Стронций 90: полуживот. Стронций - радионуклид

През 1787 г., близо до шотландското селище Стронтиан, в мината за добив на олово, до този момент е намерен неизвестен минерал. В чест на селото той се нарича стронтай. И името на химичния елемент на стронций бе дадено от учените в чест на този минерал. Какви са неговите свойства, отколкото това вещество може да бъде полезно или опасно?

Първите проучвания на стронций

След откриването на стронциат, учените приписват този минерал на различни категории. Някои смятат, че принадлежат към флуоритите, други го смятат за витеритите. Обаче малко по-късно яснотата за това вещество беше представена от шотландския химик Т. Хоп. По това време все още не е известно, че изследваното вещество може да има полуживот. Strontius също е обект на изучаване на химик А. Лавоазие, както и на Хъмфри Дейви. Значителен принос за откриването на това вещество е направен и от руския учен Тоби Ловиц. Той, независимо от западните си колеги, открил наличието на този метал в тежки разновидности.

Малко теория. Какъв е полуживотът?

Всеки знае, че днес радионуклидът обикновено се нарича радиоактивен изотоп. Какъв е полуживотът? Радионуклидите се различават от другите вещества, тъй като техните ядра са нестабилни. С течение на времето те се разпадат - има процес на радиоактивно разпадане. По време на този процес ядрата се превръщат в други изотопи и се получава излъчване на радиоактивни лъчи. Различните радионуклиди имат различно ниво на нестабилност. Има краткотрайни и дълготрайни изотопи. Краткотрайното се разпада много бързо: отнема секунди, дни или месеци. Дългите живи хора се нуждаят от стотици, хиляди, а понякога от милиарди години. Независимо колко изотопи са взети, за да се разруши половината от веществото, то винаги отнема определен период от време - това се нарича полуживот.

Какъв е времето на полуразпад на стронций-90?

Както е известно, радионуклидите и изотопите са много опасни вещества за здравето. Що се отнася до стронций, стабилните му изотопи практически не представляват опасност за хората. Но радиоактивните изотопи са способни да унищожат целия живот. Причината, поради която една от опасните форми на стронций - стронций-90 е опасна, е нейният полуживот. Стронций-90 се разпада за 29 години и този процес винаги е придружен от излъчването на голямо количество радиация. Този елемент има способността бързо да се присъедини към системите на живите организми и да бъде метаболизиран.

Свойства на стронций

Във въздуха стронцийът много бързо реагира с вода, покрита с филм от жълт оксид. В свободната си форма този елемент не се среща в природата. Неговите най-големи депозити се намират в Русия, Аризона, Калифорния (САЩ). Стронциумът е много мек метал - лесно се нарязва с обикновен нож. Но точката на топене е 768 ° С. Сплавите, които включват стронций, се използват в пиротехниката. И този елемент се използва за възстановяване на уран.

Проникването на стронций в живи организми

Съгласно своите химични свойства стронцийът е много подобен на нормалния калций - този елемент е практически негов аналог. Стронций-90 се отделя много бързо в костните тъкани, зъбите и течностите. При разпадането на този елемент се образува и дъщерен изотоп итрий-90, който има много кратък полуживот. Стронций в този параметър дори не може да бъде сравнен с итрий-90, който се разлага само за 64 часа.

Итрий-90 е способен да отделя бета частици. Той също много бързо повлиява костната тъкан и костния мозък, които са особено чувствителни към него. Под въздействието на мощно облъчване във всеки жив организъм се появяват сериозни физиологични промени. Клетъчният състав се променя, клетъчната структура също е сериозно нарушена, което води до промяна в метаболизма. Следователно, въпросът за кое време на полуразпад на стронций-90 изобщо не е празен. В крайна сметка този елемент води до рак на кръвта (левкемия) и костите. Също така е в състояние да окаже силно влияние върху структурата на ДНК и генетиката.

Скорост на разпространение в природата

Инфекцията със стронций-90 се случва в кратък период от време, тъй като има много кратък полуживот. Стронцийът, образуван след антропогенни бедствия, се предава чрез хранителни биологични вериги, тъй като той заразява земята и водата. Изотопът лесно прониква в дихателните пътища на животни и хора. От земята, стронций-90 бързо влиза в тялото на животни, растения и след това в тялото на хората, които приемат замърсени храни. В допълнение, изотопът е в състояние не само да удари определен организъм, но и да предаде деформации на потомството си. Strontium-90 се предава и с майчино мляко на дете.

Този изотоп участва активно в метаболизма на растенията. В тях веществото идва от почвата през корените. Много голямо количество стронций натрупва такива растителни видове като бобови растения, кореноплодни растения и клубени. В човешкото тяло стронцийът се натрупва главно в скелета. С възрастта количеството отложен стронций намалява. При мъжете изотопът се натрупва повече, отколкото при жените.

Най-опасните изотопи

Наред с цезий-137, стронций-90 е един от най-опасните и мощни радиоактивни замърсители, които имат бърз полуживот. Стронций-90 много често попада в околната среда в резултат на аварии в атомните електроцентрали, както и ядрени опити. Ситуацията се усложнява от факта, че присъствието на този изотоп е много трудно да се определи дори и в почвените проби. За разлика от цезий, чието гама излъчване е много лесно да се открие, се изисква поне една седмица, за да се определи съдържанието на стронций-90 в почвата.

По време на такова проучване учените изпробват почва или селскостопански продукти по специален начин и само тогава може да се каже дали има стронций в тази проба. Този метод не е абсолютно подходящ, когато е необходимо да се разкрие количеството изотоп, абсорбиран от човешкото тяло. За такава диагноза учените от Беларус са измислили специална каска, която записва бета лъчение.

Съответен елемент на стронций-90

Най-близките свойства в това отношение са металите цезий-137 и стронций-90. Времето на полуелиминиране от 30 години е цезий-137. При радиационните аварии тези два елемента създават най-голям брой проблеми. Смята се, че в чудовищните последствия от аварията в Чернобил газият цезий е по-виновен от стронций. Имайки предвид полуживотите на тези вещества, можем да кажем, че трябва да отнеме поне шестстотин години, преди тези изотопи да не останат в Чернобилската зона.

Характеристики на изотопния полуживот

За всяко изотопно вещество периодът на полуразпадане е строго дефиниран. Стронций-90 има период от 28 години. Това обаче не означава, че всичките му атоми ще изчезнат след 56 години. Също така, първоначалното количество на изотопа не играе роля. По време на гниенето някои от стронций може да се промени, превръщайки се в по-леки елементи. Ако полуживотът на радиоактивен стронций е 28 години, това означава следното.

След този период ще остане половината от първоначалното количество изотоп. Дори след изтичането на 28 години - една четвърт и така нататък. Оказва се, че стронция може да замърси околната среда в продължение на десетки години. Някои учени заобикалят този брой, което показва, че полуразпадът на стронций е 29 години. През този период остава половината от веществото, но това е достатъчно, за да позволи на стронций да се разпростре далеч от злополуката.