Радиоактивен стронциум-90
Извори на загадување на животната средина.Најзначајниот извор на контаминација на надворешното опкружување со стронциум-90 е тестирањето на нуклеарно оружје, а постои и јасно изразена локација на испад (густината на падот зависи од физиографските и климатските карактеристики на одредени области). Овој радионуклид, исто така, влегува во надворешната средина од нуклеарните централи и постројките за преработка на потрошено нуклеарно гориво (го има во емисиите во лесно растворлива форма). Во нормални работни услови на нуклеарна централа, емисиите на радиоактивен стронциум се незначителни.
Радиоизотопите на стронциум се карактеризираат со висок принос во реакциите на фисија на ураниум и плутониум и висока подвижност во еколошките синџири на природната средина. Сето ова мора да се земе предвид при дизајнирањето на нуклеарните реактори, при определувањето на времетраењето на нивната работа и системот за управување со радиоактивен отпад.
Патеки за храна (синџири).Главните синџири на исхрана на миграција на радиоактивен стронциум се: атмосфера - растенија - луѓе; атмосфера - почва - растенија - луѓе; атмосфера - почва - растенија - животни - луѓе; атмосфера - водни тела - вода за пиење - луѓе; атмосфера - водни тела - хидробионти - риби - луѓе;
отпадни води - почва - растенија - луѓе; отпадни води - почва - растенија - животни - луѓе; отпадни води - хидробионти - риби - луѓе.
Стронциумот се акумулира во зелените растенија, особено во житариците (житарките) и влегува во човечкото тело преку печива. Преку сено (храна) навлегува во ткивата на животните (крави). Затоа, млекото е вториот начин, после лебот, за стронциумот да влезе во човечкото тело. Конечно, радиоактивниот стронциум кој паѓа на површината на водните тела или се мие таму со површинско истекување лесно се апсорбира од едноклеточни алги (фитопланктон), акумулирани по синџирот на исхрана од ракови и други мали животни (зоопланктон), а потоа и од рибите.
Концентрацијата на стронциум се зголемува како што се движите нагоре по синџирот на исхрана; во телото на некои риби може да биде десетици илјади пати повисока отколку во водата. Така, рибата, особено нејзиниот скелет, е уште еден вообичаен начин на исхрана за влегување на стронциум во човечкото тело. Конечно, зеленчукот и овошјето се важен извор на радиоактивен стронциум.
Стронциумот во неговите квалитети, како што веќе споменавме, е многу блиску до калциумот и заедно со него циркулира во биосферата. Атмосферскиот воздух е примарен резервоар од каде што стронциумот влегува во водните тела и копното. Таложењето на радионуклиди од воздухот се одредува со гравитација, таложење на инертна прашина, која е постојано присутна во атмосферата и отстранување со врнежи (дожд, снег). Времето на престој на радиоактивните честички на стронциум во атмосферата е 30-40 дена, а во стратосферата - неколку години.
Почвата е од особена важност како складиште на радиоактивен стронциум (скоро сето тоа е во мобилна форма). Првично, се акумулира на неговата површина, а потоа полека се прераспределува по неговиот профил. Стронциумот се апсорбира од цврстата фаза на почвата многу помалку лесно од радиоактивниот цезиум. На миграцијата на радиоактивен стронциум во почвата влијаат: климатските услови, теренот, хидролошкиот режим, природата на вегетацијата, земјоделските практики и видот на почвата. Почвите, според степенот на зголемување на капацитетот за апсорпција на радиоактивниот стронциум, пак, може да се подредат во следните серии: чернозем - костен - бусен-поџоличен.
Радиоактивниот стронциум може да навлезе во растенијата како резултат на директна контаминација на нивниот копнеен дел (во време на истекување на радионуклиди и формирање на секундарна прашина), апсорпција од почвата преку кореновиот систем и наводнување со вода што го содржи. Степенот на задржување на радионуклиди на вегетацијата се одредува според карактеристиките на растенијата, големината на радиоактивните честички и метеоролошките услови. Стронциум-90 депониран на површината на растенијата може да се апсорбира од него. Стапката на задржување на радионуклиди од глобалниот испад од дивата и земјоделската вегетација е приближно 25%. Времето за отстранување (со дожд, ветер и сл.) од тревни растенија на 50% задржани радионуклиди за умерените климатски зони е 1-5 недели. Акумулацијата на радиоактивен стронциум е обратно пропорционална со количината на разменлив калциум во почвата, освен тоа, зависи од видот и разновидноста на растенијата. Така, најголем дел од него се акумулира во мешунките, додека во семките, плодовите и клубените е многу помалку отколку во лисјата и стеблата.
Радиоактивниот стронциум главно влегува во телото на животните со храна. Преминот на радионуклид во производи од животинско потекло зависи од неговата биорасположивост, видовите и возрасните карактеристики на животните и нивната физиолошка состојба. Кај телињата, јагнињата, јарињата и прасињата, апсорпцијата на стронциум е неколку пати поголема отколку кај возрасните животни. Главниот дел од радиоактивниот стронциум се акумулира во коските, главно во епифазите (зглобовите). Така, најголемата акумулација на стронциум е можна во растечкиот организам, а овој радионуклид, депониран во коските, е исклучително тешко да се отстрани од телото. Според степенот на неговата акумулација во скелетот на фармските животни, тие можат да се подредат во следниот ред: говеда - кози - овци - свињи - кокошки. Најголемата акумулација на радионуклид е забележана во паренхимните органи - црниот дроб, бубрезите, белите дробови, минимална - во мускулите, а особено во жлездите. Според степенот на таложење на радиоактивен стронциум во мускулите и паренхимните органи на фармските животни, тие исто така можат да се подредат по ред: говеда - овци - кокошки. Кај возрасните животни, стронциумот се акумулира во меките ткива во поголеми количини отколку кај младите животни, но кај младите животни тој се излачува многу побрзо отколку кај возрасните. Зголемувањето на калциумот во исхраната на животните го забрзува излачувањето на стронциум-90. Кај доилки, радионуклидот се излачува во млекото во значителни количини.
До 96% од радиоактивниот стронциум се содржи во лушпата на јајцата, 3,5% во жолчката и 0,5% во белката.
Резервоарите претставуваат посебна опасност бидејќи во нив се акумулира радиоактивен стронциум. Се апсорбира од хидробионти, особено риби, долж синџирот на исхрана и директно од водата. Во исто време, содржината на стронциум-90 во водните организми зависи не само од неговата концентрација во водата, туку и од степенот на нејзината минерализација: со неговото намалување, се зголемува акумулацијата на радионуклиди во водните организми.
Како резултат на тоа, можеме да заклучиме дека главниот извор на радиоактивен стронциум што влегува во човечкото тело се производи од растително и животинско потекло. Растворливите форми на стронциум добро се апсорбираат од гастроинтестиналниот тракт. Радионуклидот е особено опасен за децата, во чии тела влегува со млеко и во големи количини се акумулира во коските. Со возраста, апсорпцијата на радиоактивен стронциум се намалува. Високата содржина на калциум во исхраната ја спречува апсорпцијата на радиоактивен стронциум, кој е еден од најопасните, високотоксични радионуклиди. Големите дози предизвикуваат акутна радијациона болест кај луѓето, додека продолжената изложеност на мали дози доведува до развој на хронична форма. Вториот се карактеризира со долгорочно оштетување на хематопоетскиот систем, развој на крвни заболувања (леукемија) и тумори на коските.
Радиоактивен цезиум-137
Меѓу вештачките радионуклиди, радиоактивните изотопи на цезиумот се особено опасни, особено долговечниот цезиум-137 со полуживот од 30±0,2 години. Овој радионуклид се карактеризира со висока подвижност во еколошките синџири на природната средина и способност да се акумулира во неговите поединечни врски.
Извори на загадување на животната средина. Главниот извор на формирање на цезиум-137 е тестирање на нуклеарно оружје и нуклеарни централи. Големи количини на радионуклиди се акумулираат во нуклеарните реактори за време на нивната работа. Во нормални услови на работа на нуклеарна централа, радиоактивните емисии се незначителни и зависат од дизајнот на нуклеарниот реактор, типот на системите за прочистување на радиоактивни материи и воздухот што се испушта од централата, времето на работа на реакторот итн. Цезиум- 137 загадувачи на животната средина може да бидат и постројки за преработка на потрошени горивни елементи. Потенцијални извори на цезиум-137 што влегува во природната средина се испуштањата на радиоактивни материи од нуклеарните централи во отворени слатководни тела и капацитети за складирање на радиоактивен отпад. Дозите на радијација за населението поради емисиите од претпријатијата со циклус на нуклеарно гориво во нормални работни услови се незначителни и под препорачаните стандарди.
Голема опасност од контаминација на животната средина со радиоактивен цезиум се јавува при несреќи на нуклеарната централа, кога нејзините емисии значително се зголемуваат. Во овој случај, дозите на зрачење нагло се зголемуваат и флуктуираат во зависност од обемот на несреќата и ефективноста на мерките за нејзино отстранување. Внесувањето на цезиум-137 во голема мера ја одредува опасноста од радијација во долг временски период. Нивото на радиоактивна цезиумска контаминација на животната средина зависи и од физичките, географските и климатските карактеристики на областите, распределбата на атмосферските врнежи итн. На пример, во одредени области (украинско-белоруски полиња, субарктички региони) нивото на цезиум -137 внесот од производи од животинско и растително потекло е поголем отколку кај другите. На север, ова е олеснето со карактеристиките на растот на лишаите (главната храна на елените), кои придонесуваат за задржување на овој радионуклид и негово акумулирање во текот на долго време.
Патеки за храна (синџири).Како и радиоактивниот стронциум, цезиумот-137 се карактеризира со висока подвижност во надворешната средина, особено во првиот пат по неговото таложење, како и преку синџирите на исхрана кои се слични на миграцијата на стронциум-90. Друг можен синџир на исхрана за миграција на радионуклиди: извор на контаминација - лековити растенија - лековити растителни суровини - медицински производ - луѓе. Треба да се признае дека овој синџир на исхрана на миграција на радионуклиди сè уште не е доволно проучен. Во овој поглед, интерес се податоците од студијата за диви лековити растителни суровини во јужните региони на регионот Калуга, кои беа предмет на радиоактивна контаминација. Како резултат на тоа, се покажа дека плодовите на видовите дрвја во отворени живеалишта всушност не акумулираат цезиум-137. Најниски вредности на контаминација на почвата за берба на лековити растенија кои растат на нив со безбедна содржина на цезиум-137 беа идентификувани за повеќегодишни грмушки и подгрмушки одгледувани на ливади (лазечка мајчина душица) и во шуми (обична јагавица, барски див рузмарин). .
Радиоактивниот цезиум депониран на површината на почвата мигрира во хоризонтални и вертикални насоки, а неговата растворливост станува важна. Во почвата, цезиум-137 лесно се трансформира во форма која е тешко сварлива, формирајќи слабо растворливи соли. Затоа, неговото влегување во растенијата преку коренот е тешко. Киселиот дожд го олеснува преминувањето на цезиум-137 во растворлива форма. На миграцијата на радионуклидите во почвата значително влијаат теренот, хидролошкиот режим, видот на почвата, природата на вегетацијата, земјоделските активности кои се вршат и јачината на врската на радионуклидот со почвата. Според степенот на зголемување на капацитетот за апсорпција на цезиумот, почвите може да се подредат во низа: черноземи - костен - бусен-поџоличен.
Радиоактивниот цезиум може да навлезе во растенијата како резултат на директна контаминација на лисјата, стеблата, соцветите и плодовите, а исто така може да се апсорбира од почвата преку кореновиот систем. Нивоата на површинска контаминација на растенијата зависат од нивните морфолошки карактеристики, густината на врнежите и физичко-хемиските својства на аеросолите. Според степенот на концентрација на цезиум-137, растенијата може да се наредени во следниот ред: зелка - цвекло - компир - пченица - природни колиби. Намалување на загадувањето на пасиштата вегетација (поради дожд, ветер, раст на биомаса) се јавува во период од приближно 14 дена. Повеќе од 90% од депонираниот радионуклид се отстранува во првите 2 месеци. Растворливиот цезиум-137 се апсорбира од корените на растенијата од почвениот раствор и цврсто се закотвува во почвата. Според степенот на зголемен трансфер на цезиум-137 во растенијата, може да се изградат следните серии почви: бусен-подзолични почви - црвени почви - ливадско-карбонатни почви - черноземи - сиви почви. Поголема транзиција на радиоактивен цезиум е забележана во региони со тресетни почви (украинско-белоруски Polesie). Според степенот на акумулација на овој радионуклид во клубени и зрна, растенијата можат да се наредат по ред: јачмен - просо - пченица - хељда - грав - овес - чумиза - компир - грав. Количината на акумулација на цезиум-137 во растенијата зависи од нивниот тип, тип на почва и природата на земјоделските практики. Во исто време, концентрацијата на радиоактивен цезиум во генеративните и вегетативните органи на растенијата е приближно иста.
Извори на цезиум-137 за луѓето може да бидат растителни (леб, зеленчук, овошје) и животински (месо, риба, млеко, итн.) производи. Бидејќи овој радионуклид има некои заеднички својства со калиумот, ткивата од растително и животинско потекло акумулираат и калиум и радиоактивен цезиум. Цезиум-137 влегува во телото на животните главно преку храна, а радионуклидот се излачува главно преку бубрезите. Главното количество од него се акумулира во мускулите (над 80%), потоа во скелетот (околу 10%). Содржината на радионуклиди во 1 кг мускул на крави, овци, кози, свињи и кокошки е 4, 8, 20, 26 и 45% од дневниот внес, соодветно. Радиоактивниот цезиум се излачува во значителни количини во млекото на доилки. Со долгорочен внес на радионуклид кај кравите, неговата содржина во млекото достигнува 0,8 - 1,2% на 1 литар дневен внес, кај козите - 10 - 20%, кај овците - 5 - 15%. Овие разлики се поврзани со физиолошките карактеристики на животните, природата на храната и условите на нивното чување.
Пилешките јајца се исто така извор на цезиум-37 кој влегува во човечкото тело, а белката содржи 2-3 пати повеќе радиоактивен цезиум од жолчката, а лушпата содржи 1-2% од вкупната количина на радионуклид во јајцето.
Радиоактивниот цезиум се акумулира во големи количини во водните организми. Рибите апсорбираат цезиум-137 директно од водата и главно преку храната. Степенот на акумулација на овој радионуклид се одредува според биолошките и физиолошките карактеристики на секој вид риба. Слабата минерализација на водата придонесува за поголема акумулација на цезиум-137. Слатководните риби содржат десетици до стотици пати повеќе радиоактивен цезиум од морската риба. Во исто време, кај комерцијалните риби на Атлантскиот Океан е 10-30 пати помал отколку кај рибите од внатрешните мориња (на пример, Каспиското Море). Водните растенија, во зависност од акумулацијата на цезиум-137, може да се подредат во следниот ред: алги - растенија потопени во вода - крајбрежни водни растенија - растенија што лебдат на површината.
Радиоактивниот цезиум има прилично висока радиотоксичност. Може да влезе во човечкото тело преку респираторниот систем, кожата, рани и изгореници. Сепак, главниот начин е со храна. Радиоактивниот цезиум, како и калиумот, е рамномерно распореден во човечките ткива и органи (што доведува до релативно униформно зрачење), но најголемиот дел од него е концентриран во мускулното ткиво (80% и само 10% во коските). Цезиум-137 релативно лесно се отстранува од телото. Се излачува првенствено во урината и делумно со измет. Полуживотот на овој радионуклид од телото е 65-100 дена. Стапката на нејзино елиминација од телото е одредена од индивидуалните разлики во метаболичката стапка и зависи од возраста, полот, исхраната и бројните фактори на животната средина. Треба да се има на ум дека цезиумот-137 поминува во значителни количини од телото на мајката преку плацентата до фетусот (и во периодот на хранење, преку млекото до новороденчињата).
Радиоактивен цезиум-137
за авторот
Иван Јаковлевич Василенко, доктор на медицински науки, професор, лауреат на Државната награда на СССР, водечки истражувач во Државниот научен центар на Руската Федерација - Институт за биофизика. Област на научни интереси: токсикологија на производи од нуклеарна фисија, хигиена на зрачење.
Вовед
Меѓу антропогените радионуклиди кои глобално ја загадуваат биосферата, тоа бара посебно внимание радиоактивен цезиум- еден од главните извори кои формираат дози на надворешно и внатрешно зрачење на луѓето. Познати се 34 изотопи на цезиум со масовни броеви 114-148, од кои само еден ( 133 Cs) стабилни, останатите се радиоактивни.
133 Csсе однесува на расфрлани елементи. Го има во мали количини во речиси сите еколошки објекти. Кларк (просечна) содржина на нуклиди во земјината кора - %, во почвата - %. Цезиумот е постојан микроелемент на растителните и животинските организми: тој е содржан во живата фитомаса во количина од %, во човечкото тело - приближно 1 g. Овој нуклид главно доаѓа од храна во количина од 10 mcg / ден. Се излачува од телото главно преку урина (во просек 9 mcg/ден). Биолошката улога на цезиумот сè уште не е целосно откриена.
Од радиоактивните изотопи на цезиумот, најинтересен е 137 CsСо пола живот 30 години. 137 Cs- - емитира нуклид со просечна енергија на честички од 170,8 keV. Неговата ќерка нуклид 137 m Baима полуживот од 2,55 минути и емитува -кванти со енергија од 661 keV. 137 Csшироко користен во медицината (за дијагноза и третман), стерилизација со зрачење, откривање на недостатоци и многу други технологии. Другите радиоизотопи на цезиум се од помала важност.
Познато е дека ослободувањето на радиоактивен цезиум во животната средина се јавува главно како резултат на тестирање на нуклеарно оружје и несреќи во нуклеарните централи. Во реакторите излезот 137 Csзависи од фисилниот материјал и енергијата на неутроните што предизвикуваат фисија и е 5,1-6,3% во активност. Релативната содржина на радиоцезиум во производите на фисија се менува со нивната „старост“ (Табела 1).
Табела 1Тестирањето на нуклеарното оружје е еден од најзначајните извори на радиоактивна контаминација на планетата, вклучително и 137 Cs. До почетокот на 1981 година, вкупната активност на супстанцијата се ослободува во животната средина 137 Csдостигна 960љPBq. Густината на загадувањето на северната и јужната хемисфера и во просек на земјината топка беше 3,42, соодветно; 0,86 и 3,14 kBq/m2, а на територијата на поранешниот СССР во просек - 3,4љkBq/m2.
Во нуклеарните реактори за време на нивната работа, производите од фисија (фисиум) и трансурански елементи, чија вкупна активност е огромна. Меѓу радионуклидите на физиумот, цезиумовите радиоизотопи заземаат значајно место (Табела 2). За 1MW (електрична моќност) од овој радионуклид се формира толку многу годишно што неговата активност е 130 TBq (T, tera - 1012). Вкупната акумулација на нуклид во реакторите ширум светот (во однос на активноста) до крајот на векот ќе достигне 900 EBq (E, ex - 1018), што е приближно илјада пати поголема од количината на радионуклиди ослободени во надворешниот животната средина за време на нуклеарни експлозии.
табела 2Познато е дека во нормални услови на работа на нуклеарните централи, емисиите на радионуклиди, вклучително и радиоактивен цезиум, се незначителни. Огромното мнозинство на производи нуклеарна фисијаостанува во горивото. Според податоците од мониторингот на радијацијата, концентрацијата на цезиум во областите каде што се наоѓаат нуклеарните централи е само малку повисока од концентрацијата на нуклидот во контролните области каде што се јавува загадување на животната средина поради тестирање на нуклеарно оружје. Обемот на емисиите на радионуклиди зависи од дизајнерските карактеристики на реакторите, нивното време на работа, начинот на чистење и состојбата на опремата. Радиохемиските постројки (RCP) за обработка на елементите на потрошено гориво и капацитетите за складирање на радиоактивен отпад, исто така, можат да бидат извор на загадување. Според прогнозата на Научниот комитет на ОН за ефектите од атомското зрачење (SCEAR), емисиите на радиоцезиум до 2000 г. може да достигне 1,5-5,2 TBq.
Екстремно тешки ситуации се јавуваат по несреќи, кога огромно количество радионуклиди влегуваат во надворешната средина и големи области се изложени на контаминација. На пример, за време на несреќа во Јужниот Урал во 1957 година, се случи термална експлозија на складиште за радиоактивен отпад, а радионуклиди со вкупна активност од 74 PBq, вклучително и 0,2 PBq, беа испуштени во атмосферата 137 Cs. За време на пожар во RHZ во Винденале во ОК во 1957 година. имаше ослободување на 12 PBq радионуклиди, од кои 46 TBq 137 Cs. Технолошкото испуштање на радиоактивен отпад од претпријатието Мајак во Јужниот Урал во реката Теча во 1950 година изнесуваше 102 PBq, вклучувајќи 137 Cs 12,4 PBq. Отстранување на радионуклиди од ветер од поплавното езеро Карачај во јужниот дел на Урал во 1967 година. изнесуваше 30 TBq. По акција 137 Csизнесува 0,4 TBq. Вистинската катастрофа беше несреќата во нуклеарната централа во Чернобил (ChNPP) во 1986 година: 1850 PBq радионуклиди беа ослободени од уништениот реактор, а радиоактивен цезиум изнесува 270 PBq. Ширењето на радионуклиди достигна планетарни размери. Повеќе од половина од вкупната количина на радионуклиди депонирани во ЗНД падна во Украина, Белорусија и Централниот економски регион на Руската Федерација. Познати се случаи на контаминација на животната средина како резултат на невнимателно складирање на извори на радиоактивен цезиум за медицински и технолошки цели.
Миграција во надворешното опкружување
Цезиумот лесно мигрира во надворешната средина, што е олеснето со две околности. Прво, 137 Cs- финалниот производ на синџирот на распаѓање:
,
во кои во гасната фаза се присутни јод и ксенон. За време на нуклеарните експлозии, се формираат фини честички кои го адсорбираат цезиумот и полека паѓаат на површината на земјата. Процесот на врнежи се забрзува со врнежи и агрегација на честички со формирање на поголеми. Второ, при сите (освен подземни) нуклеарни експлозии и итни ослободувања од нуклеарните централи, испадот содржи цезиум во високо растворлива форма, што е од фундаментално значење во процесите на неговата миграција. При земјени експлозии на силикатни почви, се формираат малку растворливи честички. Содржината на радионуклид во атмосферските врнежи за време на нуклеарни експлозии во малку растворлива форма варираше многу - 3,3-82,4% (теж.).
Радиоактивниот цезиум депониран на површината на земјата се движи под влијание на природни фактори во хоризонтални и вертикални насоки. Хоризонталната миграција настанува кога почвите се еродирани од ветрот и се одлеваат од врнежите во ниско поставените дренажни области. Брзината на миграција зависи од хидрометеоролошките фактори (брзината на ветерот и интензитетот на врнежите), теренот, видот на почвата и вегетацијата и физичко-хемиските својства на нуклидот.
Вертикалниот трансфер на цезиумот се случува со филтрационите струи на водата и е поврзан со активноста на почвените животни и микроорганизми, отстранување од кореновиот слој на почвата до надземните делови на растенијата итн. Подвижноста и биолошката достапност на нуклидот се намалува со текот на времето како резултат на преминот во состојба на „ниско-размена“.
Во првите години по таложењето, цезиумот главно се содржи во горниот, 5-10-сантиметарски слој на почвата, без оглед на неговиот тип. Задржувањето на нуклидите се јавува поради високата содржина на фини фракции (особено глина) и органски материи во горниот слој, кои ги зголемуваат сорпционите својства на почвата. Навлегувањето на радиоактивен цезиум до длабочини од 30-50 см очигледно трае десетици и стотици години, но неговата прераспределба по профилот на почвата може да се случи уште побрзо - како резултат на земјоделската активност. Во овој случај, нуклидот е релативно рамномерно распореден низ целиот обработлив слој.
Типично „патување“ 137 CsОд страна на синџири на исхраназапочнува со растенијата, каде што нуклидот може да навлезе директно во времето на радиоактивниот испад, или индиректно - преку лисјата, стеблата и коренските системи со прашина и вода. Нивоата на површинска контаминација на растенијата се одредуваат според нивните морфолошки карактеристики и физичко-хемиските својства на аеросолите кои паѓаат. Познато е дека растенијата се способни да задржат аеросоли со големини на честички помали од 45 микрони. Особено високи нивоа на радионуклиди се забележани кај лишаите, чајот и четинарите, што е поврзано со нивните биолошки карактеристики. Во однос на аеросолот цезиум, утврдено е дека тој најмногу се акумулира во зелката, а по опаѓачки редослед следат цвеклото, компирот, пченицата и природната тревна вегетација. Акумулацијата на цезиум во вегетацијата (forbs) во однос на содржината на овој нуклид во средината во средната зона се движи од 0,1 до 0,36. Со текот на времето, нивоата на контаминација на растенијата се намалуваат како резултат на директни загуби (под влијание на дожд и ветер) и раст на биомасата: на пример, во рок од околу две недели, содржината на нуклиди во вегетацијата на пасиштата се преполови.
Пред 3 часа за време на експлозијата валкана бомбаВо самоубиствен напад со автомобил-бомба загинаа 30 случајни минувачи, а 80 беа повредени. Националната гарда откри опасни нивоа на радиоактивниот изотоп цезиум 137 неколку блока подалеку на ветровитата страна. Цезиум 137 е нуспроизвод на нуклеарен реактор. Таа произведува и бета и гама зрачење. Сепак, вторите се поопасни. Висока доза на цезиум 137 може да предизвика изгореници, акутна радијациона болест, па дури и смрт.
Информациите одат во Медицинскиот центар во Мејн. Многу чест симптом на изложеност на радијација е гадење и повраќање, кои може да се појават по неколку часа или неколку дена. Кога гама зраците минуваат низ човечкото тело, тие можат да остават мали нивоа на радиоактивност во ткивото. Полуживотот на цезиумот е 30 години. Тој е способен да емитува зрачење со децении.
Полуживотот е времето потребно за половина од супстанцијата да се распадне. Тоа покажува колку долго јадрото ја задржува својата форма пред да се распадне. За среќа, постои лек кој може да помогне.
Ако некое лице вдишува или внесе цезиум, постои производ што може да го разложи. Тој го нарекува пруско сино. Но, Медицинскиот центар во Мејн има само мала количина на супстанција. Измислен е како боја.
Во раниот период на фармаколошки откритија, беше откриено дека помага да се отстрани талиумот, отров за глувци. Знаеме дека помага и кај цезиумот – со тоа што го врзува во цревата и помага да се излачи со столицата. Пруската сина го отстранува цезиумот и треба да помогне во лекувањето на акутна радијациона болест, намалувајќи го нивото на зрачење во телото на пациентите.
4 часа по експлозијата, нова криза настанува во болницата за итна помош. Тој е исполнет со луѓе кои се жалат дека се чувствуваат лошо. Има луѓе кои се сигурни дека добиле доза на зрачење. Нивното здравје се влошува и се појавуваат главоболки. Ова е нормално за секоја алармантна ситуација. Оние кои се загрижени и нервозни создаваат симптоми на болест за сопственото тело.
Вработените во болницата се обидуваат да ја смират толпата, но ситуацијата брзо се влошува. Како што се шири веста за валканата бомба, илјадници автомобили излегуваат на патиштата. Жителите на Портланд бегаат од радијацијата, но нивните автомобили и облека се веќе контаминирани. Властите ги затвораат фериботите и автобуските линии за да спречат понатамошно дистрибуција невидливи, но многу опасни честички.
Затворен е и аеродромот. Сè што останува во областа на перницата е предмет на деконтаминацијапред да може да продолжи понатаму. Бродови, возови, автомобили. Треба да бидете сигурни дека радиоактивната супстанција нема да се шири понатаму. Се разбира, колку подалеку е експлозијата од епицентарот, толку е помала концентрацијата. На доволно растојание, нивото на зрачење не е опасно.
Пруско сино - противотров
6 часа по експлозијата, некои од ранетите доживуваат пад на нивото на леукоцитите. Овие крвни компоненти му помагаат на имунолошкиот систем на телото да се бори против болестите и инфекциите. Колку е пониско нивното ниво, толку е поголем ризикот да се разболите. Ако жртвата примила доволно голема доза на зрачење, тогаш лекарите треба внимателно да го следат овој индикатор во крвта.
Нашиот свет денес е загрижен за загадувањето на животната средина. И ова е разбирливо - составот на воздухот што го дишеме и храната што ја јадеме одамна престанаа да бидат еколошки. Од првиот тест на нуклеарно оружје (1945), нашата планета е контаминирана со различни радионуклиди со антропогени својства. А еден од нив е цезиум-137. Неговиот полуживот е огромен, а неговите ефекти врз човечкото тело се различни. Ќе зборуваме за ова и многу повеќе во оваа статија.
Еден од многуте
Цезиумот во периодниот систем на Дмитриј Менделеев припаѓа на главната подгрупа од првата група од шестиот период и има атомски број 55. Хемискиот симбол на елементот е Cs (Кезиум), а името го добил поради присуството во спектарот на релативниот интензитет на електромагнетното зрачење на две сини линии (од латинскиот збор Цезиј,што значи „небесно сино“).
Како едноставна супстанција, цезиумот е мек, сребрено-жолт метал со изразени алкални карактеристики.
Овој елемент бил откриен во 1860 година од двајца научници од Германија, Р. Бунсен и Г. Кирхоф. Тие користеле метод на спектрална анализа, а цезиумот бил првиот елемент што бил откриен со овој метод.
Многуте лица на цезиумот
Во природата, цезиумот се јавува исклучиво во форма на стабилен изотоп Cs-133. Но, модерната физика знае 39 вештачки создадени радионуклиди (радиоактивни изотопи).
Потсетиме дека изотопите се сорти на атомот на елементот со различен број на неутрони во нивните јадра.
Најдолговечниот изотоп (до 2,3 милиони години) е Cs-135, вториот во полуживот е цезиум-137. Токму второто е одговорно за радијациското загадување на нашата планета. Полуживотот на цезиум-137 во секунди е 952066726, што е 30,17 години.
Овој изотоп се формира при распаѓање на јадрата во нуклеарен реактор, како и при тестирање на оружје со нуклеарни боеви глави.
Нестабилен радионуклид
Како резултат на полуживотот на цезиум-137, тој претрпува бета распаѓање и станува нестабилен бариум-137m, а потоа стабилен бариум-137. Ова ослободува гама зрачење.
Целиот полуживот на цезиум-137 е 30 години, а тој се распаѓа на бариум-137 метри за 2,55 минути. Вкупната енергија на овој процес е 1175,63 ± 0,17 keV.
Формулите што го опишуваат полуживотот на цезиум-137 се сложени и се дел од распаѓањето на ураниумот.
Физички и хемиски својства
Веќе пишувавме за физичките својства на изотопот и карактеристиките на неговото распаѓање. Во однос на хемиските својства, овој елемент е блиску до рубидиум и калиум.
Сите изотопи (вклучувајќи го и цезиум-137 со полуживот од 30,17 години) кога се внесуваат во жив организам на кој било начин, совршено се апсорбираат.
Главен снабдувач на биосфера радионуклид
Изворот на биосферниот радиоактивен нуклид цезиум-137 со полуживот поголем од 30 години е нуклеарната енергија.
Статистиката е незапирлива. Според податоците од 2000 година, сите реактори на нуклеарните централи во светот испуштија околу 22,2 × 10 19 Bq цезиум-137 во атмосферата, чиј полуживот е повеќе од 30 години.
Не е само атмосферата загадена. Овој радионуклид влегува во океанот секоја година од танкери и мразокршачи со нуклеарни инсталации и од нуклеарни подморници. Така, според експертите, за време на работата на еден подморски реактор во текот на една година, околу 24 x 10 14 Bq ќе влезат во океанот. Кога ќе се земе предвид полуживотот на цезиум-137, тој станува опасен извор на многу долгорочно загадување на животната средина.
Најпознатите емисии
Пред да продолжиме со ефектите на радионуклид цезиум врз човечкото тело, да се потсетиме на неколку големи катастрофи придружени со ослободување на овој елемент во биосферата.
Малкумина знаат, но во 1971 година, во регионот на Иваново (село Галкино), беше извршена работа на длабоко испитување на кората на нашата планета. Станува збор за подземни нуклеарни експлозии, по една од кои од еден бунар изби фонтана од кал. И денес, на местото на овие работи, се забележува зрачење од 3 милироентигени на час, а радионуклидите стронциум-90 и цезиум-137 сè уште стигнуваат до површината на Земјата.
Сите знаат за катастрофата во Чернобил во 1986 година. Но, не секој знае дека во тоа време околу 1850 PBq радијациони елементи влегле во атмосферата. И 270 PBq од нив се цезиум-137.
Во 2011 година, кога се случи несреќата во јапонската нуклеарна централа Фукушима, 15 PBq цезиум-137, со полуживот од 30 години, влегоа во Тихиот Океан.
Што ќе се случи следно
Со радиоактивен испад и отпад, цезиум-137 влегува во почвата, од каде што влегува во растенијата, кои имаат коефициент на апсорпција од 100%. Во овој случај, до 60% од нуклидот се акумулира во надземните делови на растителниот организам. Во исто време, во почвите сиромашни со калиум, ефектот на акумулација на цезиум-137 значително се зголемува.
Највисоки стапки на акумулација на овој нуклид се забележани во слатководните алги, лишаите и растителните организми од арктичката зона. Во телото на животните, овој радионуклид се акумулира во мускулите и црниот дроб.
Нејзините највисоки концентрации биле забележани кај ирвасите и водните птици на бреговите на Арктикот.
Габите исто така акумулираат цезиум. Особено путер печурки, полски печурки, мов печурки и свињи печурки во текот на целиот свој полуживот.
Биолошки својства на цезиум-137
Природниот цезиум е еден од микроелементите на животинското тело. Во нашето тело, цезиумот е содржан во количина од 0,0002-0,06 микрони на 1 грам меко ткиво.
Цезиум радионуклид, како што веќе споменавме, е вклучен во циклусот на супстанции во биосферата и слободно се движи по биолошките трофични синџири.
При орално влегување во човечкото тело, 100% апсорпција на овој нуклид се јавува во гастроинтестиналниот тракт. Сепак, брзината на овој процес варира во различни оддели. Значи, еден час по влегувањето во телото, до 7% од цезиум-137 се апсорбира во човечкиот желудник, во дуоденумот, јејунумот и илеумот - до 77%, во cecum - до 13%, а во последниот дел од цревата (попречно дебело црево) - до 40%.
Процентот на цезиум-137 кој влегува преку респираторниот тракт е 25% од количината што доаѓа од храната.
Преку крвта - во мускулите
По реапсорпцијата во цревата, цезиумот-137 е приближно рамномерно распореден во ткивата на телото.
Неодамнешните студии на свињи покажаа дека овој нуклид достигнува највисоки концентрации во мускулното ткиво.
При проучувањето на ирвасите, беше откриено дека цезиум-137 по една инјекција се дистрибуира на следниов начин:
- Мускули - 100%.
- Бубрези - 79%.
- Срце - 67%.
- Белите дробови - 55%.
- Црниот дроб - 48%.
Полуживотот е од 5 до 14 дена и се јавува првенствено во урината.
Што се случува во човечкото тело
Главните патишта на влегување на цезиумот во телото се преку дигестивниот тракт и респираторниот тракт. Со надворешен контакт на цезиум-137 на недопрена кожа, 0,007% продира внатре. Кога се внесува, 80% од него се акумулира во скелетните мускули.
Елементот се излачува преку бубрезите и цревата. Во рок од еден месец се отстранува до 80% од цезиумот. Според Меѓународната комисија за радиолошка заштита, полуживотот на радионуклидот е седумдесет дена, но стапката зависи од состојбата на телото, возраста, исхраната и други фактори.
Повреди од зрачење, слични по симптоми на зрачна болест, се развиваат кога се прима доза поголема од 2 Gy. Но, дури и со единици MBq, се забележуваат знаци на благо оштетување од зрачење во форма на дијареа, внатрешно крварење и слабост.
Како да се заштитите од инфекција
За да се одреди количината на цезиум-137 во човечкото тело, бета-гама радиометрите или бројачите на човечко зрачење (HRUs) го мерат гама зрачењето од телото или од секретите.
При анализа на врвовите на спектарот што одговараат на даден радионуклид, се одредува неговата активност во телото.
Спречувањето на контаминација со течни или цврсти соединенија на цезиум-137 вклучува извршување на манипулации исклучиво во затворени кутии. За да се спречи елементот да влезе внатре, се користи лична заштитна опрема.
Вреди да се запамети дека полуживотот на цезиум-137 е 30 години. Така, во 1987 година, во Бразил (град Гојанија), бил украден дел од единица за радиотерапија. Во рок од 2 недели, околу 250 луѓе беа заразени, четворица од нив починаа во рок од еден месец.
Прифатливи стандарди и итна помош
Прифатливиот внес на овој елемент се смета дека е 7,4 x 10 2 Bq дневно и 13,3 x 10 4 Bq годишно. Содржината во воздухот не треба да надминува 18 x 10 -3 Bq на 1 кубен метар, а во вода - 5,5 x 10 2 Bq на литар.
Доколку се надминат овие стандарди, неопходно е да се преземат мерки за да се забрза елиминацијата на елементот од телото. Пред сè, треба да се преземат мерки за деконтаминација на површините (лицето и рацете) со сапун и вода. Ако супстанцијата влезе во респираторниот тракт, исплакнете го назофаринксот со солен раствор.
Употребата на сорбенти и диуретици со полнење вода ќе ја забрза елиминацијата на елементот.
Во тешки случаи се врши хемодијализа и се пропишува специфична терапија.
Но, има и придобивки
Во хемиските истражувања, откривањето на гама недостатоци, во технологиите за зрачење и за време на различни радиобиолошки експерименти, научниците најдоа употреба на овој антропоген елемент со својства на зрачење.
Цезиум-137 се користи во контакт и зрачна терапија, во стерилизација на медицински инструменти и прехранбени производи.
Овој елемент ја најде својата примена во производството на извори на струја на радиоизотоп и во мерачи на ниво на рефус цврсти материи, каде што се користи во непроѕирни затворени контејнери.
Се вчитува...
