دنیای امروز ما نگران آلودگی محیط زیست است. و این قابل درک است - ترکیب هوایی که تنفس می کنیم و غذایی که می خوریم مدت هاست که دوستدار محیط زیست نیست. از زمان اولین آزمایش تسلیحات هسته ای (1945)، سیاره ما با رادیونوکلئیدهای مختلف با خواص انسان زایی آلوده شده است. و یکی از آنها سزیم 137 است. نیمه عمر آن بسیار زیاد است و اثرات آن بر بدن انسان متنوع است. ما در این مقاله در مورد این و موارد دیگر صحبت خواهیم کرد.
یکی از بسیاری
سزیم در جدول تناوبی دیمیتری مندلیف متعلق به زیرگروه اصلی گروه اول دوره ششم است و دارای عدد اتمی 55 است. وجود دو خط آبی در طیف شدت نسبی تابش الکترومغناطیسی (ازکلمه لاتین caesius که به معنی "آبی آسمان" است).
به عنوان یک ماده ساده، سزیم یک فلز نرم و زرد نقره ای با ویژگی های قلیایی مشخص است.
این عنصر در سال 1860 توسط دو دانشمند آلمانی R. Bunsen و G. Kirchhoff کشف شد. آنها از روش آنالیز طیفی استفاده کردند و سزیم اولین عنصری بود که به این روش شناسایی شد.
چهره های بسیاری از سزیم
در طبیعت، سزیم منحصراً به عنوان ایزوتوپ پایدار Cs-133 وجود دارد. اما فیزیک مدرن 39 رادیونوکلئید مصنوعی (ایزوتوپ های رادیواکتیو) را می شناسد.
به یاد بیاورید که ایزوتوپ ها انواعی از اتم یک عنصر با تعداد نوترون های متفاوت در هسته آنها هستند.
ایزوتوپ Cs-135 طولانی ترین عمر (تا 2.3 میلیون سال) را دارد و دومین ایزوتوپ از نظر نیمه عمر سزیم-137 است. این دومی است که مسئول آلودگی تشعشعی سیاره ما است. نیمه عمر سزیم-137 در ثانیه 952066726 است که 30.17 سال است.
این ایزوتوپ در هنگام فروپاشی هسته‌ها در یک راکتور هسته‌ای و همچنین در هنگام آزمایش تسلیحات با کلاهک هسته‌ای تشکیل می‌شود.
رادیونوکلئید ناپایدار
در نتیجه نیمه عمر سزیم-137، از مرحله واپاشی بتا می گذرد و به باریم-137 متر ناپایدار و سپس به باریم-137 پایدار تبدیل می شود. این تابش گاما آزاد می کند.
نیمه عمر کامل سزیم 137 30 سال است و به باریم 137 متر در 2.55 دقیقه تجزیه می شود. کل انرژی این فرآیند است0.17 ± 1175.63 کیلو ولت.
فرمول هایی که نیمه عمر سزیم-137 را توصیف می کنند پیچیده و بخشی از تجزیه اورانیوم هستند.
خواص فیزیکی و شیمیایی
ما قبلاً در مورد خواص فیزیکی ایزوتوپ و ویژگی های فروپاشی آن نوشته ایم. این عنصر از نظر خواص شیمیایی به روبیدیم و پتاسیم نزدیک است.
همه ایزوتوپ ها (از جمله سزیم-137 با نیمه عمر 17/30 سال) وقتی وارد یک موجود زنده می شوند به هر طریقی کاملا جذب می شوند.
تامین کننده اصلی رادیونوکلئید بیوسفر
منبع هسته رادیواکتیو زیست کره سزیم-137 با نیمه عمر بیش از 30 سال انرژی هسته ای است.
آمار بی امان است. بر اساس داده های سال 2000، حدود 22.2 × 1019 Bq سزیم-137، که نیمه عمر آن بیش از 30 سال است، توسط همه راکتورهای نیروگاه های هسته ای در جو منتشر شد. از جهان.
این فقط جو نیست که آلوده می شود. از تانکرها و یخ شکن های نیروگاه های هسته ای، از زیردریایی های هسته ای، این رادیونوکلئید هر ساله وارد اقیانوس می شود. بنابراین، به گفته کارشناسان، در طول کار یک راکتور زیردریایی، حدود 24 × 1014 Bq در یک سال وارد اقیانوس می شود. با توجه به نیمه عمر سزیم 137، به منبع خطرناکی برای آلودگی محیطی بسیار طولانی مدت تبدیل می شود.
معروف ترین ضربه ها
قبل از اینکه به اثرات رادیونوکلئید سزیم بر بدن انسان بپردازیم، چندین فاجعه بزرگ را به یاد می آوریم،همراه با انتشار این عنصر به زیست کره است.
تعداد کمی از مردم می دانند، اما در سال 1971، در منطقه ایوانوو (روستای گالکینو)، کار بر روی کاوش عمیق پوسته سیاره ما انجام شد. اینها انفجارهای هسته ای زیرزمینی بودند که پس از یکی از آنها یک فواره گلی از یک چاه فرار کرد. و امروزه در محل این آثار، تابش 3 میلی‌روانتگن در ساعت ثبت می‌شود و رادیونوکلئیدهای استرانسیوم-90 و سزیم-137 هنوز به سطح زمین می‌آیند.
همه از فاجعه چرنوبیل در سال 1986 اطلاع دارند. اما همه نمی دانند که در آن زمان حدود 1850 PBq از عناصر رادیواکتیو وارد جو شد. و 270 PBq از آنها سزیم 137 است.
در سال 2011، زمانی که حادثه در نیروگاه هسته ای فوکوشیما ژاپن رخ داد، 15 PBq سزیم-137 با نیمه عمر 30 سال وارد اقیانوس آرام شد.
چه اتفاقی می افتد
با ریزش رادیواکتیو و ضایعات، سزیم 137 وارد خاک می شود و از آنجا وارد گیاهان می شود که ضریب جذب 100 درصد دارند. در همان زمان، تا 60٪ از هسته در قسمت های بالای زمین ارگانیسم گیاه تجمع می یابد. در عین حال، در خاک های فقیر از نظر پتاسیم، اثر تجمع سزیم-137 به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
بیشترین ضرایب تجمع این هسته در جلبک های آب شیرین، گلسنگ ها و موجودات گیاهی منطقه قطب شمال مشاهده می شود. در بدن حیوانات، این رادیونوکلئید در ماهیچه ها و کبد تجمع می یابد.
بیشترین غلظت در گوزن شمالی و پرندگان آبزی در سواحل قطب شمال دیده شده است.
تجمع سزیم و قارچ.به خصوص قارچ های روغنی، قارچ های لهستانی، قارچ های خزه دار و خوک ها در تمام نیمه عمر.
خواص بیولوژیکی سزیم-137
سزیم طبیعی یکی از عناصر کمیاب بدن حیوانات است. در بدن ما، سزیم به مقدار 0.0002-0.06 میکرون در هر 1 گرم بافت نرم وجود دارد.
رادیونوکلئید سزیم، همانطور که قبلاً ذکر شد، در چرخه مواد موجود در بیوسفر قرار دارد و آزادانه در امتداد زنجیره های تغذیه ای بیولوژیکی حرکت می کند.
پس از تماس خوراکی با بدن انسان در دستگاه گوارش، جذب 100% این نوکلید اتفاق می افتد. اما سرعت این فرآیند در بخش های مختلف متفاوت است. بنابراین یک ساعت پس از ورود به بدن، تا 7 درصد سزیم 137 در معده انسان، تا 77 درصد در اثنی عشر، ژژونوم و ایلئوم، تا 13 درصد در سکوم و در آخرین بخش جذب می شود. روده (کولون عرضی) - تا 40%.
سهم سزیم 137 که از طریق مجاری تنفسی وارد می شود 25 درصد از مقداری است که از غذا می آید.
از طریق خون به عضلات
پس از بازجذب در روده ها، سزیم 137 تقریباً به طور مساوی در بافت های بدن توزیع می شود.
مطالعات اخیر در خوک ها نشان داده است که این هسته به بالاترین غلظت در بافت های عضلانی می رسد.
هنگام مطالعه گوزن شمالی، مشخص شد که سزیم-137 پس از یک بار تزریق به صورت زیر توزیع می شود:
- عضلات - 100%.
- کلیه - 79%.
- Heart - 67%.
- نور - 55%.
- کبد- 48%.
نیمه عمر 5 تا 14 روز است و عمدتاً از طریق ادرار دفع می شود.
چه اتفاقی در بدن انسان می افتد
راههای اصلی ورود سزیم به بدن از طریق دستگاه گوارش و دستگاه تنفسی است. با تماس خارجی سزیم-137 بر روی پوست دست نخورده، 0.007٪ به داخل نفوذ می کند. هنگامی که بلعیده می شود، 80 درصد آن در عضلات اسکلتی تجمع می یابد.
این عنصر از طریق کلیه ها و روده ها دفع می شود. در عرض یک ماه، تا 80 درصد سزیم حذف می شود. بر اساس گزارش کمیسیون بین المللی حفاظت رادیولوژیکی، نیمه عمر یک رادیونوکلئید هفتاد روز است، اما میزان آن به وضعیت بدن، سن، تغذیه و عوامل دیگر بستگی دارد.
آسیب ناشی از تشعشع، از نظر علائم مشابه بیماری تشعشع، هنگام دریافت دوز بیش از ۲ گری ایجاد می شود. اما قبلاً در واحدهای MBq، علائم آسیب خفیف تشعشع به شکل اسهال، خونریزی داخلی و ضعف مشاهده می شود.
چگونه از خود در برابر عفونت محافظت کنیم
برای تعیین میزان سزیم 137 در بدن انسان، پرتو سنج های بتا گاما یا اشعه سنج های انسانی (HCR) تابش گامای بدن یا ترشحات را اندازه گیری می کنند.
هنگام تجزیه و تحلیل پیک های طیفی که مربوط به یک رادیونوکلئید معین است، فعالیت آن در بدن مشخص می شود.
پیشگیری از عفونت با ترکیبات مایع یا جامد سزیم 137 انجام دستکاری ها منحصراً در جعبه های مهر و موم شده است. از وسایلی برای جلوگیری از ورود عنصر به داخل استفاده می شودحفاظت شخصی.
لازم به یادآوری است که نیمه عمر سزیم 137 30 سال است. بنابراین، در سال 1987 در برزیل (شهر گویانیا) یک قطعه از یک واحد رادیوتراپی سرقت شد. در عرض 2 هفته، حدود 250 نفر آلوده شدند که چهار نفر از آنها در عرض یک ماه جان باختند.
تحمل ها و مراقبت های اضطراری
دریافت های قابل قبول این عنصر 7.4 x 102 Bq در طول روز و 13.3 x 104 Bq در سال است. محتوای موجود در هوا نباید از 18 x 10-3 Bq در هر 1 متر مکعب و در آب - 5.5 x 102 Bq در لیتر تجاوز کند..
در صورت تجاوز از هنجارهای مشخص شده، لازم است اقداماتی برای تسریع حذف عنصر از بدن اعمال شود. قبل از هر چیز باید اقدامات لازم برای ضد عفونی سطوح (صورت و دست ها) با آب و صابون انجام شود. اگر ماده از طریق دستگاه تنفسی وارد شد، نازوفارنکس را با سالین شستشو دهید.
استفاده از جاذب ها و دیورتیک ها با بار آبی باعث تسریع حذف عنصر می شود.
در موارد شدید، همودیالیز انجام می شود و درمان اختصاصی تجویز می شود.
اما مزایایی دارد
در تحقیقات شیمیایی، تشخیص نقص اشعه گاما، در فناوری‌های تابش و در آزمایش‌های مختلف رادیو بیولوژیکی، دانشمندان به استفاده از این عنصر دست‌ساز با ویژگی‌های تابشی پی برده‌اند.
Cesium-137 در تماس و پرتودرمانی، در استریل کردن ابزار پزشکی، محصولات غذایی استفاده می شود.
این عنصر کاربرد خود را در ساخت پیدا کرده استمنابع انرژی رادیوایزوتوپ و در گیج‌های سطح جامدات، جایی که در ظروف مهر و موم شده مات استفاده می‌شود.
