Maailmamme on nykyään huolissaan ympäristön saastumisesta. Ja tämä on ymmärrettävää - hengittämämme ilman ja syömämme ruoan koostumus eivät ole pitkään aikaan olleet ympäristöystävällisiä. Ensimmäisen ydinasekokeen (1945) jälkeen planeettamme on saastunut erilaisilla radionuklideilla, joilla on ihmisperäisiä ominaisuuksia. Ja yksi niistä on cesium-137. Sen puoliintumisaika on v altava, ja vaikutukset ihmiskehoon vaihtelevat. Puhumme tästä ja paljon muusta tässä artikkelissa.
Yksi monista
Cesium Dmitri Mendelejevin jaksollisessa taulukossa kuuluu kuudennen jakson ensimmäisen ryhmän pääalaryhmään ja sen atominumero on 55. Alkuaineen kemiallinen symboli on Cs (Cesium), ja se sai nimensä kahden sinisen viivan läsnäoloon sähkömagneettisen säteilyn suhteellisen intensiteetin spektrissä (alkaenlatinalainen sana caesius, joka tarkoittaa "taivaansinistä").
Yksinkertaisena aineena cesium on pehmeä, hopeankeltainen metalli, jossa on voimakkaita alkalisia piirteitä.
Tämän alkuaineen löysivät vuonna 1860 kaksi saksalaista tiedemiestä R. Bunsen ja G. Kirchhoff. He käyttivät spektrianalyysimenetelmää, ja cesium oli ensimmäinen alkuaine, joka havaittiin tällä tavalla.
Monet kasvot cesiumia
Cesium esiintyy luonnossa yksinomaan Cs-133:n vakaana isotooppina. Mutta moderni fysiikka tuntee 39 keinotekoisesti luotua radionuklidia (radioaktiivista isotooppia).
Muista, että isotoopit ovat alkuaineen atomin muotoja, joiden ytimissä on eri määrä neutroneja.
Isotooppi Cs-135 elää pisimpään (jopa 2,3 miljoonaa vuotta), toinen puoliintumisajalla mitattuna on cesium-137. Jälkimmäinen on vastuussa planeettamme säteilysaasteesta. Cesium-137:n puoliintumisaika sekunneissa on 952066726, mikä on 30,17 vuotta.
Tämä isotooppi muodostuu ytimien hajoamisen aikana ydinreaktorissa sekä ydinkärkien kanssa testattaessa.
Epävakaa radionuklidi
Cesium-137:n puoliintumisajan seurauksena se käy läpi beetahajoamisvaiheen ja muuttuu epästabiiliksi barium-137m:ksi ja sitten stabiiliksi barium-137:ksi. Tämä vapauttaa gammasäteilyä.
Cesium-137:n koko puoliintumisaika on 30 vuotta, ja barium-137m:ksi se hajoaa 2,55 minuutissa. Tämän prosessin kokonaisenergia on1175,63 ± 0,17 keV.
Cesium-137:n puoliintumisaikaa kuvaavat kaavat ovat monimutkaisia ja osa uraanin hajoamista.
Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
Olemme jo kirjoittaneet isotoopin fysikaalisista ominaisuuksista ja sen hajoamisen ominaisuuksista. Kemiallisilta ominaisuuksiltaan tämä alkuaine on lähellä rubidiumia ja kaliumia.
Kaikki isotoopit (mukaan lukien cesium-137, jonka puoliintumisaika on 30,17 vuotta) imeytyvät täydellisesti millä tahansa tavalla, kun ne joutuvat elävään organismiin.
Biosfäärisen radionuklidin päätoimittaja
Ydinvoima on biosfäärissä olevan radioaktiivisen cesium-137-nuklidin lähde, jonka puoliintumisaika on yli 30 vuotta.
Tilastot ovat säälimättömiä. Vuoden 2000 tietojen mukaan kaikki ydinvoimalaitosten reaktorit pääsivät ilmakehään noin 22,2 × 1019 Bq cesium-137:ää, jonka puoliintumisaika on yli 30 vuotta. maailman.
Ei vain ilmakehä saastu. Tämä radionuklidi pääsee v altamereen joka vuosi tankkereista ja jäänmurtajista, joissa on ydinvoimaloita, ydinsukellusveneistä. Asiantuntijoiden mukaan yhden sukellusvenereaktorin toiminnan aikana v altamereen tulee vuodessa noin 24 x 1014 Bq. Cesium-137:n puoliintumisajan vuoksi siitä tulee vaarallinen erittäin pitkäaikaisen ympäristön saastumisen lähde.
Kuuluisimmat räjäytykset
Ennen kuin käsittelemme radionuklidin cesiumin vaikutuksia ihmiskehoon, muistamme useita suuria katastrofeja,mukana tämän alkuaineen päästöt biosfääriin.
Harvat ihmiset tietävät, mutta vuonna 1971 Ivanovon alueella (Galkinon kylässä) tehtiin työtä planeettamme kuoren syvälle tutkimiseksi. Nämä olivat maanalaisia ydinräjähdyksiä, joista yhden jälkeen yhdestä kaivosta pääsi mutalähde. Ja nykyään näiden töiden paikalla rekisteröidään 3 milliroentgeenin säteilyä tunnissa, ja strontium-90:n ja cesium-137:n radionuklideja tulee edelleen maan pinnalle.
Kaikki tietävät Tšernobylin katastrofista vuonna 1986. Mutta kaikki eivät tiedä, että tuolloin noin 1850 PBq radioaktiivisia elementtejä pääsi ilmakehään. Ja 270 PBq niistä on cesium-137.
Vuonna 2011, kun onnettomuus tapahtui Japanin Fukushiman ydinvoimalassa, 15 PBq cesium-137:ää, jonka puoliintumisaika oli 30 vuotta, pääsi Tyynellemerelle.
Mitä tapahtuu seuraavaksi
Radioaktiivisen laskeuman ja jätteen mukana cesium-137 pääsee maaperään, josta se pääsee kasveihin, joiden absorptiokerroin on 100 %. Samaan aikaan jopa 60 % nuklidista kerääntyy kasviorganismin maanpäällisiin osiin. Samaan aikaan maaperässä, jossa on vähän kaliumia, cesium-137:n kertymisen vaikutus lisääntyy huomattavasti.
Tämän nuklidin korkeimmat kertymiskertoimet havaitaan arktisen alueen makean veden levissä, jäkäläissä ja kasvieliöissä. Eläinten kehossa tämä radionuklidi kerääntyy lihaksiin ja maksaan.
Korkeimmat pitoisuudet on havaittu arktisilla rannikoilla poroissa ja vesilintuissa.
Kerää cesiumia ja sieniä. Erityisesti öljysienet, puolalaiset sienet, sammalsienet ja siat koko puoliintumisajan ajan.
Cesium-137:n biologiset ominaisuudet
Luonnollinen cesium on yksi eläimen kehon hivenaineista. Kehossamme cesiumia on 0,0002-0,06 mikronia 1 grammassa pehmytkudoksia.
Cesiumradionuklidi, kuten jo mainittiin, sisältyy biosfäärin aineiden kiertoon ja liikkuu vapaasti biologisia troofisia ketjuja pitkin.
Tämä nuklidi imeytyy 100-prosenttisesti sen jälkeen, kun se on joutunut kosketuksiin ihmiskehon kanssa ruoansulatuskanavassa. Prosessin nopeus on kuitenkin erilainen eri osastoilla. Joten tunnin kuluttua kehoon pääsystä jopa 7 % cesium-137:stä imeytyy ihmisen mahalaukkuun, 77 % pohjukaissuoleen, tyhjäsuoleen ja sykkyräsuoleen, jopa 13 % umpisuoleen ja umpisuolen viimeiseen osaan. suolisto (poikittainen paksusuoli) - jopa 40%.
Cesium-137:n osuus, joka kulkeutuu hengitysteiden kautta, on 25 % ruoasta tulevasta määrästä.
Veren kautta lihaksiin
Suolistosta uudelleen imeytymisen jälkeen cesium-137 jakautuu suunnilleen tasaisesti kehon kudoksiin.
Viimeaikaiset sioilla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä nuklidi saavuttaa suurimmat pitoisuudet lihaskudoksissa.
Poroa tutkittaessa havaittiin, että cesium-137 jakautuu yhden injektion jälkeen seuraavasti:
- Lihakset - 100%.
- munuaiset – 79 %
- Sydän - 67 %
- Kevyt – 55%.
- Maksa- 48 %
Puoliintumisaika on 5-14 päivää ja se erittyy pääasiassa virtsaan.
Mitä ihmiskehossa tapahtuu
Tärkeimmät tavat saada cesiumia kehoon ruoansulatuskanavan ja hengitysteiden kautta. Kun cesium-137 joutuu ulkoiseen kosketukseen ehjälle iholle, 0,007 % tunkeutuu sisälle. Nieltynä 80 % siitä kertyy luurankolihaksiin.
Alkuaine erittyy munuaisten ja suoliston kautta. Kuukauden kuluessa jopa 80 % cesiumista poistuu. Kansainvälisen säteilysuojelukomission mukaan radionuklidin puoliintumisaika on seitsemänkymmentä päivää, mutta nopeus riippuu kehon tilasta, iästä, ravinnosta ja muista tekijöistä.
Säteilysairauden k altainen säteilyvaurio kehittyy, kun saa yli 2 Gy:n annoksen. Mutta jo MBq-yksiköillä havaitaan merkkejä lievästä säteilyvauriosta ripulin, sisäisen verenvuodon ja heikkouden muodossa.
Kuinka suojautua tartunn alta
Cesium-137:n määrän määrittämiseksi ihmiskehossa beeta-gamma-radiometrit tai ihmisen säteilymittarit (HCR) mittaavat kehosta tai eritteistä tulevaa gammasäteilyä.
Analysoitaessa tiettyä radionuklidia vastaavia spektripiikkejä, määritetään sen aktiivisuus kehossa.
Nestemäisten tai kiinteiden cesium-137-yhdisteiden aiheuttamien infektioiden ehkäisy on suoritettava käsittelyt yksinomaan suljetuissa laatikoissa. Keinoja käytetään estämään elementin pääsy sisällehenkilökohtainen suojaus.
On syytä muistaa, että cesium-137:n puoliintumisaika on 30 vuotta. Joten vuonna 1987 Brasiliassa (Goianian kaupunki) varastettiin osa sädehoitoyksiköstä. Kahden viikon aikana noin 250 ihmistä sai tartunnan, heistä neljä kuoli kuukauden sisällä.
Toleranssit ja ensiapu
Tämän elementin hyväksytyt kuitit ovat 7,4 x 102 Bq päivän aikana ja 13,3 x 104 Bq vuodessa. Ilman pitoisuus ei saa ylittää 18 x 10-3 Bq per 1 kuutiometri ja vedessä - 5,5 x 102 Bq litrassa.
Jos määritetyt normit ylittyvät, on tarpeen ryhtyä toimenpiteisiin elementin poistamisen nopeuttamiseksi kehosta. Ensinnäkin pinnat (kasvot ja kädet) on desinfioitava saippualla ja vedellä. Jos ainetta joutuu hengitysteiden kautta, huuhtele nenänielu suolaliuoksella.
Sorbenttien ja diureettien käyttö vesikuormituksen kanssa nopeuttaa alkuaineen poistumista.
Vakavissa tapauksissa suoritetaan hemodialyysi ja määrätään spesifinen hoito.
Mutta etuja on
Kemiallisessa tutkimuksessa, gammasäteilyvirheiden havaitsemisessa, säteilyteknologioissa ja erilaisissa radiobiologisissa kokeissa tiedemiehet ovat löytäneet käyttöä tälle ihmisen valmistamalle elementille, jolla on säteileviä ominaisuuksia.
Cesium-137:ää käytetään kosketus- ja sädehoidossa, lääketieteellisten instrumenttien, elintarvikkeiden steriloinnissa.
Tämä elementti on löytänyt sovelluksensa valmistuksessaradioisotooppivirtalähteissä ja kiintoainetason mittareissa, joissa sitä käytetään läpinäkymättömässä suljetussa säiliössä.
