Горные породы содержат уран 238U, который является родоначальником радиоактивного семейства (ряда) (Рисунок 1). Урановый ряд можно разделить на две группы: группы урана 238U (от урана до радия) и группы радия 226Ra (от радия до конечного продукта распада радия – стабильного свинца 206Pb). В ряду урана имеется 8 элементов, превращающихся с испусканием a - частиц. Следует отметить, что a - излучатели довольно равномерно распределены по всему ряду. b - излучатели распределены примерно поровну между радионуклидами группы урана и группы радия (RaB, RaC, RaD).

Основная доля (около 98 %) g - излучения приходится на нуклиды группы радия (RaB, RaC) и лишь около 5 % попадает на нуклиды группы урана. Это имеет очень большое значение при проведении поисково- разведочных работ на уран [1].

В середине уранового ряда находится радиоактивный газ (эманация) радон (222Rn, Т1/2 = 3,82 сут.), являющийся продуктом распада радия (226Ra).

Радон попадает в поровое пространство, заполненное газом или жидкостью, в результате диффузии, а также движения подземных вод. Радон может перемещаться на значительные расстояния, создавая вокруг рудных тел газовые ореолы рассеяния. Часть эманации выделяется в атмосферу.

Концентрация радона в поровом пространстве зависит от содержания радия в горной породе, от интенсивности выделения эманации, от плотности и пористости горных пород.

Радон постоянно распадается на другие изотопы. При распаде радона последовательно образуются цепочки дочерних продуктов (Рисунок 2).

Определение содержания урана возможно по концентрации долгоживущих продуктов распада радона (радионуклиды 210Pb и 210Po), полученным при проведении работ изотопно-почвенным методом (ИПМ) [2].

Выбор и перспективность использования 210Pb и 210Po в качестве индикаторов урановых руд определяется тем, что эти радионуклиды, во-первых, являются продуктами распада 238U; во-вторых, завершают процесс радиоактивного распада в ряду 238U и, как ядра многократной отдачи, наименее связаны с минеральными матрицами, то есть более подвижны; в-третьих, имеют относительно небольшие периоды полураспада (22,3 года и 138,4 суток соответственно), что не позволяет им  мигрировать на  большие расстояния от рудных тел и «привязывает» их аномалии к источнику; в-четвертых, являются продуктами распада 222Rn, проникающего от залежей урана в приповерхностные почвенные горизонты, где и концентрируются [3].

Для определения содержания урана были приняты следующие параметры: эманирующий слой большой мощности (около 5м) с содержанием урана U3O8 = 0,03%, плотностью руды ρ = 2000 кг/м3 перекрыт неактивными наносами 5 м, Пористость наносов η=30%, коэффициент эманирования Еэм=0.2 и кажущаяся скорость, включающая диффузивный и конвективный перенос V* = 3,5×10-6 м/с.

Список литературы

1.     Бондаренко В.М., Демура Г.В., Савенко Е.И. /В.М. Бондаренко - Общий курс разведочной геофизики. – М.: Изд-во «Norma», 1998. – 304 с.

2.     Малышев В.И., Соколова З.А., Бахур А.Е. и др. Способ поисков месторождений / Авторское Свидетельство СССР № 215783, заявка класс G01V5/00 № 3087677/24-25, приоритет от 23.04.84 г. – 1984.

3.     Медведев А.А., Посеренин А.И., Кувезин С.Н. Комплекс радиометрических методов при поисках слепых урановых оруденений / А.А. Медведев // Actualscience. 2015. Т.1. №1. с. 11-12.

4.     Новиков Г.Ф., Капков Ю.Н. /Г.Ф. Новиков – Радиоактивные методы разведки – Л.: Изд-во «Недра», 1965. – 498 с.