Στροντίου 90: ημιζωή. Στροντίου - ραδιονουκλίδιο

Το 1787, κοντά στον οικισμό της ΣκωτίαςStrontian, σε ένα ορυχείο για την εξαγωγή μολύβδου, βρήκε πριν από εκείνη τη στιγμή ένα άγνωστο μεταλλικό στοιχείο. Προς τιμή του χωριού ονομάστηκε στρωντινίτης. Και το όνομα του χημικού στοιχείου του στροντίου δόθηκε από επιστήμονες προς τιμήν αυτού του ορυκτού. Ποιες είναι οι ιδιότητές του, από αυτή την ουσία μπορεί να είναι χρήσιμη ή επικίνδυνη;

Οι πρώτες μελέτες του στροντίου

Μετά την ανακάλυψη του strontianite, οι επιστήμονες το απέδωσαν αυτόορυκτών σε διάφορες κατηγορίες. Κάποιοι πίστευαν ότι ανήκε σε φθορίτες, άλλοι το πίστευαν στους Witherites. Ωστόσο, λίγο αργότερα η σαφήνεια σχετικά με αυτή την ουσία εισήχθη από τον σκωτσέζο χημικό T. Hop. Εκείνη την εποχή δεν ήταν ακόμη γνωστό ότι η υπό μελέτη ουσία θα μπορούσε να έχει χρόνο ημίσειας ζωής. Ο Strontius ήταν επίσης αντικείμενο μελέτης του χημικού A. Lavoisier, καθώς και του Humphry Davy. Σημαντική συμβολή στην ανακάλυψη αυτής της ουσίας έκανε και ο ρώσος επιστήμονας Toby Lovitz. Αυτός, ανεξάρτητα από τους Δυτικούς συναδέλφους του, ανακάλυψε την παρουσία αυτού του μετάλλου σε βαρύ σπάθη.

Λίγο θεωρίας. Ποιος είναι ο χρόνος ημιζωής;

Όλοι γνωρίζουν ότι σήμερα το ραδιονουκλίδιείναι συνηθισμένο να καλείτε ραδιενεργά ισότοπα. Ποιος είναι ο χρόνος ημιζωής; Τα ραδιονουκλίδια διαφέρουν από άλλες ουσίες, καθώς οι πυρήνες τους είναι ασταθής. Με την πάροδο του χρόνου, αποσυντίθενται - υπάρχει μια διαδικασία ραδιενεργού αποσύνθεσης. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, οι πυρήνες μετατρέπονται σε άλλα ισότοπα, και στην περίπτωση αυτή, η εκπομπή ραδιενεργών ακτίνων. Τα διαφορετικά ραδιονουκλίδια έχουν διαφορετικό επίπεδο αστάθειας. Υπάρχουν βραχύβια και μακρόβια ισότοπα. Βραχύβια διάλυση πολύ γρήγορα: χρειάζονται δευτερόλεπτα, ημέρες ή μήνες. Οι μακροχρόνιοι άνθρωποι χρειάζονται εκατοντάδες, χιλιάδες, και μερικές φορές δισεκατομμύρια χρόνια. Ανεξάρτητα από το πόσες ισότοπες λαμβάνονται, προκειμένου να σπάσει το ήμισυ της ουσίας του, παίρνει πάντα μια ορισμένη χρονική περίοδο - ονομάζεται η περίοδος ημίσειας ζωής.

Ποιος είναι ο χρόνος ημίσειας ζωής του στροντίου-90;

Όπως είναι γνωστό, τα ραδιονουκλίδια και τα ισότοπα είναιπολύ επικίνδυνες ουσίες για την υγεία. Όσον αφορά το στροντίου, τα σταθερά ισότοπα του δεν αποτελούν ουσιαστικά κανένα κίνδυνο για τον άνθρωπο. Αλλά τα ραδιενεργά ισότοπα είναι ικανά να καταστρέψουν όλη τη ζωή. Ο λόγος για τον οποίο μια από τις επικίνδυνες μορφές του στροντίου - στροντίου-90 είναι επικίνδυνη είναι ο χρόνος ημίσειας ζωής του. Το Strontium-90 διασπάται σε 29 χρόνια και αυτή η διαδικασία συνοδεύεται πάντοτε από την εκπομπή μιας μεγάλης ποσότητας ακτινοβολίας. Αυτό το στοιχείο έχει την ικανότητα να συνδέεται γρήγορα με τα συστήματα των ζώντων οργανισμών και να μεταβολίζεται.

Ιδιότητες του στροντίου

Στον αέρα, το στροντίου αντιδρά πολύ γρήγορανερό, καλυμμένο με φιλμ κίτρινου οξειδίου. Στην ελεύθερη μορφή του, αυτό το στοιχείο δεν εμφανίζεται στη φύση. Οι μεγαλύτερες καταθέσεις της βρίσκονται στη Ρωσία, Αριζόνα, Καλιφόρνια (ΗΠΑ). Το στροντίου είναι ένα πολύ μαλακό μέταλλο - είναι εύκολο να το κόψετε με ένα απλό μαχαίρι. Αλλά το σημείο τήξεως του είναι 768 ° C. Τα κράματα, τα οποία περιλαμβάνουν στροντίου, χρησιμοποιούνται σε πυροτεχνήματα. Και αυτό το στοιχείο χρησιμοποιείται για την αποκατάσταση του ουρανίου.

Η διείσδυση του στροντίου σε ζωντανούς οργανισμούς

Σύμφωνα με τις χημικές του ιδιότητες, το στροντίου είναι πολύπαρόμοιο με το φυσιολογικό ασβέστιο - αυτό το στοιχείο είναι ουσιαστικά το ανάλογο του. Το Strontium-90 εναποτίθεται πολύ γρήγορα στους ιστούς οστών, στα δόντια και επίσης σε υγρά. Με την αποσύνθεση αυτού του στοιχείου, σχηματίζεται επίσης ένα ισότοπο κόρης ύττριο-90, το οποίο έχει πολύ μικρό χρόνο ημιζωής. Το στροντίου στην παράμετρο αυτή δεν μπορεί να συγκριθεί με το ύττριο-90, το οποίο διασπάται σε μόλις 64 ώρες.

Το ύττριο-90 είναι ικανό να εκπέμπει βήτα σωματίδια. Επίσης, επηρεάζει πολύ γρήγορα τον οστικό ιστό και τον μυελό των οστών, ο οποίος είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος σε αυτό. Υπό την επίδραση ισχυρής ακτινοβολίας σε οποιοδήποτε ζωντανό οργανισμό, εμφανίζονται σοβαρές φυσιολογικές αλλαγές. Η κυτταρική σύνθεση αλλάζει, η κυτταρική δομή επίσης διαταράσσεται σοβαρά, γεγονός που οδηγεί σε μεταβολές στον μεταβολισμό. Επομένως, το ερώτημα για το ποιο χρόνο ημιζωής του στροντίου-90 δεν είναι καθόλου αδρανές. Τελικά, αυτό το στοιχείο οδηγεί σε καρκίνο του αίματος (λευχαιμία) και στα οστά. Και είναι επίσης ικανό να ασκήσει ισχυρή επίδραση στη δομή του DNA και της γενετικής.

Ταχύτητα διάδοσης στη φύση

Η μόλυνση με στροντίου-90 συμβαίνει εν συντομίαδεδομένου ότι έχει πολύ μικρό χρόνο ημιζωής. Το στροντίου, που σχηματίζεται μετά από ανθρωπογενείς καταστροφές, μεταδίδεται μέσω βιολογικών κυκλωμάτων τροφίμων, καθώς μολύνει τη γη και το νερό. Το ισότοπο διεισδύει επίσης εύκολα στην αναπνευστική οδό ζώων και ανθρώπων. Από το έδαφος, το στροντίου-90 εισέρχεται γρήγορα στο σώμα των ζώων, των φυτών και στη συνέχεια στο σώμα ανθρώπων που παίρνουν μολυσμένα τρόφιμα. Επιπλέον, το ισότοπο είναι ικανό όχι μόνο να χτυπήσει έναν συγκεκριμένο οργανισμό, αλλά και να μεταδώσει παραμορφώσεις στους απογόνους του. Το Strontium-90 μεταδίδεται επίσης με μητρικό γάλα σε παιδί.

Αυτό το ισοτόπιο παίρνει ενεργό ρόλο στην ανταλλαγήουσίες σε φυτά. Σε αυτά, η ουσία προέρχεται από το έδαφος μέσω των ριζών. Πολύ μεγάλες ποσότητες στροντίου συσσωρεύουν τέτοια φυτικά είδη όπως όσπρια, ρίζες και κονδύλους. Στο ανθρώπινο σώμα, το στροντίου συσσωρεύεται κυρίως στον σκελετό. Με την ηλικία, η ποσότητα του αναβαλλόμενου στροντίου μειώνεται. Στους άνδρες, το ισότοπο συσσωρεύεται περισσότερο από ότι στις γυναίκες.

Τα πιο επικίνδυνα ισότοπα

Μαζί με το καίσιο-137, το στροντίου-90 είναι ένα από ταοι πιο επικίνδυνες και ισχυρότερες ραδιενεργές μολυσματικές ουσίες που έχουν γρήγορο χρόνο ημιζωής. Το Strontium-90 εισέρχεται πολύ συχνά στο περιβάλλον ως αποτέλεσμα ατυχημάτων σε πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής καθώς και πυρηνικών δοκιμών. Η κατάσταση περιπλέκεται από το γεγονός ότι η παρουσία αυτού του ισοτόπου είναι πολύ δύσκολο να προσδιοριστεί ακόμη και σε δείγματα εδάφους. Σε αντίθεση με το καίσιο, η ακτινοβολία γάμμα του οποίου είναι πολύ εύκολο να ανιχνευθεί, απαιτείται τουλάχιστον μία εβδομάδα για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε στροντίου-90 στο έδαφος.

Κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας μελέτης, δείγμα εδάφους ήγεωργικά προϊόντα οι επιστήμονες καίγονται με έναν ειδικό τρόπο, και μόνο μετά από αυτό μπορείτε να μιλήσετε για το αν υπάρχει σε αυτό το δείγμα στροντίου. Αυτή η μέθοδος δεν είναι απολύτως κατάλληλη όταν είναι απαραίτητο να αποκαλυφθεί η ποσότητα ενός ισοτόπου που απορροφάται από ένα ανθρώπινο σώμα. Για μια τέτοια διάγνωση, οι Λευκορώσοι επιστήμονες εφευρίσκουν ένα ειδικό κράνος που καταγράφει τη βήτα ακτινοβολία.

Ένα σχετικό στοιχείο στροντίου-90

Το πλησιέστερο στις ιδιότητές τους σε αυτόείναι τα μέταλλα καίσιο-137 και στροντίου-90. Ο χρόνος ημιζωής 30 ετών έχει το καίσιο-137. Με ατυχήματα ακτινοβολίας, αυτά τα δύο στοιχεία δημιουργούν το μεγαλύτερο αριθμό προβλημάτων. Πιστεύεται ότι οι καταστροφικές συνέπειες του Τσερνομπίλ ατυχήματος γάμμα-δραστικό καίσιο είναι ένοχος περισσότερο από στρόντιο. Δεδομένων των ημι-ζωές αυτών των ουσιών, μπορούμε να πούμε ότι θα πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον εξακόσια χρόνια πριν στη ζώνη του Τσερνομπίλ θα μείνει από αυτά τα ισότοπα.

Χαρακτηριστικά του χρόνου ημίσειας ζωής του ισοτόπου

Για κάθε ισότοπο η ουσία ορίζεται αυστηράημιζωή. Το Strontium-90 έχει περίοδο 28 ετών. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι όλα τα άτομα του θα εξαφανιστούν μετά από 56 χρόνια. Επίσης, η αρχική ποσότητα ισοτόπου δεν παίζει κάποιο ρόλο. Κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης, μερικά από τα στροντίου μπορούν να αλλάξουν, μετατρέποντας σε ελαφρύτερα στοιχεία. Εάν ο χρόνος ημιζωής του ραδιενεργού στροντίου είναι 28 έτη, αυτό σημαίνει τα ακόλουθα.

Μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα από το πρωτότυποη ποσότητα του ισότοπου θα παραμείνει κατά το ήμισυ. Ακόμη και μετά από 28 χρόνια - ένα τέταρτο και ούτω καθεξής. Αποδεικνύεται ότι το στροντίου μπορεί να μολύνει το περιβάλλον για δεκάδες χρόνια. Μερικοί επιστήμονες στρογγυλοποιούν τον αριθμό αυτό, υποδεικνύοντας ότι ο χρόνος ημιζωής του στροντίου είναι 29 έτη. Μέσα από αυτό το χρονικό διάστημα, το ήμισυ της ουσίας παραμένει, αλλά αυτό είναι αρκετό για να επιτρέψει στο στροντίου να εξαπλωθεί πολύ πέρα ​​από το ατύχημα.