Pregled literature. Poluživot stroncijuma sr 90

Stroncijum-90 je čisti beta emiter sa poluživotom od 29,12 godina. 90Sr je čisti beta emiter sa maksimalnom energijom od 0,54 eV. Nakon raspadanja, formira ćerki radionuklid 90Y sa poluživotom od 64 sata.Poput 137Cs, 90Sr se može naći u vodi rastvorljivim i u vodi nerastvorljivim oblicima. Osobine ponašanja ovog radionuklida u ljudskom tijelu. Gotovo sav stroncij-9O koji ulazi u tijelo koncentrisan je u koštanom tkivu. To se objašnjava činjenicom da je stroncij kemijski analog kalcija, a spojevi kalcija su glavna mineralna komponenta kostiju. Kod djece je metabolizam minerala u koštanom tkivu intenzivniji nego kod odraslih, pa se stroncij-90 akumulira u njihovom skeletu u većoj količini, ali se i brže izlučuje.

Za ljude, poluživot stroncijuma-90 je 90-154 dana. Stroncijum-90 deponovan u koštanom tkivu prvenstveno utiče na crvenu koštanu srž – glavno hematopoetsko tkivo, koje je takođe veoma osetljivo na radioaktivnost. Generativna tkiva su ozračena od stroncijuma-90 akumuliranog u karličnim kostima. Stoga su za ovaj radionuklid utvrđene niske maksimalno dozvoljene koncentracije - približno 100 puta niže nego za cezijum-137.

Stroncijum-90 ulazi u organizam samo hranom, a do 20% njegovog unosa se apsorbuje u crevima. Najveći sadržaj ovog radionuklida u koštanom tkivu stanovnika sjeverne hemisfere zabilježen je 1963-1965. Zatim je ovaj skok uzrokovan globalnim ispadanjem radioaktivnih padavina od intenzivnih testiranja nuklearnog oružja u atmosferi 1961-1962.

Nakon nesreće u nuklearnoj elektrani Černobil, cijela teritorija sa značajnom kontaminacijom stroncijumom-90 bila je u zoni od 30 kilometara. Velika količina stroncijuma-90 završila je u vodnim tijelima, ali u riječnoj vodi njegova koncentracija nikada nije premašila maksimalnu dozvoljenu za vodu za piće (osim rijeke Pripjat početkom maja 1986. u njenom donjem toku).

Biološki poluživot za stroncijum-90 iz mekih tkiva je 5-8 dana, za kosti – do 150 dana (16% se izlučuje sa Teffom jednakim 3360 dana).

Dao. Posljedice su znaci perverzije i sporog restrukturiranja kosti, kao i naglo smanjenje njene cirkulacijske mreže.

55. Cezijum-137 poluživot, ulazak u organizam.

Cezijum-137 je beta emiter sa vremenom poluraspada od 30,174 godine. 137Ss su 1860. godine otkrili njemački naučnici Kirchhoff i Bunsen. Ime je dobila po latinskoj riječi caesius - plava, na osnovu karakteristične svijetle linije u plavoj regiji spektra. Trenutno je poznato nekoliko izotopa cezijuma. Od najveće praktične važnosti je 137Cs, jedan od najdugovječnijih fisionih proizvoda uranijuma.

Nuklearna energija je izvor 137Ss koji ulazi u okolinu. Prema objavljenim podacima, 2000. godine reaktori nuklearnih elektrana u svim zemljama svijeta ispustili su u atmosferu oko 22,2 x 1019 Bq 137Cs. 137S se ispušta ne samo u atmosferu, već i u oceane iz nuklearnih podmornica, tankera i ledolomaca opremljenih nuklearnim elektranama. Po svojim hemijskim svojstvima cezijum je blizak rubidijumu i kalijumu - elementima grupe 1. Izotopi cezijuma se dobro apsorbuju bilo kojim putem ulaska u organizam..

Nakon nesreće u Černobilu, 1,0 MCi cezijuma-137 ispušteno je u vanjsko okruženje. Trenutno je to glavni radionuklid koji stvara dozu u područjima pogođenim nesrećom nuklearne elektrane u Černobilu. Pogodnost kontaminiranog prostora za pun život zavisi od njegovog sadržaja i ponašanja u vanjskom okruženju.

Tla ukrajinsko-bjeloruskog Polesja imaju specifičnu karakteristiku - cezijum-137 je slabo fiksiran i kao rezultat toga lako ulazi u biljke kroz korijenski sistem.

Izotopi cezijuma, kao produkti fisije uranijuma, uključeni su u biološki ciklus i slobodno migriraju kroz različite biološke lance. Trenutno se 137Cs nalazi u tijelu raznih životinja i ljudi. Treba napomenuti da se stabilni cezij nalazi u ljudskom i životinjskom tijelu u količinama od 0,002 do 0,6 μg po 1 g mekog tkiva.

Apsorpcija 137Ss u gastrointestinalnom traktu životinja i ljudi je 100%. U određenim područjima gastrointestinalnog trakta, apsorpcija 137Cs se odvija različitom brzinom. Kroz respiratorni trakt, unos 137Cs u ljudski organizam iznosi 0,25% količine unesene hranom. Nakon oralnog uzimanja cezijuma, značajne količine apsorbiranog radionuklida se izlučuju u crijeva, a zatim se reapsorbiraju u silaznom crijevu. Stepen reapsorpcije cezija može značajno varirati između životinjskih vrsta. Ušavši u krv, relativno se ravnomjerno raspoređuje po organima i tkivima. Put ulaska i vrsta životinje ne utiču na distribuciju izotopa.

Određivanje 137Cs u ljudskom organizmu vrši se mjerenjem gama zračenja iz tijela i beta, gama zračenja iz izlučevina (urina, fecesa). U tu svrhu koriste se beta-gama radiometri i mjerač ljudskog zračenja (HRU). Na osnovu pojedinačnih pikova u spektru koji odgovaraju različitim gama emiterima, može se odrediti njihova aktivnost u tijelu. Kako bi se spriječile radijacijske ozljede od 137Cs, preporučuje se da se svi radovi s tekućim i čvrstim spojevima obavljaju u zatvorenim kutijama. Da bi se spriječio ulazak cezijuma i njegovih spojeva u organizam, potrebno je koristiti ličnu zaštitnu opremu i pridržavati se pravila lične higijene.

Efektivni poluživot dugoživućih izotopa određen je uglavnom biološkim poluživotom, a poluživotom kratkoživućih izotopa njihovim poluživotom. Biološki poluživot je različit - od nekoliko sati (kripton, ksenon, radon) do nekoliko godina (skandijum, itrijum, cirkonijum, aktinijum). Efektivni poluživot se kreće od nekoliko sati (natrijum-24, bakar-64), dana (jod-131, fosfor-23, sumpor-35), do desetina godina (radijum-226, stroncijum-90).

Biološko vrijeme poluraspada cezijuma-137 iz tijela je 70 dana, a iz mišića, pluća i skeleta - 140 dana.

Godine 1787. u blizini škotskog naselja Strontian, u rudniku olova, pronađen je do sada nepoznat mineral. Po selu je dobio ime stroncijanit. I naučnici su dali ime u čast ovog minerala. Koja su njegova svojstva, kako ova supstanca može biti korisna ili opasna?

Prva istraživanja stroncijuma

Nakon otkrića stroncijanita, naučnici su ovaj mineral svrstali u različite kategorije. Neki su vjerovali da pripada fluoritima, drugi - viteritima. Međutim, malo kasnije, jasnoću u vezi s ovom supstancom unio je škotski hemičar T. Hop. U to vrijeme još nije bilo poznato da bi ispitivana supstanca mogla imati poluživot. Stroncijum je takođe bio predmet proučavanja hemičara A. Lavoazijea, kao i Hamfrija Dejvija. Značajan doprinos otkriću ove supstance dao je i ruski naučnik Tovius Lowitz. On je, nezavisno od svojih zapadnih kolega, otkrio prisustvo ovog metala u teškom špagu.

Malo teorije. Šta se desilo

Svi znaju da se danas radioaktivni izotopi obično nazivaju radionuklidima. Šta su radionuklidi razlikuju se od drugih supstanci po tome što su njihova jezgra nestabilna. Vremenom se raspadaju - dolazi do procesa radioaktivnog raspada. Tokom ovog procesa, jezgra se pretvaraju u druge izotope i oslobađaju se radioaktivni zraci. Različiti radionuklidi imaju različite nivoe nestabilnosti. Postoje kratkotrajni i dugovječni izotopi. Kratkovječne propadaju vrlo brzo: za to su potrebne sekunde, dani ili mjeseci. Za dugovječne su potrebne stotine, hiljade, a ponekad i milijarde godina. Bez obzira na to koliko se izotopa uzme, da bi se polovina njegove supstance raspala, uvijek je potreban određeni vremenski period – to se zove poluživot.

Koje je vrijeme poluraspada stroncijuma-90?

Kao što je poznato, radionuklidi i izotopi su tvari vrlo opasne po zdravlje. Što se tiče stroncijuma, njegovi stabilni izotopi praktički ne predstavljaju opasnost za ljude. Ali radioaktivni izotopi su sposobni uništiti sva živa bića. Razlog zašto je jedan opasan oblik stroncijuma, stroncij-90, opasan je zbog njegovog poluživota. Stroncijum-90 se raspada za 29 godina, a ovaj proces je uvek praćen oslobađanjem velike količine zračenja. Ovaj element ima sposobnost da se brzo ugradi u sisteme živih organizama i metabolizira.

Svojstva stroncijuma

Na zraku, stroncij vrlo brzo reagira s vodom, prekrivajući se žutim oksidnim filmom. Ovaj element se u prirodi ne pojavljuje u slobodnom obliku. Njegova najveća nalazišta nalaze se u Rusiji, Arizoni i Kaliforniji (SAD). Stroncijum je veoma mekan metal - lako se može rezati jednostavnim nožem. Ali njegova tačka topljenja je 768 °C. Legure koje sadrže stroncij koriste se u pirotehnici. Ovaj element se također koristi za obnavljanje uranijuma.

Prodor stroncijuma u žive organizme

Po svojim hemijskim svojstvima, stroncij je vrlo sličan običnom kalcijumu - ovaj element je praktički njegov analog. Stroncijum-90 se vrlo brzo deponuje u koštanom tkivu, zubima, ali i u tečnostima. Raspad ovog elementa također proizvodi kćer izotop itrijum-90, koji ima vrlo kratko vrijeme poluraspada. Stroncijum se po ovom parametru ne može ni porediti sa itrijumom-90, koji se raspada za samo 64 sata.

Itrijum-90 je sposoban da emituje beta čestice. Također vrlo brzo napada koštano tkivo i koštanu srž, koja je na njega posebno osjetljiva. Pod uticajem snažnog zračenja u svakom živom organizmu nastaju ozbiljne fiziološke promene. Ćelijski sastav se mijenja, ćelijska struktura je također ozbiljno poremećena, što dovodi do promjena u metabolizmu. Stoga, pitanje koliko je vrijeme poluraspada stroncijuma-90 uopće nije prazno. Na kraju, ovaj element dovodi do raka krvi (leukemije) i kostiju. Takođe je sposoban da izvrši snažan uticaj na strukturu DNK i genetiku.

Brzina širenja u prirodi

Kontaminacija stroncijumom-90 dolazi brzo jer ima vrlo kratko vrijeme poluraspada. Stroncijum, nastao nakon katastrofa koje je izazvao čovjek, prenosi se biološkim lancima hrane, jer zagađuje zemljište i vodu. Izotop također lako prodire u respiratorni trakt životinja i ljudi. Iz zemlje, stroncij-90 brzo ulazi u tijelo životinja, biljaka, a zatim u tijelo ljudi koji uzimaju kontaminirane proizvode. Osim toga, izotop je sposoban ne samo zaraziti određeni organizam, već i prenijeti deformitete na njegove potomke. Stroncijum-90 se takođe prenosi kroz majčino mleko njenoj bebi.

Ovaj izotop aktivno učestvuje u metabolizmu biljaka. Supstanca u njih ulazi iz tla kroz korijenje. Biljne vrste kao što su mahunarke, korijenje i gomolji akumuliraju vrlo velike količine stroncijuma. U ljudskom tijelu, stroncij se akumulira uglavnom u skeletu. Sa starenjem, količina deponovanog stroncijuma se smanjuje. Izotop se više akumulira kod muškaraca nego kod žena.

Najopasniji izotopi

Uz cezij-137, stroncij-90 je jedan od najopasnijih i najjačih radioaktivnih zagađivača s brzim poluraspadom. Stroncij-90 vrlo često ulazi u okoliš kao rezultat nesreća u nuklearnim elektranama, kao i nuklearnih proba. Situacija je komplicirana činjenicom da je prisustvo ovog izotopa vrlo teško odrediti čak iu uzorcima tla. Za razliku od cezijuma čije se gama zračenje vrlo lako detektuje, potrebno je najmanje nedelju dana da se utvrdi sadržaj stroncijuma-90 u zemljištu.

Tokom takve studije naučnici na poseban način spaljuju uzorak zemlje ili poljoprivrednih proizvoda, a tek nakon toga mogu reći da li ovaj uzorak sadrži stroncijum. Ova metoda apsolutno nije prikladna kada je potrebno odrediti količinu izotopa koju apsorbira ljudsko tijelo. Za takvu dijagnostiku, bjeloruski naučnici su izmislili poseban šlem koji registruje beta zračenje.

Element srodan stroncijumu-90

Metali najbliži po svojim svojstvima u ovom pogledu su cezijum-137 i stroncij-90. Cezijum-137 ima vreme poluraspada od 30 godina. Prilikom radijacijskih katastrofa upravo ova dva elementa stvaraju najveći broj problema. Vjeruje se da je za strašne posljedice nesreće u Černobilu više kriv gama-aktivni cezijum nego stroncij. Uzimajući u obzir vrijeme poluraspada ovih supstanci, možemo reći da mora proći najmanje šest stotina godina prije nego što više ne ostane ovih izotopa u zoni Černobila.

Karakteristike poluživota izotopa

Za svaku izotopsku supstancu, vrijeme poluraspada je strogo definirano. Stroncijum-90 ima period od 28 godina. Međutim, to ne znači da će svi njegovi atomi nestati nakon 56 godina. Početna količina izotopa također nije bitna. Tokom raspadanja, dio stroncijuma se može pretvoriti u lakše elemente. Ako je poluživot radioaktivnog stroncija 28 godina, onda to znači sljedeće.

Nakon ovog vremenskog perioda ostat će polovina prvobitne količine izotopa. Nakon još 28 godina - četvrtina i tako dalje. Ispostavilo se da stroncijum može zagađivati ​​životnu sredinu decenijama. Neki naučnici zaokružuju ovaj broj tako da znači da je poluživot stroncijuma 29 godina. Nakon ovog perioda ostaje polovina tvari, ali to je dovoljno da se stroncij proširi daleko izvan granica udesa.

Stroncijum-90 (radiostroncij) je radioaktivni stroncij nuklid nastao u nuklearnim reaktorima ili tokom testiranja nuklearnog oružja. Poluživot stroncijuma-90 je blizu 28,79 godina. Nakon raspada nastaje još jedan radioaktivni izotop - itrij-90. Njegovo poluvrijeme je 64 sata.

Mjesto nakupljanja stroncijuma 90 u organizmu i šteta za ljude i životinje

Ako cezij-137 zamjenjuje kalij i taloži se uglavnom u mišićima, tada stroncij-90 djeluje kao analog kalcija i ostaje u kostima skeleta i zuba. Zahvaćeni su i koštano tkivo i koštana srž. Teška oštećenja dovode do razvoja radijacijske bolesti, tumora kostiju i anemije. Poluživot stroncijuma-90 iz organizma je oko 15 godina, što stvara stalni izvor bolesti kod ljudi. Zamislite samo da je sav kalcijum u vašim kostima zamijenjen stroncijem-90, koliko bi one postale krhke – samo bi trajni prijelomi postali čest problem. Ali u isto vrijeme, pitanje stalnog radioaktivnog zračenja na susjedne ćelije neće biti riješeno.

Istovremeno, sam stroncij (a ne radioaktivni izotop stroncij-90) je vrlo koristan za tijelo, igrajući značajnu ulogu u metabolizmu. Prednosti đumbira su odavno dokazane, posebno za starije osobe, koji su, koristeći ga u ishrani, povećali sadržaj stroncijuma u organizmu, podstičući na taj način bolju apsorpciju kalcijuma i kao rezultat toga jačajući stanje kostiju i zuba. .

Primjena radioaktivnog stroncijuma

Radiostroncijum se koristi u dozimetrijskim instrumentima za civilne i vojne svrhe. U medicini se također koristi za zračnu terapiju tumora oka ili kožnih lezija. Budući da je zračenje stroncijuma-90 slabo prodorno i koristi se uglavnom na površinskim žarištima bolesti.

90 Sr-β emiter sa vremenom poluraspada od 28,6 godina. Kao rezultat raspada 90 Sr, formira se 90 Y, takođe β-emiter sa poluživotom od 64,2 sata.

Izotopi stroncijuma koji padaju na površinu Zemlje migriraju duž bioloških lanaca i, na kraju, mogu ući u ljudsko tijelo.

Stepen i brzina apsorpcije stroncijuma iz gastrointestinalnog trakta zavise od hemijskog jedinjenja čiji je sastavni deo, starosti osobe i funkcionalnog stanja organizma, kao i sastava ishrane. Tako se kod mladih ljudi stroncij brže i potpunije apsorbira. Povećanje sadržaja kalcijevih soli u ishrani smanjuje apsorpciju jedinjenja stroncijuma. Kada se mlijeko konzumira, apsorpcija stroncijuma se povećava. U različitim uslovima, apsorpcija stroncijuma iz gastrointestinalnog trakta kreće se od 11 do 99%.

Apsorbirani stroncij aktivno je uključen u mineralni metabolizam. Kao analog kalcijuma, radioaktivni stroncij se taloži uglavnom u kostima i koštanoj srži (kritični organi).

Stroncijum se izlučuje izmetom i urinom. Efektivni poluživot je 17,5 godina.

U ranim fazama nakon uzimanja u velikim količinama 90 Sr uočavaju se promjene u organima kroz koje on ulazi ili se izlučuje: sluzokože usta, gornjih disajnih puteva i crijeva. Kasnije su funkcije jetre narušene. Prilikom udisanja slabo rastvorljivih jedinjenja stroncijuma, izotop stroncijuma se može prilično čvrsto fiksirati u plućima, koja su u tim slučajevima, zajedno sa respiratornim traktom, kritični organi. Međutim, dugoročno i nakon udisanja, kosti i koštana srž postaju kritični organi, u kojima se taloži do 90% svih aktivnosti.

Tokom reakcije hematopoetskog tkiva na stroncijum tokom dužeg vremenskog perioda, morfološki sastav krvi se malo menja. Samo kada se unose velike količine, citopenija se razvija i napreduje. Nisu uočeni ozbiljni slučajevi oštećenja akutnog ili subakutnog toka kod ljudi.

Produženim unosom stroncijuma i subakutnom radijacijskom bolešću postepeno se razvija anemija, supresija spermatozoida i oogeneze, oslabljen imunitet, funkcija jetre i bubrega, neuroendokrinog sistema, a životni vijek se smanjuje.

Dugoročno se razvijaju hiper- ili hipoplastični procesi u koštanoj srži, leukemija i koštani sarkomi. Rjeđe se neoplazme uočavaju u hipofizi i drugim endokrinim organima, u jajnicima i mliječnoj žlijezdi.

Dugo vrijeme poluraspada 90 Sr određuje dugoročnu postojanost visokog nivoa kontaminacije teritorija i objekata životne sredine nakon kontaminacije ovim radionuklidom.

Među produktima nuklearne fisije nalazi se i 89 Sr, koji je također β-emiter. Međutim, vrijeme poluraspada 89 Sr je kraće - 53 dana, pa se stupanj radioaktivne kontaminacije objekata u ovom slučaju smanjuje mnogo brže.

Mit 02. Najopasniji radionuklid je stroncij

Postoji mit da je najopasniji radionuklid stroncijum-90. Odakle ova mračna popularnost? Uostalom, u operativnom nuklearnom reaktoru nastaju 374 umjetna radionuklida, od čega 10 različitih izotopa jednog stroncija. Ne, dajte nam ne bilo kakav stroncijum, već stroncijum-90.

Možda čitaocima u glavama bljesne nejasna misao o misterioznom poluživotu, o dugovječnim i kratkotrajnim radionuklidima? Pa, hajde da pokušamo da shvatimo. Usput, nemojte se plašiti riječi radionuklid. Danas se ovaj izraz obično koristi za označavanje radioaktivnih izotopa. Tako je - radionuklid, a ne iskrivljeni "radionuklid" ili čak "radionukleotid". Prošlo je 70 godina od eksplozije prve atomske bombe, a mnogi termini su ažurirani. Danas umjesto "atomski kotao" kažemo: "nuklearni reaktor", umjesto "radioaktivni zraci" - "jonizujuće zračenje", a umjesto "radioaktivni izotop" - "radionuklid".

No, vratimo se stroncijumu. Zaista, popularna ljubav prema stronciju-90 povezana je s njegovim poluživotom. Usput, šta je ovo: poluživot? Činjenica je da se radionuklidi razlikuju od stabilnih izotopa po tome što su njihova jezgra nestabilna, nestabilna. Prije ili kasnije se raspadaju - to se zove radioaktivni raspad. Istovremeno, radionuklidi, pretvarajući se u druge izotope, emituju upravo ova jonizujuća zračenja. Dakle, različiti radionuklidi su nestabilni u različitom stepenu. Neki se raspadaju veoma sporo, tokom stotina, hiljada, miliona, pa čak i milijardi godina. Nazivaju se dugovječnim radionuklidima. Na primjer, svi prirodni izotopi uranijuma su dugovječni. A postoje i kratkotrajni radionuklidi, oni se brzo raspadaju: u roku od nekoliko sekundi, sati, dana, mjeseci. Ali radioaktivni raspad se uvijek odvija po istom zakonu (slika 2.1).

Rice. 2.1. Zakon radioaktivnog raspada

Bez obzira koliko radionuklida uzmemo (tonu ili miligram), polovina ove količine se uvijek raspadne u istom (za dati radionuklid) vremenskom periodu. To je ono što se naziva "poluživot" i označava se: T

Ponovimo: ovaj vremenski period je jedinstven i nepromijenjen za svaki radionuklid. Sa istim stroncijumom-90 možete učiniti bilo šta: zagrijati ga, ohladiti, komprimirati pod pritiskom, ozračiti ga laserom - ipak će se polovina bilo kojeg dijela stroncijuma raspasti za 29,1 godinu, polovina preostale količine će se raspasti u drugoj 29,1 godina i tako dalje. Vjeruje se da nakon 20 poluraspada radionuklid potpuno nestaje.

Što se radionuklid brže raspada, to je radioaktivniji, jer je svaki raspad praćen oslobađanjem jednog dijela jonizujućeg zračenja u obliku alfa ili beta čestice, ponekad „praćenog“ gama zračenjem („čisti“ gama raspad čini ne postoje u prirodi). Ali šta znači “velika” ili “mala” radioaktivnost i kako se ona može izmjeriti?

U tu svrhu koristi se koncept aktivnosti. Aktivnost vam omogućava da procijenite intenzitet radioaktivnog raspada u brojevima. Ako se u sekundi dogodi jedno raspadanje, kažu: “Aktivnost radionuklida je jednaka jednom bekerelu (1 Bq).” Ranije su koristili mnogo veću jedinicu - kiriju: 1 Ci = 37 milijardi Bq. Naravno, treba uporediti jednake količine različitih radionuklida, na primjer 1 kg ili 1 mg. Aktivnost po jedinici mase radionuklida naziva se specifična aktivnost. Evo je, ova vrlo specifična aktivnost, obrnuto je proporcionalna poluživotu datog radionuklida (dakle, morate napraviti pauzu). Uporedimo ove karakteristike za najpoznatije radionuklide (tabela).

Pa zašto je i dalje stroncijum-90? Čini se da se ne ističe ni po čemu posebno - dakle, sredina je pola-pola. I upravo je to poenta! Prvo, pokušajmo odgovoriti na jedno (odmah vas upozoravam) provokativno pitanje. Koji su radionuklidi opasniji: kratkotrajni ili dugovječni? Dakle, mišljenja su podeljena.

Tabela 2.1. Karakteristike zračenja nekih radionuklida

S jedne strane, kratkotrajni su opasniji: aktivniji su. S druge strane, nakon brzog propadanja „kratkih“, problem radijacije nestaje. Oni koji su stariji pamte: odmah nakon nesreće u Černobilu najviše je buke bilo oko radioaktivnog joda. Kratkotrajni jod-131 potkopao je zdravlje mnogih černobilskih žrtava. Ali danas nema problema sa ovim radionuklidom. Samo šest mjeseci nakon nesreće, jod-131 oslobođen iz reaktora se raspao, a nije ostao ni trag.

Sada o dugovječnim izotopima. Njihovo vrijeme poluraspada može biti milione ili milijarde godina. Takvi nuklidi su nisko aktivni. Dakle, u Černobilju nije bilo, nema i neće biti problema sa radioaktivnom kontaminacijom teritorija uranijumom. Iako je po masi hemijskih elemenata oslobođenih iz reaktora uranijum bio taj koji je prednjačio, i to sa velikom razlikom. Ali ko mjeri radijaciju u tonama? U smislu aktivnosti i bekerela, uranijum ne predstavlja ozbiljnu opasnost: previše je dugovečan.

I sada dolazimo do odgovora na pitanje o stroncijumu-90. Ovaj izotop ima poluživot od 29 godina. Vrlo “odvratan” period, jer je srazmjeran životnom vijeku osobe. Stroncijum-90 je dovoljno dugovječan da kontaminira područje desetinama ili stotinama godina. Ali ne tako dugovječan da bi imao nisku specifičnu aktivnost. U pogledu vremena poluraspada, cezijum-137 je veoma blizak stroncijumu (30 godina). Zato tokom radijacijskih udesa upravo ovaj „slatki par“ stvara većinu „dugotrajnih“ problema. Inače, gama-aktivni (sa mnom tri stranice) cezijum je više kriv za negativne posljedice nesreće u Černobilju nego "čisti" beta emiter stroncijum.

I proći će šest stotina godina, i neće ostati cezijuma ili stroncijuma u zoni nesreće u Černobilju. A onda će doći prvo mjesto... Već ste pogodili, zar ne? Plutonijum! Ali još smo daleko od razumijevanja glavnog problema – opasnosti raznih radionuklida po zdravlje. Uostalom, poluživot, kao i specifična aktivnost, nije direktno povezan s takvom opasnošću. Ova svojstva karakterišu samo sam radionuklid.

Uzmimo, na primjer, iste količine uranijuma-238 i stroncijuma-90: identične po aktivnosti, a konkretno, svaka po milijardu bekerela. Za uranijum-238 je oko 80 kg, a za stroncijum-90 samo 0,2 mg. Hoće li njihovi zdravstveni rizici biti drugačiji? Kao raj sa zemlje! Možete mirno stajati pored ingota uranijuma od 80 kg, možete sjediti na njemu bez ikakve štete po zdravlje, jer će gotovo sve alfa čestice nastale raspadom uranijuma ostati unutar ingota. Ali količina stroncijuma-90 koja je ista po aktivnosti i istovremeno zanemarljivo mala po masi je izuzetno opasna. Ako je osoba u blizini bez zaštitne opreme, tada će za kratko vrijeme dobiti barem opekotine od zračenja očiju i kože.

Znate li kako izgleda određena aktivnost? Ovdje se javlja analogija - brzina paljbe oružja. Sjećate li se da je pitanje o opasnostima dugotrajnih i kratkotrajnih radionuklida provokativno? Onako kako je! To je isto kao i pitanje: "Koje oružje je opasnije: ono koje ispaljuje stotinu metaka u minuti ili jedan hitac na sat?" Ovdje je važnije nešto drugo: kalibar oružja, šta puca i, što je najvažnije, hoće li metak doći do cilja, hoće li ga pogoditi i kakvu štetu će izazvati?

Počnimo s nečim jednostavnim - s "kalibrom". Vjerovatno ste već čuli za alfa, beta i gama zračenje. Upravo ove vrste zračenja nastaju tokom radioaktivnog raspada (povratak na tabelu 1). Takva zračenja imaju i zajednička svojstva i razlike.

Opšta svojstva: sve tri vrste zračenja su klasifikovane kao jonizujuće. Šta to znači? Energija zračenja je izuzetno visoka. Toliko da kada udare u drugi atom, izbace elektron iz njegove orbite. U ovom slučaju, ciljni atom se pretvara u pozitivno nabijeni ion (zbog toga radijacija jonizuje). Visoka energija razlikuje jonizujuće zračenje od svih ostalih zračenja, na primjer, mikrovalnog ili ultraljubičastog.

Da bude potpuno jasno, zamislimo atom. Uz enormno uvećanje izgleda kao makovo zrno (jezgro atoma), okruženo tankim sfernim filmom poput mjehurića od sapunice promjera nekoliko metara (elektronska školjka). I sada vrlo sićušna zrna prašine, alfa ili beta čestica, izleti iz našeg zrnastog jezgra. Ovako izgleda radioaktivni raspad. Kada se emituje naelektrisana čestica, menja se naboj jezgra, što znači da se formira novi hemijski element.

A naša prašina juri velikom brzinom i zabija se u elektronsku ljusku drugog atoma, izbijajući iz nje elektron. Ciljni atom, izgubivši elektron, pretvara se u pozitivno nabijeni ion. Ali hemijski element ostaje isti: na kraju krajeva, broj protona u jezgru se nije promenio. Takva jonizacija je hemijski proces: ista stvar se dešava i metalima kada su rastvoreni u kiselinama.

Upravo zbog ove sposobnosti jonizacije atoma različite vrste zračenja se klasifikuju kao radioaktivne. Jonizujuće zračenje može nastati ne samo kao rezultat radioaktivnog raspada. Njihovi izvori mogu biti: reakcija fisije (atomska eksplozija ili nuklearni reaktor), reakcija fuzije lakih jezgri (Sunce i druge zvijezde, hidrogenska bomba), akceleratori nabijenih čestica i rendgenska cijev (ovi uređaji sami po sebi nisu radioaktivni ). Glavna razlika između zračenja je visoka energija jonizujućeg zračenja.

Razlike između alfa, beta i gama zračenja određene su njihovom prirodom. Krajem 19. veka, kada je otkriveno zračenje, niko nije znao šta je ta "zver". A novootkrivene "radioaktivne zrake" jednostavno su označene prvim slovima grčke abecede.

Prvo su otkrili alfa zrake koje se emituju tokom raspadanja teških radionuklida - uranijuma, radijuma, torijuma, radona. Priroda alfa čestica je razjašnjena nakon njihovog otkrića. Ispostavilo se da su to jezgra atoma helijuma koja lete ogromnom brzinom. Odnosno, teški pozitivno nabijeni „paketi“ od dva protona i dva neutrona. Ove čestice "velikog kalibra" ne mogu daleko letjeti. Čak iu zraku ne putuju više od nekoliko centimetara, a list papira ili, recimo, vanjski mrtvi sloj kože (epidermis) ih potpuno zarobi.

Beta čestice, nakon detaljnijeg ispitivanja, ispostavilo se da su obični elektroni, ali opet putuju ogromnom brzinom. Oni su mnogo lakši od alfa čestica i imaju manji električni naboj. Takve "malokalibarske" čestice prodiru dublje u različite materijale. U zraku beta čestice lete nekoliko metara, mogu ih zaustaviti: tanak lim, prozorsko staklo i obična odjeća. Vanjsko zračenje obično opeče očno sočivo ili kožu, slično ultraljubičastom zračenju sunca.

I konačno, gama zračenje. Iste je prirode kao vidljivo svjetlo, ultraljubičasto, infracrveno zračenje ili radio valovi. Odnosno, gama zraci su elektromagnetno (fotonsko) zračenje, ali sa izuzetno visokom energijom fotona. Ili, drugim rečima, sa veoma kratkom talasnom dužinom (slika 2.2).

Rice. 2.2. Skala elektromagnetnog zračenja

Gama zračenje ima vrlo veliku prodornu moć. Zavisi od gustine ozračenog materijala i procjenjuje se debljinom sloja poluslabljenja. Što je materijal gušći, to bolje blokira gama zrake. Zato se beton ili olovo često koriste za zaštitu od gama zračenja. U vazduhu, gama zraci mogu da putuju desetinama, stotinama, pa čak i hiljadama metara. Za druge materijale, debljina sloja poluprigušenja prikazana je na Sl. 2.3.

Rice. 2.3 - Značaj slojeva poluslabljenja gama zračenja

Kada je osoba izložena gama zračenju, može doći do oštećenja kože i unutrašnjih organa. Ako beta zračenje uporedimo sa gađanjem mecima malog kalibra, onda je gama zračenje pucanje iglama. Priroda i svojstva gama zračenja su vrlo slični rendgenskom zračenju. Razlikuje se po porijeklu: dobiva se umjetno u rendgenskoj cijevi.

Postoje i druge vrste jonizujućeg zračenja. Na primjer, tijekom nuklearnog izbijanja ili rada nuklearnog reaktora, osim gama zračenja, stvaraju se i neutronski tok. Osim ovih istih zračenja, kosmičke zrake nose protone i još mnogo toga.

Književnost

1. Standardi radijacijske sigurnosti NRB-99/2009: sanitarna i epidemiološka pravila i standardi. - M.: Federalni centar za higijenu i epidemiologiju Rospotrebnadzora, 2009. – 100 str.