Стронцый 90: перыяд паўраспаду. Стронцый - радыенуклідаў

У 1787 годзе непадалёк ад шатландскага паселішчы Стронциан, у шахце па здабычы свінцу, быў знойдзены да гэтага часу невядомы мінерал. У гонар вёскі ён быў названы стронцианитом. А назва хімічным элементу стронцыю навукоўцы далі ў гонар гэтага мінерала. Якія яго ўласцівасці, чым гэта рэчыва можа быць карысна ці небяспечна?

Першыя даследаванні стронцыю

Пасля адкрыцця стронцианита навукоўцы адносілі гэты мінерал да розных катэгорыях. Адны лічылі, што ён належыць да флюоритам, іншыя - да витеритам. Аднак крыху пазней яснасць адносна гэтага рэчыва была занесеная шатландскім хімікам Т. хопам. Тады яшчэ не было вядома, што доследнае рэчыва можа мець перыяд паўраспаду. Стронцый быў таксама аб'ектам вывучэння хіміка А. Лавуазье, а таксама Гемфри Дэйві. Істотны ўклад у адкрыццё гэтага рэчыва быў таксама ўнесены рускім навукоўцам Товием Ловицем. Ён, незалежна ад заходніх калегаў, выявіў прысутнасць гэтага металу ў цяжкім шпата.

Трохі тэорыі. Што такое перыяд паўраспаду?

Кожнаму вядома, што сёння радыенуклідаў прынята называць радыеактыўныя ізатопы. Што ж такое перыяд паўраспаду? Радыёнукліды адрозніваюцца ад іншых рэчываў тым, што іх ядра з'яўляюцца нестабільнымі. З часам яны распадаюцца - адбываецца працэс радыеактыўнага распаду. Падчас гэтага працэсу ядра ператвараюцца ў іншыя ізатопы, і пры гэтым адбываецца выпусканне радыеактыўных промняў. Розныя радыёнукліды маюць розны ўзровень нестабільнасці. Існуюць кароткачасовых і доўгажывучых ізатопы. Кароткачасовых распадаюцца вельмі хутка: на гэта сыходзяць секунды, дні ці месяцы. Для доўгажывучых неабходныя сотні, тысячы, а часам і мільярды гадоў. У якім бы колькасці ні быў узяты ізатоп, для таго каб распаўся палова яго рэчывы, заўсёды патрабуецца пэўны прамежак часу - ён і называецца перыядам паўраспаду.

Які перыяд паўраспаду стронцыю-90?

Як вядома, радыёнукліды і ізатопы з'яўляюцца вельмі небяспечнымі для здароўя рэчывамі. Што тычыцца стронцыю, то яго стабільныя ізатопы практычна не ўяўляюць небяспекі для чалавека. Але радыеактыўныя ізатопы здольныя да знішчэння ўсяго жывога. Прычына, па якой адна з небяспечных формаў стронцыю - стронцый-90 - з'яўляецца небяспечнай, - гэта яго перыяд паўраспаду. Стронцый-90 распадаецца за 29 гадоў, і гэты працэс заўсёды суправаджаецца вылучэннем вялікай колькасці выпраменьвання. Гэты элемент мае здольнасць хутка ўключацца ў сістэмы жывых арганізмаў і яго засвоіць.

ўласцівасці стронцыю

На паветры стронцый вельмі хутка рэагуе з вадой, пакрываючыся жоўтай аксіднай плёнкай. У вольным выглядзе гэты элемент у прыродзе не сустракаецца. Яго самыя вялікія радовішчы размешчаны ў Расіі, Арызоне, Каліфорніі (ЗША). Стронцый з'яўляецца вельмі мяккім металам - яго лёгка разрэзаць простым нажом. Але тэмпература яго плаўлення складае 768 ° С. Сплавы, у склад якіх уключаны стронцый, выкарыстоўваюцца ў піратэхніцы. А таксама гэты элемент ўжываюць для аднаўлення ўрану.

Пранікненне стронцыю ў жывыя арганізмы

Па сваіх хімічных уласцівасцях стронцый вельмі падобны на звычайны кальцый - гэты элемент практычна з'яўляецца яго аналагам. Стронцый-90 вельмі хутка адкладаецца ў касцяных тканінах, зубах, а таксама ў вадкасцях. Пры распадзе гэтага элемента таксама ўтворыцца даччыны ізатоп ітрый-90, які мае вельмі кароткі перыяд паўраспаду. Стронцый па гэтым параметры нельга нават параўноўваць з ітрый-90, які распадаецца ўсяго толькі за 64 гадзіны.

Ітрый-90 здольны выпраменьваць бэта-часціцы. Ён таксама вельмі хутка дзівіць касцяную тканіну і асабліва адчувальны да яго касцяны мозг. Пад дзеяннем магутнага апрамянення ў любым жывым арганізме адбываюцца сур'ёзныя фізіялагічныя змены. Мяняецца клеткавы склад, структура клетак таксама сур'ёзна парушаецца, што прыводзіць да змены ў абмене рэчываў. Таму пытанне, які перыяд паўраспаду стронцыю-90, зусім не бяздзейны. У канчатковым рахунку гэты элемент прыводзіць да раку крыві (лейкеміі) і костак. А таксама ён здольны аказваць магутнае ўплыў на структуру ДНК і генетыку.

Хуткасць распаўсюджвання ў прыродзе

Заражэнне стронцыем-90 адбываецца ў кароткія тэрміны, так як ён мае вельмі кароткі перыяд паўраспаду. Стронцый, які ўтварыўся пасля тэхнагенных катастроф, перадаецца па харчовых біялагічным ланцугах, так як ён заражае зямлю і ваду. Ізатоп таксама лёгка пранікае ў дыхальныя шляхі жывёл і людзей. З зямлі стронцый-90 хутка трапляе ў арганізм жывёл, раслін, а затым і ў арганізм людзей, якія прымаюць заражаныя прадукты. Акрамя гэтага ізатоп здольны не толькі паражаць пэўны арганізм, але і перадаваць уродства яго нашчадкам. Стронцый-90 таксама перадаецца з малаком маці дзіцяці.

Гэты ізатоп прымае актыўны ўдзел у абмене рэчываў у раслін. У іх рэчыва трапляе з глебы праз карані. Вельмі вялікая колькасць стронцыю назапашваюць такія віды раслін, як бабовыя, карняплоды і клубняплоды. У арганізме чалавека стронцый назапашваецца галоўным чынам у шкілеце. З узростам колькасць адкладзенага стронцыю паніжаецца. У мужчын ізатоп назапашваецца больш, чым у жанчын.

Самыя небяспечныя ізатопы

Нароўні з цэзіем-137 стронцый-90 з'яўляецца адным з небяспечных і наймагутных радыеактыўных забруджвальнікаў, якія маюць хуткі перыяд паўраспаду. Стронцый-90 вельмі часта трапляе ў навакольнае асяроддзе ў выніку аварый на АЭС, а таксама ядзерных выпрабаванняў. Сітуацыя ўскладняецца тым, што наяўнасць гэтага ізатопа вельмі складана вызначыць нават у пробах глебы. У адрозненне ад цэзія, гама-выпраменьванне якога выяўляецца вельмі лёгка, для вызначэння ўтрымання стронцыю-90 у глебе патрабуецца як мінімум тыдзень.

Падчас такога даследавання пробу глебы або сельскагаспадарчай прадукцыі навукоўцы спальваюць асаблівым чынам, і толькі пасля гэтага можна казаць пра тое, ці ёсць у гэтым узоры стронцый. Гэты метад абсалютна не падыходзіць, калі трэба выявіць колькасць ізатопа, паглынутага чалавечым арганізмам. Для такой дыягностыкі беларускія навукоўцы вынайшлі адмысловы шлем, рэгіструючы бэта-выпраменьванне.

Роднасны стронцыю-90 элемент

Самымі блізкімі па сваіх уласцівасцях ў дадзеным стаўленні з'яўляюцца металы цэзій-137 і стронцый-90. Перыяд паўраспаду 30 гадоў мае цэзій-137. Пры радыяцыйных катастрофах менавіта гэтыя два элемента ствараюць самая вялікая колькасць праблем. Лічыцца, што ў жахлівых наступствах аварыі на ЧАЭС гама-актыўны цэзій вінаваты больш, чым стронцый. Улічваючы перыяды паўраспаду гэтых рэчываў, можна сказаць, што павінна прайсці не менш як шэсцьсот гадоў, перш чым у чарнобыльскай зоне не застанецца гэтых ізатопаў.

Асаблівасці паўраспаду ізатопаў

Для кожнага рэчывы-ізатопа строга вызначаны перыяд паўраспаду. Стронцый-90 валодае перыядам у 28 гадоў. Аднак гэта не азначае, што ўсе яго атамы знікнуць па сканчэнні 56 гадоў. Таксама не гуляе ролі першапачатковае колькасць ізатопа. Падчас распаду некаторая частка стронцыю можа мяняцца, ператвараючыся ў больш лёгкія элементы. Калі перыяд паўраспаду радыеактыўнага стронцыю роўны 28 гадоў, то гэта азначае наступнае.

Праз гэты прамежак часу ад першапачатковай колькасці ізатопа застанецца палова. Яшчэ па сканчэнні 28 гадоў - чвэрць і гэтак далей. Атрымліваецца, што стронцый можа забрудзіць навакольнае асяроддзе на дзясяткі гадоў. Некаторыя навукоўцы акругляюць гэты лік, пазначаючы, што перыяд паўраспаду стронцыю - 29 гадоў. Праз гэты прамежак часу застаецца палова ад рэчывы, але гэтага дастаткова, каб стронцый распаўсюдзіўся далёка за межы аварыі.