Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о химическом изотопе. Для диапазона см. Стронций 90 (диапазон) .
Стронций-90,  90 Sr
Общий
Символ90 Sr
Именастронций-90, Sr-90
Протоны38
Нейтронов52
Данные о нуклидах
Природное изобилиесин
Период полураспада28,79 года
Продукты распада90 Y
Режимы распада
Режим распадаЭнергия распада ( МэВ )
Бета-распад0,546
Изотопы стронция
Полная таблица нуклидов

Стронций-90 (90
Sr
) представляет собой радиоактивный изотоп стронция, образующийся при делении ядер , с периодом полураспада 28,8 года. Он подвергается β - распад в иттрий-90 , с энергией распада от 0,546 МэВ. [1] Стронций-90 имеет применение в медицине и промышленности и является изотопом озабоченности в выпадениях от ядерного оружия и ядерных аварий . [2]

Радиоактивность [ править ]

Встречающийся в природе стронций нерадиоактивен и нетоксичен на уровнях, обычно встречающихся в окружающей среде, но 90 Sr представляет собой радиационную опасность. [3] 90 Sr претерпевает β - распад с периодом полураспада 28,79 лет и энергией распада 0,546 МэВ, распределяемый между электроном , антинейтрино и изотопом иттрия 90 Y , который, в свою очередь, подвергается β - распаду с половиной энергии. срок службы 64 часа и энергия распада 2,28 МэВ, распределенная между электроном, антинейтрино и 90 Zr(цирконий), который стабилен. [4] Обратите внимание, что 90 Sr / Y - почти чистый источник бета-частиц ; гамма - фотонов излучения от распада 90 Y настолько редко , что обычно можно пренебречь.

90 Sr имеет удельную активность 5,21  ТБк / г. [5]

Среднесрочные жили
продукты деления
Опора:
Единица:		t ½
( а )		Доходность
( % )		Q *
( кэВ )		βγ *
155 евро4,760,0803252βγ
85 кр10,760,2180687βγ
113м кд14.10,0008316β
90 Sr28,94,5052826β
137 Cs30,236,3371176β γ
121 м Sn43,90,00005390βγ
151 см88,80,531477β

Продукт деления [ править ]

90 Sr является продуктом ядерного деления . Он присутствует в значительном количестве в отработавшего ядерного топлива и радиоактивных отходов из ядерных реакторов и ядерных осадков от ядерных испытаний . При делении тепловыми нейтронами, как на сегодняшних атомных электростанциях, выход продуктов деления из U-235 составляет 5,7%, из U-233 6,6%, а из Pu-239 только 2,0%. [6]

Биологические эффекты [ править ]

Биологическая активность [ править ]

Стронций-90 - это « искатель костей », который проявляет биохимическое поведение, подобное кальцию , следующему более легкому элементу группы 2 . [3] [7] После попадания в организм, чаще всего при приеме внутрь с зараженной пищей или водой, около 70–80% дозы выводится из организма. [2] Практически весь оставшийся стронций-90 откладывается в костях и костном мозге , а оставшийся 1% остается в крови и мягких тканях. [2] Его присутствие в костях может вызвать рак костей , рак близлежащих тканей и лейкоз . [8] Воздействие 90 Sr можно проверить с помощьюбиоанализ , чаще всего путем анализа мочи . [3]

Биологический период полураспада стронция-90 в организме человека различно было сообщено как от 14 до 600 дней, [9] [10] 1000 дней, [11] 18 лет, [12] 30 лет [13] и в верхней предел, 49 лет. [14] Широко распространенные опубликованные данные о биологическом периоде полураспада объясняются сложным метаболизмом стронция в организме. Однако при усреднении всех путей выведения общий биологический период полураспада оценивается примерно в 18 лет. [15]

Скорость выведения стронция-90 сильно зависит от возраста и пола из-за различий в метаболизме костей . [16]

Вместе с изотопами цезия 134 Cs , 137 Cs и изотопом йода 131 I он был одним из наиболее важных изотопов с точки зрения воздействия на здоровье после чернобыльской катастрофы . В стронции имеет сродство к кальций-воспринимая рецептор из паратироидных клеток , который аналогичен тому , что кальций, повышенный риск ликвидаторов в Чернобыльской электростанции страдать от первичного гиперпаратиреоза может быть объяснен путем связывания стронция-90. [17]

Использует [ редактировать ]

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) [ править ]

При радиоактивном распаде стронция-90 выделяется значительное количество тепла, 0,536 Вт / г в виде чистого металлического стронция или примерно 0,256 Вт / г в виде титаната стронция [18], и он дешевле, чем альтернативный 238 Pu . Он используется в качестве источника тепла во многих российских / советских радиоизотопных термоэлектрических генераторах , обычно в форме титаната стронция. [19] Он также использовался в американской серии РИТЭГов Sentinel. [20]

Промышленное применение [ править ]

90 Sr находит применение в промышленности в качестве радиоактивного источника для толщиномеров. [2]

Медицинские приложения [ править ]

90 Sr находит широкое применение в медицине в качестве радиоактивного источника для поверхностной лучевой терапии некоторых видов рака. Контролируемые количества 90 Sr и 89 Sr можно использовать для лечения рака костей и для лечения коронарного рестеноза с помощью сосудистой брахитерапии . Он также используется как радиоактивный индикатор в медицине и сельском хозяйстве. [2]

Аэрокосмические приложения [ править ]

90 Sr используется в качестве метода проверки лопастей на некоторых вертолетах с полыми лонжеронами лопастей для определения образования трещин. [21]

Загрязнение окружающей среды 90 Sr [ править ]

Стронций-90 не так вероятен, как цезий-137, для выброса в результате аварии ядерного реактора, потому что он гораздо менее летуч, но, вероятно, является наиболее опасным компонентом радиоактивных осадков от ядерного оружия. [22]

Исследование сотен тысяч молочных зубов , собранное доктором Луизой Рейсс и ее коллегами в рамках исследования детских зубов , показало значительное увеличение уровней 90 Sr в течение 1950-х и начала 1960-х годов. Окончательные результаты исследования показали, что у детей, родившихся в Сент-Луисе, штат Миссури , в 1963 году, уровень 90 Sr в молочных зубах был в 50 раз выше, чем у детей, родившихся в 1950 году, до появления крупномасштабных атомных испытаний. Рецензенты исследования предсказали, что выпадение осадков приведет к увеличению заболеваемости у тех, кто впитал стронций-90 в свои кости. [23] Однако никаких последующих исследований субъектов не проводилось, поэтому утверждение не проверено.

Статья с первоначальными выводами исследования была направлена ​​президенту США Джону Ф. Кеннеди в 1961 году и помогла убедить его подписать Договор о частичном запрещении ядерных испытаний с Соединенным Королевством и Советским Союзом , положив конец наземным испытаниям ядерного оружия, в результате которых были обнаружены наибольшее количество ядерных осадков в атмосферу. [24]

В результате аварии на Чернобыльской АЭС в окружающую среду было выброшено около 10  ПБк , или около 5% основных запасов стронция-90. [25] Авария на АЭС « Фукусима-дайити» выбросила 0,1–1 ПБк стронция-90 в виде загрязненной охлаждающей воды в Тихий океан . [26]

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Таблица данных о распаде изотопов" . Лундский университет . Проверено 13 октября 2014 .
  2. ^ a b c d e "Стронций | Радиационная защита | Агентство по охране окружающей среды США" . EPA . 24 апреля 2012 . Проверено 18 июня 2012 года .
  3. ^ a b c ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ СТРОНЦИЯ (PDF) , Агентство по токсическим веществам и реестру заболеваний, апрель 2004 г. , данные получены 13 октября 2014 г.
  4. ^ Данные о распаде из Национального центра ядерных данных в Брукхейвенской национальной лаборатории в США.
  5. ^ Delacroix, D .; Герре, JP; Leblanc, P .; Хикман, К. (2002). Справочник по радионуклидам и радиационной защите 2002 г. (2-е изд.). Издательство ядерных технологий. ISBN 978-1-870965-87-3.
  6. ^ «Livechart - Таблица нуклидов - Ядерная структура и данные о распаде» . МАГАТЭ . Проверено 13 октября 2014 .
  7. ^ "NRC: Глоссарий - Искатель костей" . Комиссия по ядерному регулированию США . 7 мая 2014 . Проверено 13 октября 2014 .
  8. ^ https://dhss.delaware.gov/dhss/dph/files/strontiumfaq.pdf
  9. ^ Тиллер, BL (2001), «4.5 Наблюдение за рыбой и дикой природой» (PDF) , Экологический отчет Хэнфордского участка за 2001 год , Министерство энергетики , извлечено 14 января 2014 г.
  10. ^ Драйвер, CJ (1994), Обзор литературы по экотоксичности выбранных загрязнителей на территории Хэнфорда (PDF) , DOE, doi : 10.2172 / 10136486 , получено 14 января 2014 г.
  11. ^ «Экология пресной воды и влияние человека» . Зона IV Энвиротон . Проверено 14 января 2014 .
  12. ^ «Радиоизотопы, которые могут повлиять на пищевые ресурсы» (PDF) . Эпидемиология, здравоохранение и социальные службы, штат Аляска . Проверено 14 января 2014 .
  13. ^ "Информационный бюллетень о здоровье человека: стронций" (PDF) . Аргоннская национальная лаборатория. Октябрь 2001 . Проверено 14 января 2014 .
  14. ^ "Биологический период полураспада" . Гиперфизика . Проверено 14 января 2014 .
  15. ^ Гласстон, Сэмюэл; Долан, Филип Дж. (1977). «XII: Биологические эффекты» (PDF) . Последствия применения ядерного оружия . п. 605 . Проверено 14 января 2014 .
  16. ^ Шагина, Н.Б .; Бугров Н.Г .; Дегтева, МО; Кожеуров В.П .; Толстых, Э.И. (2006). «Применение метода подсчета всего тела in vivo для изучения метаболизма стронция и реконструкции дозы внутреннего облучения для населения реки Теча» . Журнал физики: Серия конференций . 41 : 433–440. Bibcode : 2006JPhCS..41..433S . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 41/1/048 . ISSN 1742-6588 . 
  17. ^ Бем BO, Rosinger S, D Белый, Dietrich JW (август 2011). «Паращитовидная железа как мишень для радиационного поражения». Медицинский журнал Новой Англии . 365 (7): 676–678. DOI : 10.1056 / NEJMc1104982 . PMID 21848480 . 
  18. ^ Харрис, Дейл; Эпштейн, Джозеф (1968), Свойства выбранных радиоизотопов (PDF) , НАСА
  19. ^ Standring, WJF; Selns, ØG; Сневе, М; Финн, ИП; Хоссейни, А; Амундсен, я; Странд, П. (2005), Оценка последствий вывода из эксплуатации радиоизотопных тепловых генераторов (РИТЭГов) на северо-западе России для окружающей среды, здоровья и безопасности (PDF) , Остерос: Управление радиационной защиты Норвегии
  20. ^ «Источники энергии для удаленных арктических приложений» (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Конгресс США, Управление оценки технологий. Июнь 1994 г. OTA-BP-ETI-129.
  21. ^ "Беспроводная система мониторинга лезвия и процесс" .
  22. ^ "Ядерные фрагменты деления" . Гиперфизика . Проверено 18 июня 2012 года .
  23. ^ Schneir, Вальтер (25 апреля 1959). «Стронций-90 у детей США». Нация . 188 (17): 355–357.
  24. ^ Хевеси, Деннис. «Доктор Луиза Рейсс, которая помогла запретить атомные испытания, умерла в возрасте 90 лет» , The New York Times , 10 января 2011 г. По состоянию на 10 января 2011 г.
  25. ^ "II: выброс, распространение и выпадение радионуклидов" , Чернобыль: Оценка радиологического воздействия и воздействия на здоровье (PDF) , NEA , 2002
  26. ^ Повинец, PP; Аояма, М .; Biddulph, D .; и другие. (2013). «Цезий, йод и тритий в водах северо-западной части Тихого океана - сравнение воздействия Фукусимы с глобальными выпадениями» . Биогеонауки . 10 (8): 5481–5496. Bibcode : 2013BGeo ... 10.5481P . DOI : 10.5194 / BG-10-5481-2013 . ISSN 1726-4189 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Банк данных по опасным веществам NLM - стронций, радиоактивный