Stronțiu-90

Stronțiu-90 ( lat.  stronțiu-90 ) este un nuclid radioactiv al elementului chimic stronțiu cu număr atomic 38 și număr de masă 90. Se formează în principal în timpul fisiunii nucleare în reactoare nucleare și arme nucleare .

90 Sr intră în mediu în principal în timpul exploziilor nucleare și al emisiilor de la centralele nucleare .

Stronțiul este un analog al calciului și poate fi depus ferm în oase. Expunerea pe termen lung la radiații la 90 Sr și produsele sale de degradare afectează țesutul osos și măduva osoasă ( mielotoxicitate ), ceea ce duce la dezvoltarea bolii cronice de radiații , tumori ale țesutului hematopoietic și oaselor (osteosarcom radiogen). La femeile însărcinate, izotopul acumulat în oase are și un efect radioactiv asupra fătului . Având în vedere acest lucru și faptul că stronțiul-90 are un timp de înjumătățire relativ lung, este utilizat în principal ca marker în determinarea limitelor și nivelurilor de contaminare radioactivă antropică . În același timp, nivelul total de radiații ionizante (inclusiv γ- și α- ) și conținutul total al tuturor radionuclizilor poluanți , inclusiv al celor cu durată scurtă de viață, într-o anumită zonă poate fi mai mare decât stronțiul-90 sau β- detectat. radiații [3] .

Activitatea unui gram din acest nuclid este de aproximativ 5,1 TBq .

Formare și dezintegrare

Stronțiul-90 este un produs fiică al dezintegrarii β - a nuclidului 90 Rb (timp de înjumătățire este 158(5) [2] s) și izomerii săi [2] s:

La rândul său, 90 Sr suferă dezintegrare β , transformându-se în ytriu radioactiv 90 Y (probabilitate 100% [2] , energie de dezintegrare 545,9(14) keV [1] ):

Nuclidul 90 Y este de asemenea radioactiv, are un timp de înjumătățire de 64 de ore, iar în procesul de dezintegrare β − cu o energie de 2,28 MeV se transformă în 90 Zr stabil [2] .

Acțiune biologică

Stronțiul este un analog chimic al calciului, deci este cel mai eficient depus în țesutul osos (în special, prezența stronțiului-90 în dinții copiilor din cauza testelor nucleare atmosferice a fost confirmată de un studiu al fizicianului canadian Ursula Franklin , care a fost unul dintre factorii în adoptarea unui moratoriu internațional asupra unor astfel de teste [4] ). Mai puțin de 1% este reținut în țesuturile moi. Datorită depunerii în țesutul osos, iradiază țesutul osos și măduva osoasă roșie . Deoarece măduva osoasă roșie are un factor de ponderare de 12 ori mai mare decât cel al țesutului osos, este organul critic atunci când stronțiul-90 intră în organism, ceea ce crește riscul de a dezvolta leucemie. Iar aportul unei cantități mari de izotop poate provoca boala de radiații . Aceleași fapte au fost confirmate în clinica pentru dezvoltarea bolii cronice de radiații la populația care locuiește în valea râului Techa și în zona EURT [5] .

Stronțiul-90 se acumulează din solul contaminat de acesta de plante, mai departe de-a lungul lanțului trofic, iar ingestia principală are loc în corpul uman [6] [7] [8] , și la alte vertebrate, unde se acumulează depus în oase.

Efectele radioactive asupra organismelor biologice ale izotopului radioactiv al stronțiului-90 nu trebuie confundate cu izotopul stabil relativ sigur al stronțiului . În același timp, nu diferă în modul în care intră în organism și în participarea la procesele metabolice biologice ca element chimic.

Obținerea

Izotopul 90 Sr este obținut din produșii de dezintegrare radioactiv a 235 U din reactoarele nucleare (randamentul ajunge la 3,5% din produsele de fisiune) [9] .

Aplicație

90 Sr este utilizat la producerea surselor de energie radioizotopice sub formă de titanat de stronțiu (densitate 5,1 g/cm³, eliberare de energie aproximativ 5,7 W/cm³).

Una dintre aplicațiile largi ale 90 Sr este sursele de control ale instrumentelor dozimetrice, inclusiv apărarea militară și civilă. Cel mai obișnuit, tipul B-8, este realizat ca substrat metalic care conține o picătură de rășină epoxidică care conține compusul 90 Sr în adâncitură. Pentru a asigura protecția împotriva formării de praf radioactiv prin eroziune, preparatul este acoperit cu un strat subțire de folie. De fapt, astfel de surse de radiații ionizante sunt complexul 90 Sr - 90 Y, deoarece ytriul se formează continuu în timpul descompunerii stronțiului. 90 Sr - 90 Y este o sursă beta aproape pură. Spre deosebire de medicamentele gamma-radioactive, medicamentele beta sunt ușor de protejat cu un strat de oțel relativ subțire (de ordinul a 1 mm), ceea ce a condus la alegerea unui medicament beta în scopuri de testare - așa-numitul. sursa de control (CI), pornind de la a doua generație de echipamente dozimetrice, a fost utilizată activ pentru nevoi militare (KI B-8: DP-2, DP-5V și IMD-5; KI „Thimble”: DP-12), civilă apărarea URSS ( KI B-8: DP-5 (toate modificările, cu excepția DP-5V și DP-5VB), DP-63(A) și DP-64) și activități profesionale (KI BIS-R: RMGZ- 01).

Note

1. ↑ 1 2 3 4 5 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. Evaluarea masei atomice AME2003 (II). Tabele, grafice și referințe  (engleză)  // Fizica nucleară A . - 2003. - Vol. 729 . - P. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - Cod .
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Evaluarea NUBASE a proprietăților nucleare și de dezintegrare  // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .
3. ↑ Akleev A. V., Podtyosov G. N. și colab. , Regiunea Chelyabinsk: lichidarea consecințelor accidentelor cu radiații. / Ed. a II-a, corectată. si suplimentare // Chelyabinsk: Editura de carte din Uralul de Sud. - 2006 - 344 p. (12 ilustrate). ISBN 5-7688-0954-6 .
4. ↑ Romi Levine și Jennifer Lanthier. În memoriam: profesor universitar Emerita Ursula Franklin . Universitatea din Toronto (24 iulie 2016). Consultat la 17 ianuarie 2017. Arhivat din original la 7 aprilie 2020. (nedefinit)
5. ↑ Akleev A. V., Podtyosov G. N. și colab. , Regiunea Chelyabinsk: lichidarea consecințelor accidentelor cu radiații. / Ed. a II-a, corectată. și suplimentare .. - Chelyabinsk: Editura de carte din Uralul de Sud, 2006. - 344 p. — ISBN ISBN 5-7688-0954-6 .
6. ↑ Moskalchuk L. N. Fundamentarea științifică a utilizării deșeurilor solide din întreprinderile miniere prin dezvoltarea unei tehnologii de producere și utilizare a absorbanților organominerale pentru reabilitarea solurilor contaminate cu radionuclizi . NASB , 2015. - 366 p. Imagine electronică pe site-ul IPKON RAS .
7. ↑ Kashparov V. A. Contaminarea produselor agricole cu 90 Sr în Ucraina în perioada îndepărtată după accidentul de la Cernobîl Copie de arhivă din 20 septembrie 2021 la Wayback Machine / Articol științific DOI: 10.7868/S0869803113060052 // Journal of Radiation Biology //. Radioecologie”, 2013, volumul 53, nr.6, p. 639-650. ISSN 0869-8031. Imagine electronică a articolului de pe site-ul AIEA .
8. ↑ Consecințele de mediu ale accidentului de la centrala nucleară de la Cernobîl și depășirea lor: douăzeci de ani de experiență Copie de arhivă din 21 aprilie 2021 pe Wayback Machine / Raport al Grupului de experți în ecologie a Forumului de la Cernobîl // Viena: AIEA, 2008. - 199 p. ISBN 978-92-0-409307-0 . ISSN 1020-6566.
9. ↑ Enciclopedia chimică / Colegiul editorial: Knunyants I.L. şi altele.- M . : Enciclopedia sovietică, 1995. - T. 4 (Pol-Trei). — 639 p. — ISBN 5-82270-092-4 .

Literatură

1. Contor de doză (contor de raze X) DP-5B. Descriere tehnică și instrucțiuni de utilizare. ЕЯ2.807.023 TO
2. Contor de raze X „DP-2”. Descriere și instrucțiuni. Forma tehnica. 1964
3. Aparare civila. Ediția 8. M .: „ Iluminismul ”, 1975.