Ons wêreld vandag is bekommerd oor omgewingsbesoedeling. En dit is verstaanbaar – die samestelling van die lug wat ons inasem en die kos wat ons eet, is lankal nie meer omgewingsvriendelik nie. Sedert die eerste toets van kernwapens (1945) is ons planeet besoedel met verskeie radionukliede met antropogeniese eienskappe. En een van hulle is sesium-137. Die halfleeftyd daarvan is groot, en die uitwerking op die menslike liggaam is uiteenlopend. Ons sal hieroor en nog baie meer in hierdie artikel praat.
Een van vele
Cesium in die periodieke tabel van Dmitri Mendeleev behoort aan die hoofsubgroep van die eerste groep van die sesde periode en het atoomgetal 55. Die chemiese simbool van die element is Cs (Caesium), en dit het sy naam te danke. aan die teenwoordigheid van twee blou lyne in die spektrum van die relatiewe intensiteit van elektromagnetiese straling (vanafdie Latynse woord caesius, wat "hemelblou" beteken.
As 'n eenvoudige stof is sesium 'n sagte, silwergeel metaal met duidelike alkaliese kenmerke.
Hierdie element is in 1860 deur twee Duitse wetenskaplikes R. Bunsen en G. Kirchhoff ontdek. Hulle het die metode van spektrale analise gebruik, en sesium was die eerste element wat op hierdie manier opgespoor is.
Baie gesigte van sesium
In die natuur kom sesium uitsluitlik voor as 'n stabiele isotoop van Cs-133. Maar moderne fisika weet 39 kunsmatig geskepte radionukliede (radioaktiewe isotope).
Onthou dat isotope variëteite is van 'n atoom van 'n element met 'n verskillende aantal neutrone in hul kerne.
Die isotoop Cs-135 leef die langste (tot 2,3 miljoen jaar), die tweede in terme van halfleeftyd is sesium-137. Dit is laasgenoemde wat verantwoordelik is vir die stralingsbesoedeling van ons planeet. Die halfleeftyd van sesium-137 in sekondes is 952066726, wat 30,17 jaar is.
Hierdie isotoop word gevorm tydens die verval van kerne in 'n kernreaktor, sowel as tydens toetsing van wapens met kernplofkoppe.
Onstabiele radionuklied
As gevolg van die halfleeftyd van sesium-137, gaan dit deur die beta-vervalstadium en verander in onstabiele barium-137m, en dan in stabiele barium-137. Dit stel gammastraling vry.
Dit is die volle halfleeftyd van sesium-137 is 30 jaar, en tot barium-137m verval dit in 2,55 minute. Die totale energie van hierdie proses is1175,63 ± 0,17 keV.
Die formules wat die halfleeftyd van sesium-137 beskryf, is kompleks en deel van die verval van uraan.
Fisiese en chemiese eienskappe
Ons het reeds geskryf oor die fisiese eienskappe van die isotoop en die kenmerke van sy verval. Wat chemiese eienskappe betref, is hierdie element naby aan rubidium en kalium.
Alle isotope (insluitend sesium-137 met 'n halfleeftyd van 30,17 jaar) word op enige manier perfek geabsorbeer wanneer hulle 'n lewende organisme binnedring.
Hoofverskaffer van biosferiese radionuklied
Die bron van die biosferiese radioaktiewe nuklied sesium-137 met 'n halfleeftyd van meer as 30 jaar is kernkrag.
Die statistieke is meedoënloos. Volgens die data van 2000 is ongeveer 22,2 × 1019 Bq van sesium-137, waarvan die halfleeftyd meer as 30 jaar is, deur alle reaktors van kernkragsentrales in die atmosfeer vrygestel. van die wêreld.
Dit is nie net die atmosfeer wat besoedel word nie. Van tenkwaens en ysbrekers met kernkragsentrales, van kernduikbote, kom hierdie radionuklied elke jaar die see binne. Dus, volgens kenners, sal ongeveer 24 x 1014 Bq die see binne een jaar binnegaan tydens die werking van een ondersese reaktor. Gegewe die halfleeftyd van sesium-137, word dit 'n gevaarlike bron van baie langtermyn omgewingsbesoedeling.
Die bekendste uitblaassels
Voordat ons oorgaan na die uitwerking van radionuklied sesium op die menslike liggaam, onthou ons verskeie groot rampe,vergesel van vrystellings van hierdie element in die biosfeer.
Min mense weet, maar in 1971, in die Ivanovo-streek (die dorpie Galkino), is werk gedoen om die kors van ons planeet diep te ondersoek. Dit was ondergrondse kernontploffings, waarna een daarvan 'n modderfontein uit een put ontsnap het. En vandag, op die terrein van hierdie werke, word bestraling van 3 milliroentgene per uur aangeteken, en die radionukliede van strontium-90 en sesium-137 kom steeds na die oppervlak van die Aarde.
Almal weet van die Tsjernobil-ramp in 1986. Maar nie almal weet dat in daardie tyd ongeveer 1850 PBq radioaktiewe elemente die atmosfeer binnegekom het nie. En 270 PBq van hulle is sesium-137.
In 2011, toe die ongeluk by Japan se Fukushima-kernkragsentrale plaasgevind het, het 15 PBq sesium-137 met 'n halfleeftyd van 30 jaar die Stille Oseaan binnegegaan.
Wat gebeur volgende
Met radioaktiewe uitval en afval kom sesium-137 die grond binne, vanwaar dit plante binnedring, wat 'n absorpsiekoëffisiënt van 100% het. Terselfdertyd versamel tot 60% van die nuklied in die bogrondse dele van die plantorganisme. Terselfdertyd, in grond arm aan kalium, neem die effek van ophoping van sesium-137 merkbaar toe.
Die hoogste akkumulasiekoëffisiënte van hierdie nuklied word opgemerk in varswateralge, ligene en plantorganismes van die Arktiese sone. In die liggaam van diere versamel hierdie radionuklied in die spiere en lewer.
Hoogste konsentrasies is in rendiere en watervoëls op Arktiese kus gesien.
Koop sesium en swamme op. Veral oliesampioene, Poolse sampioene, mossampioene en varke deur die hele halfleeftyd.
Biologiese eienskappe van sesium-137
Natuurlike sesium is een van die spoorelemente van die diereliggaam. In ons liggaam is sesium vervat in 'n hoeveelheid van 0,0002-0,06 mikron per 1 gram sagte weefsel.
Die sesium-radionuklied, soos reeds genoem, is ingesluit in die siklus van stowwe in die biosfeer en beweeg vrylik langs biologiese trofiese kettings.
Na orale kontak met die menslike liggaam in die spysverteringskanaal vind 100% absorpsie van hierdie nuklied plaas. Die spoed van hierdie proses verskil egter in verskillende departemente. Dus, 'n uur nadat dit die liggaam binnegekom het, word tot 7% van sesium-137 in die menslike maag geabsorbeer, tot 77% in die duodenum, jejunum en ileum, tot 13% in die blindederm, en in die laaste gedeelte van die ingewande (transversale kolon) - tot 40%.
Die deel van sesium-137 wat deur die respiratoriese kanaal ingaan, is 25% van die hoeveelheid wat uit voedsel kom.
Deur die bloed na die spiere
Nadat dit in die ingewande herabsorbeer is, word sesium-137 ongeveer eweredig in liggaamsweefsels versprei.
Onlangse studies in varke het getoon dat hierdie nuklied die hoogste konsentrasies in spierweefsel bereik.
By die bestudering van rendiere is gevind dat sesium-137 na 'n enkele inspuiting soos volg versprei word:
- Spiere - 100%.
- Niere – 79%.
- Hart - 67%.
- Lig – 55%.
- Lewer- 48%.
Die halfleeftyd is 5 tot 14 dae en word hoofsaaklik in die urine uitgeskei.
Wat gebeur in die menslike liggaam
Die belangrikste maniere om sesium in die liggaam te kry, is deur die spysverteringskanaal en asemhalingskanaal. Met eksterne kontak van sesium-137 op ongeskonde vel, dring 0,007% binne. Wanneer dit ingeneem word, versamel 80% daarvan in skeletspiere.
Die element word deur die niere en ingewande uitgeskei. Binne 'n maand word tot 80% van sesium verwyder. Volgens die Internasionale Kommissie vir Radiologiese Beskerming is die halfleeftyd van 'n radionuklied sewentig dae, maar die tempo hang af van die toestand van die liggaam, ouderdom, voeding en ander faktore.
Bestralingskade, soortgelyk in simptome aan stralingsiekte, ontwikkel wanneer 'n dosis van meer as 2 Gy ontvang word. Maar reeds by eenhede van MBq word tekens van ligte bestralingsbesering waargeneem in die vorm van diarree, inwendige bloeding en swakheid.
Hoe om jouself teen infeksie te beskerm
Om die hoeveelheid sesium-137 in die menslike liggaam te bepaal, meet beta-gamma-radiometers of menslike stralingsmeters (HCR) gammastraling vanaf die liggaam of van afskeidings.
Wanneer die spektrumpieke wat met 'n gegewe radionuklied ooreenstem, ontleed word, word die aktiwiteit daarvan in die liggaam bepaal.
Voorkoming van infeksie met vloeibare of vaste verbindings van sesium-137 is om manipulasies uitsluitlik in verseëlde bokse uit te voer. Middele word gebruik om te verhoed dat die element binnekompersoonlike beskerming.
Dit is die moeite werd om te onthou dat die halfleeftyd van sesium-137 30 jaar is. So, in 1987 in Brasilië (die stad Goiania) was daar 'n diefstal van 'n onderdeel van 'n radioterapie-eenheid. Binne 2 weke is ongeveer 250 mense besmet, vier van hulle is binne 'n maand dood.
Toleransies en noodsorg
Toelaatbare kwitansies van hierdie element is 7,4 x 102 Bq gedurende die dag en 13,3 x 104 Bq per jaar. Die inhoud in die lug moet nie 18 x 10-3 Bq per 1 kubieke meter oorskry nie, en in water - 5,5 x 102 Bq per liter.
Indien die gespesifiseerde norme oorskry word, is dit nodig om maatreëls toe te pas om die verwydering van die element uit die liggaam te versnel. Eerstens moet maatreëls getref word om oppervlaktes (gesig en hande) met seep en water te dekontamineer. As die stof deur die respiratoriese kanaal binnedring, spoel die nasofarynks met soutoplossing.
Die gebruik van sorbente en diuretika met waterlading sal die verwydering van die element bespoedig.
In ernstige gevalle word hemodialise uitgevoer en spesifieke terapie word voorgeskryf.
Maar daar is voordele
In chemiese navorsing, opsporing van gammastraalfoute, in bestralingstegnologieë en in verskeie radiobiologiese eksperimente, het wetenskaplikes gebruik gevind vir hierdie mensgemaakte element met uitstralende eienskappe.
Cesium-137 word gebruik in kontak- en bestralingsterapie, in die sterilisasie van mediese instrumente, voedselprodukte.
Hierdie element het sy toepassing gevind in die vervaardiging vanradio-isotoopkragbronne en in vastestofvlakmeters, waar dit in ondeursigtige verseëlde houers gebruik word.
