ซึ่งมีลักษณะทางกายภาพและทางเคมีแตกต่างกัน ตามอัตภาพเส้นขอบฟ้า 3 ประเภทมีความโดดเด่น ขอบฟ้าบนสุดที่มีความหนาสูงสุด 30 ถึง 60 เซนติเมตร ในเขตเชอร์โนเซมและอื่นๆ ซึ่งกระบวนการชีวิตส่วนใหญ่เกิดขึ้นใต้ผิวดิน

ขยายไปถึงความลึก 120 ถึง 150 เซนติเมตรที่ความลึก 180 ถึง 210 เซนติเมตร มีชั้นของดินผู้ปกครองที่หลวมและผุกร่อนบางส่วน กระบวนการทางเคมีกายภาพที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในดิน และความอุดมสมบูรณ์ของดินขึ้นอยู่กับเนื้อหาของอนุภาค ที่มีคุณสมบัติการแลกเปลี่ยนไอออนสูงในดินเป็นหลัก ธาตุอาหารส่วนใหญ่ในดินไม่มีอยู่ในน้ำในดิน แต่ถูกดูดซับบนผิวของอนุภาคในดิน ตัวอย่างเช่น อนุภาคดินเหนียวใน 1 ลูกบาศก์เมตร

ดินร่วนมีพื้นผิวรวมมากกว่า 1.6 ตารางเมตร ความสามารถของดินแต่ละพันธุ์ในการดูดซับไพเพอร์นั้นถูกหาปริมาณ ความสามารถในการดูดกลืน แสดงเป็นมิลลิควิวาเลนต์ของไอออนบวก ที่จำเป็นในการทำให้ประจุลบเป็นกลาง 100 กรัม ดินที่ pH 7.0 ดินเหนียวและเชอร์โนเซม มีความสามารถในการดูดซึมสูงความสามารถในการดูดซับนั้น เกิดจากการมีฮิวมัสอยู่ในนั้น ความสามารถในการดูดซับของดินทรายมีน้อยกว่ามาก ควรสังเกตลักษณะสำคัญ

ในกระบวนการดูดซับสารกัมมันตรังสีจากดิน การลงไปในดินในปริมาณที่น้อยมาก ธาตุกัมมันตภาพรังสีจะไม่แข่งขันกัน เพื่อหาสถานที่บนพื้นผิวที่ดูดซับดังนั้นดินมักจะยังคงอยู่ เช่น กฎที่มีความอิ่มตัวต่ำเมื่อเทียบกับพวกเขา ไอโซโทปบางชนิด เช่น สตรอนเทียมและซีเซียม สามารถเปลี่ยนจากรูปแบบที่แลกเปลี่ยนได้เป็นไอโซโทป ที่ไม่สามารถแลกเปลี่ยนได้ เนื่องจากไอโซโทปรวมอยู่ในตะแกรงผลึกของแร่ธาตุที่มีอยู่ในดิน เกลือฟอสเฟต ซัลเฟต

รวมถึงสารประกอบอื่นๆที่ละลายได้ไม่ดี เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าผลิตภัณฑ์ที่แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย เมื่อกระทบผิวดินจะได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนาในชั้นบน การเจาะเข้าไปในส่วนลึกมักจะเป็นสัดส่วนกับปริมาณน้ำฝน กระบวนการนี้ดำเนินไปอย่างช้าๆ และแม้กระทั่งในสถานที่ที่มีปริมาณหยาดน้ำฟ้ามีนัยสำคัญ ก็ต้องใช้เวลาหลายปีกว่าที่ไอโซโทปรังสีจะสะสมในชั้น ที่อยู่เบื้องล่างในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจน ดังนั้น มากถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของจำนวน 90Sr ที่ตกลงมา

หลังจากการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ ยังคงอยู่ในชั้นดินชั้นบนที่มีความหนามากถึง 5 เซนติเมตร และมีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่แทรกซึมลึกลงไป 15 เซนติเมตร สิ่งที่กล่าวมานี้มีผลบังคับใช้อย่างสมบูรณ์กับ 137Cs ระหว่างชั่วพริบตา ผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีจะกระจายอย่างสม่ำเสมอ ทั่วทั้งความหนาของดินที่ผ่านการบำบัดแล้ว บทบาทสำคัญในการแจกจ่ายไอโซโทปที่ตกลงบนพื้นผิวโลกนั้น โดยสภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศ จากพื้นที่ลาดชันนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี

ร่วมกับอนุภาคดินสามารถถูกพัดพาไปได้ โดยกระแสฝนในบรรยากาศ สะสมในพื้นที่โล่งต่ำและตกลงไปในน้ำ ในการย้ายถิ่นของไอโซโทป กระบวนการที่สังเกตได้ระหว่างการกัดเซาะของดินด้วยลมมีความสำคัญ เป็นผลมาจากการปนเปื้อนของดินด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสี พวกเขาเข้าสู่พื้นดิน วิธีแรก โดยทั่วไปเนื่องจากการกระจายทางกล รวมทั้งพืชพรรณทำให้ดินสูญเสียมากถึง 2.5 เปอร์เซ็นต์ 90Sr และ 0.7 เปอร์เซ็นต์ 13Cs ต่อปี

ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่พบในดิน ตามกฎแล้วจะผ่านเข้าสู่ระบบรากในลักษณะเดียวกับไอโซโทป ที่เสถียรของธาตุเดียวกัน ถ้าคุณสมบัติทางเคมีของธาตุคงตัวและธาตุกัมมันตภาพรังสีเท่ากัน ก็จะเข้าสู่พืชในสัดส่วนเดิม ดังนั้น เมื่อปลูกพืชโดยใช้สารละลายอนินทรีย์อย่างง่าย ที่มีแคลเซียมและสตรอนเทียม อัตราส่วนของธาตุเหล่านี้ก็จะยังคงอยู่ในพืช ระดับการดูดซึมสตรอนเทียมโดยพืชจากดิน ขึ้นอยู่กับรูปแบบทางเคมี ความต้องการทางสรีรวิทยาของพืช

คุณสมบัติทางเคมีกายภาพ ยิ่งไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีถูกตรึงในดินมากเท่าไร มันก็จะเข้าไปในพืชได้น้อยลงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ข้าวโอ๊ตที่ปลูกบนทรายสะสม 90Sr นั้นมากกว่าข้าวโอ๊ตที่ปลูกบนดินร่วนปนหนักหลายเท่า ในเวลาเดียวกัน 8 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ มาจากทรายดินเหนียวและ 1 เปอร์เซ็นต์ จากดินร่วนหนักของทั้งหมด 90 ซีเนียร์ที่นำเข้าสู่ดิน การสะสมสัมพัทธ์ของธาตุต่างๆจากดินโดยพืช มีดังนี้ Sr>I>Ba>Cs , Ru>Ce>Y Pm Zr Nb>Pu

ธาตุกัมมันตภาพรังสีจากดินสู่พืช ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของพวกมันเจาะเข้าไปในส่วนพื้นดิน หรือยังคงอยู่ในระบบรากไอโซโทปเช่น 90Sr และ 137Cs สามารถทะลุผ่านระบบรากไปยังทุกส่วนของพืชได้อย่างง่ายดาย ธาตุกัมมันตรังสีเช่นซีเรียม,รูทีเนียม,เซอร์โคเนียม,อิตเทรียม,พลูโทเนียมสะสมส่วนใหญ่ในระบบราก ในระหว่างการถ่ายโอนนิวไคลด์กัมมันตรังสีจำนวนหนึ่ง จากดินสู่พืช พบว่าไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี ที่มีคุณสมบัติทางเคมีใกล้เคียงกับธาตุที่เสถียร

ซึ่งถูกหลอมรวมโดยพืชในระดับที่น้อยกว่า ค่าที่แสดงว่าเนื้อหาใน 90Sr จะเปลี่ยนแปลงสัมพันธ์กับแคลเซียมมากน้อยเพียงใด เมื่อผ่านจากดินสู่พืชเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์ การเลือกปฏิบัติผลการเลือกปฏิบัติประกอบด้วยการตรึงสตรอนเทียมในดินที่แรงกว่าแคลเซียม นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่ความสัมพันธ์แบบเลือกของพืช กับองค์ประกอบทั้งสองนี้เป็นไปได้เช่นกัน โดยปกติปัจจัยการเลือกปฏิบัติจะเปลี่ยนไป ขึ้นอยู่กับระดับความอิ่มตัวของดินที่มีแคลเซียมคงที่

ชนิดของพืชตลอดจนระยะเวลาของการพัฒนา สำหรับพืชส่วนใหญ่ ค่าสัมประสิทธิ์นี้สำหรับ 90Sr คือ 0.8 ถึง 1.0 ความเข้มของการสะสมของนิวไคลด์กัมมันตรังสีของพืช สามารถลดลงได้โดยการใช้ปุ๋ยแร่ธาตุกับดินที่มีแอนะล็อกคงที่จำนวนเล็กน้อย ดังนั้น ความเข้มข้นของการสะสมในพืชจึงลดลง เมื่อดินได้รับแคลเซียมสูง สุดท้ายควรสังเกตว่าเมื่อมีกิจกรรมเฉพาะของดินเพิ่มขึ้น ระดับการสะสมของไอโซโทปรังสีในพืชจะลดลงบ้าง

วิธีที่สองของการเข้าสู่นิวไคลด์กัมมันตรังสีในพืช การดูดซับผ่านพื้นผิวของส่วนเหนือพื้นดิน เมื่อไอโซโทปรังสีถูกนำไปใช้กับใบไม้ พวกมันจะแทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างภายในที่จุดที่สัมผัส จากนั้นจึงเคลื่อนไปยังส่วนอื่นๆของพืช รูทีเนียมและซีเรียมส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้ ใกล้กับสถานที่ของการใช้งานหลัก สตรอนเทียมและไอโอดีนเคลื่อนตัวผ่านพืชอย่างรวดเร็ว และหลังจาก 90 ชั่วโมงจะพบพวกมันในทุกส่วนของพืช

ความคล่องตัวสูงโดยเฉพาะ ในผลของเศษกัมมันตภาพรังสีที่ตกลงมาบนพื้นผิวโลก ซึ่งทำให้พืชพันธุ์บนบกทั้งหมดปนเปื้อน ระดับของการสะสมของเศษกัมมันตภาพรังสีในนั้นถูกกำหนดโดย ความหนาแน่นของผลกระทบ และในทางกลับกันโดยเงื่อนไขของการเติบโต ดังนั้น หญ้าทุ่งหญ้ายืนต้นจึงสะสมนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี มากกว่าพืชผลทางการเกษตรประจำปี บทบาทบางอย่างในการสะสมของผลิตภัณฑ์ ที่เป็นเศษส่วนนั้นเล่นโดยพื้นที่ผิวของพืชและโครงสร้างของมัน

ดังนั้นรูปร่างของช่อดอกข้าวสาลี จึงมีส่วนช่วยในการกักเก็บละอองลอยที่เล็กที่สุดที่ตกลงมาได้สูงสุด ในเขตป่าไม้ต้นสนมีนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเข็มอย่างช้าๆ ต้นไม้ผลัดใบในเลนกลางจะผลัดขนทุกปี ดังนั้น ระดับการสะสมจึงน้อย อันเป็นผลมาจากการปนเปื้อนของหญ้าทุ่งหญ้าด้วยผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสี พวกมันเข้าสู่ร่างกายของสัตว์ผ่านทางเดินอาหาร เมื่ออาหารจากพืชที่ปนเปื้อนเข้าสู่ทางเดินอาหารของสัตว์เลี้ยงในฟาร์มจะได้ผล

อ่านต่อได้ที่ Biohacking และหลักการพื้นฐาน biohacking ทำงานอย่างไร