Strontium 90: halveringstid. Strontium - radionuklid

I 1787, i nærheden af den skotske bosætning af Strontian, i en ledende minedrift blev der fundet et ukendt mineral indtil da. Til ære for landsbyen blev det kaldt strontianit. Og navnet på det kjemiske element af strontium blev givet af forskere til ære for dette mineral. Hvad er dens egenskaber, end dette stof kan være nyttigt eller farligt?

De første undersøgelser af strontium

Efter opdagelsen af strontianit tilskrev forskere dette mineral til forskellige kategorier. Nogle troede, at det tilhørte fluoritter, andre troede det på Witherites. Men lidt senere klarhed om dette stof blev indført af den skotske kemiker T. Hop. På det tidspunkt var det endnu ikke kendt, at stoffet under studiet kunne have en halveringstid. Strontius var også genstand for undersøgelse af kemiker A. Lavoisier, såvel som Humphry Davy. Et vigtigt bidrag til opdagelsen af dette stof blev også lavet af den russiske videnskabsmand Toby Lovitz. Han, uanset hans vestlige kolleger, opdagede nærværet af dette metal i tung sparke.

Lidt teori. Hvad er halveringstiden?

Alle ved, at et radionuklid i dag kaldes almindeligt radioaktive isotoper. Hvad er halveringstiden? Radionuklider adskiller sig fra andre stoffer, idet deres kerne er ustabile. Over tid forfalder de - der er en proces med radioaktivt henfald. Under denne proces omdannes kernerne til andre isotoper, og emissionerne af radioaktive stråler forekommer. Forskellige radionuklider har et forskelligt niveau af ustabilitet. Der er kortvarige og langlivede isotoper. Den kortvarige opbrydes meget hurtigt: det tager sekunder, dage eller måneder. Langlivende mennesker har brug for hundredvis, tusinder og nogle gange milliarder af år. Uanset hvor mange isotoper der tages, for at bryde op halvdelen af stoffet, tager det altid en vis periode - det kaldes halveringstiden.

Hvad er halveringstiden for strontium-90?

Som kendt er radionuklider og isotoper meget farlige stoffer til sundhed. Hvad angår strontium er dets stabile isotoper praktisk taget ingen fare for mennesker. Men radioaktive isotoper er i stand til at ødelægge alt liv. Årsagen til, at en af de farlige former for strontium-strontium-90 - er farlig, er dets halveringstid. Strontium-90 falder i 29 år, og denne proces ledsages altid af emission af en stor mængde stråling. Dette element har evnen til hurtigt at tilslutte sig levende organismer og metaboliseres.

Egenskaber for strontium

I luften reagerer strontium meget hurtigt med vand, dækket af en gul oxidfilm. I sin frie form forekommer dette element ikke i naturen. Dens største indskud er placeret i Rusland, Arizona, Californien (USA). Strontium er et meget blødt metal - det er let at skære med en simpel kniv. Men dens smeltepunkt er 768 ° C. Legeringer, der indbefatter strontium, anvendes i pyroteknik. Og også dette element bruges til at genoprette uran.

Strontiums indtrængning i levende organismer

Ifølge dets kemiske egenskaber er strontium meget lig den normale calcium - dette element er praktisk taget dets analoge. Strontium-90 deponeres meget hurtigt i knoglevæv, tænder og også i væsker. Ved henfald af dette element dannes også en datter isotop yttrium-90, som har en meget kort halveringstid. Strontium i denne parameter kan ikke engang sammenlignes med yttrium-90, som falder på bare 64 timer.

Yttrium-90 er i stand til at udstede beta partikler. Han påvirker også meget hurtigt knoglevæv og knoglemarv, hvilket er særligt følsomt over for det. Under indflydelse af kraftig bestråling i en levende organisme opstår der alvorlige fysiologiske ændringer. Den cellulære sammensætning ændres, cellernes struktur er også alvorligt forstyrret, hvilket fører til en ændring i metabolisme. Derfor er spørgsmålet om, hvilken halveringstid strontium-90 ikke er uvirksom. I sidste ende fører dette element til blodkræft (leukæmi) og knogler. Og det er også i stand til at udøve en stærk indflydelse på strukturen af DNA og genetik.

Spredningshastighed i naturen

Infektion med strontium-90 forekommer på kort tid, da den har en meget kort halveringstid. Strontium, der er dannet efter menneskeskabte katastrofer, overføres gennem fødebiologiske kredsløb, da det smitter jord og vand. Isotopen trænger også let ind i luftvejene hos dyr og mennesker. Fra jorden kommer strontium-90 hurtigt ind i kroppen af dyr, planter og derefter ind i kroppen af mennesker, der tager forurenede fødevarer. Derudover er isotopen ikke kun i stand til at ramme en bestemt organisme, men også overføre deformiteter til dens afkom. Strontium-90 overføres også med modermælk til et barn.

Denne isotop tager en aktiv rolle i plantens metabolisme. I dem kommer stoffet fra jorden gennem rødderne. En meget stor mængde strontium akkumulerer sådanne plantearter som bælgplanter, rodafgrøder og knolde. I menneskekroppen akkumuleres strontium hovedsageligt i skeletet. Med alderen reduceres mængden af udskudt strontium. Hos mænd opsamler isotopen mere end hos kvinder.

De farligste isotoper

Sammen med cæsium-137 er strontium-90 en af de farligste og kraftigste radioaktive forurenende stoffer, der har en hurtig halveringstid. Strontium-90 falder meget ofte i miljøet som følge af ulykker ved atomkraftværker samt nukleare tests. Situationen er kompliceret af, at tilstedeværelsen af denne isotop er meget vanskelig at bestemme selv i jordprøver. I modsætning til cæsium, hvor gammastrålingen er meget let at detektere, kræves der mindst en uge for at bestemme indholdet af strontium-90 i jorden.

Under en sådan undersøgelse tester forskerne jorden eller landbrugsprodukterne på en særlig måde, og kun da kan man sige, om der er strontium i denne prøve. Denne metode er absolut ikke egnet, når det er nødvendigt at afsløre mængden af en isotop, som er absorberet af en menneskekrop. For en sådan diagnose opfandt belarussiske forskere en særlig hjelm, der registrerer beta-stråling.

Et beslægtet strontium-90-element

De nærmeste i deres egenskaber i denne henseende er metallerne cæsium-137 og strontium-90. Halveringstiden på 30 år har cæsium-137. Med strålingsulykker skaber disse to elementer det største antal problemer. Det antages, at gamma-aktiv cæsium i de uheldige konsekvenser af Tjernobyl-ulykken er mere skyldig end strontium. I betragtning af halveringstiderne for disse stoffer kan vi sige, at det skal tage mindst seks hundrede år, før disse isotoper ikke forbliver i Tjernobyl-zonen.

Funktioner af isotopets halveringstid

For hvert isotopstof er halveringstiden strengt defineret. Strontium-90 har en periode på 28 år. Dette betyder imidlertid ikke, at alle dets atomer vil forsvinde efter 56 år. Også den oprindelige mængde af isotopen spiller ikke en rolle. Under forfaldet kan nogle af strontium ændre sig og blive til lettere elementer. Hvis halveringstiden for radioaktivt strontium er 28 år betyder det følgende.

Efter denne tidsperiode forbliver halvdelen af den oprindelige mængde af isotopen. Selv efter udløbet af 28 år - et kvart og så videre. Det viser sig, at strontium kan forurene miljøet i snesevis af år. Nogle forskere runder dette tal, hvilket tyder på, at halveringstiden for strontium er 29 år. Gennem denne periode forbliver halvdelen af stoffet, men det er nok til at tillade, at strontium spredes langt ud over ulykken.