Mūsu pasaule šodien ir nobažījusies par vides piesārņojumu. Un tas ir saprotams – gaisa sastāvs, ko elpojam, un pārtika, ko ēdam, jau sen vairs nav videi draudzīgs. Kopš pirmās kodolieroču pārbaudes (1945. gadā) mūsu planēta ir piesārņota ar dažādiem radionuklīdiem ar antropogēnām īpašībām. Un viens no tiem ir cēzijs-137. Tā pussabrukšanas periods ir milzīgs, un ietekme uz cilvēka ķermeni ir daudzveidīga. Par to un daudz ko citu mēs runāsim šajā rakstā.
Viens no daudzajiem
Cēzijs Dmitrija Mendeļejeva periodiskajā tabulā pieder pie sestā perioda pirmās grupas galvenajai apakšgrupai un tam ir atomskaitlis 55. Elementa ķīmiskais simbols ir Cs (cēzijs), un tas ieguvis savu nosaukumu. uz divu zilu līniju klātbūtni elektromagnētiskā starojuma relatīvās intensitātes spektrā (no plkst.latīņu vārds caesius, kas nozīmē "debess zils").
Cēzijs kā vienkārša viela ir mīksts, sudrabaini dzeltens metāls ar izteiktām sārmainām iezīmēm.
Šo elementu 1860. gadā atklāja divi vācu zinātnieki R. Bunsens un G. Kirhhofs. Viņi izmantoja spektrālās analīzes metodi, un cēzijs bija pirmais elements, kas tika atklāts šādā veidā.
Daudzas cēzija sejas
Dabā cēzijs sastopams tikai kā stabils Cs-133 izotops. Taču mūsdienu fizika zina 39 mākslīgi radītus radionuklīdus (radioaktīvos izotopus).
Atgādiniet, ka izotopi ir elementa atoma veidi, kuru kodolos ir atšķirīgs neitronu skaits.
Izotops Cs-135 dzīvo visilgāk (līdz 2,3 miljoniem gadu), otrais pēc pussabrukšanas perioda ir cēzijs-137. Tieši pēdējais ir atbildīgs par mūsu planētas radiācijas piesārņojumu. Cēzija-137 pussabrukšanas periods sekundēs ir 952066726, kas ir 30,17 gadi.
Šis izotops veidojas kodolreaktora kodolu sabrukšanas laikā, kā arī ieroču izmēģinājumu laikā ar kodolgalviņām.
Nestabils radionuklīds
Cēzija-137 pussabrukšanas perioda rezultātā tas iziet beta sabrukšanas stadiju un pārvēršas par nestabilu bāriju-137m un pēc tam par stabilu bāriju-137. Tas atbrīvo gamma starojumu.
Cēzija-137 pilnais pussabrukšanas periods ir 30 gadi, un līdz bārijam-137m tas sadalās 2,55 minūtēs. Šī procesa kopējā enerģija ir1175,63 ± 0,17 keV.
Formulas, kas apraksta cēzija-137 pussabrukšanas periodu, ir sarežģītas un ir daļa no urāna sabrukšanas.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Mēs jau rakstījām par izotopa fizikālajām īpašībām un tā sabrukšanas pazīmēm. Pēc ķīmiskajām īpašībām šis elements ir tuvs rubīdijam un kālijam.
Visi izotopi (ieskaitot cēziju-137 ar pussabrukšanas periodu 30,17 gadi) lieliski uzsūcas ar jebkādiem līdzekļiem, kad tie nonāk dzīvā organismā.
Galvenais biosfēras radionuklīdu piegādātājs
Biosfēras radioaktīvā nuklīda cēzija-137 avots ar pussabrukšanas periodu vairāk nekā 30 gadus ir kodolenerģija.
Statistika ir nepielūdzama. Saskaņā ar 2000. gada datiem aptuveni 22,2 × 1019 Bq cēzija-137, kura pussabrukšanas periods ir vairāk nekā 30 gadus, atmosfērā izplūda visi atomelektrostaciju reaktori. no pasaules.
Piesārņojas ne tikai atmosfēra. No tankkuģiem un ledlaužiem ar atomelektrostacijām, no kodolzemūdenēm šis radionuklīds katru gadu nonāk okeānā. Tādējādi, pēc ekspertu domām, viena zemūdens reaktora darbības laikā okeānā viena gada laikā ieplūdīs aptuveni 24 x 1014 Bq. Ņemot vērā cēzija-137 pussabrukšanas periodu, tas kļūst par bīstamu ļoti ilgstoša vides piesārņojuma avotu.
Slavenākie sitieni
Pirms pievēršamies radionuklīda cēzija ietekmei uz cilvēka ķermeni, atceramies vairākas lielas katastrofas,kopā ar šī elementa emisijām biosfērā.
Tikai daži cilvēki zina, bet 1971. gadā Ivanovas apgabalā (Galkino ciemā) tika veikts darbs pie mūsu planētas garozas dziļas zondēšanas. Tie bija pazemes kodolsprādzieni, pēc viena no tiem no vienas akas izplūda dubļu strūklaka. Un šodien šo darbu veikšanas vietā tiek reģistrēts 3 milirentgēnu starojums stundā, un stroncija-90 un cēzija-137 radionuklīdi joprojām nonāk uz Zemes virsmas.
Visi zina par Černobiļas katastrofu 1986. gadā. Taču ne visi zina, ka tajā laikā atmosfērā iekļuva aptuveni 1850 PBq radioaktīvo elementu. Un 270 PBq no tiem ir cēzijs-137.
2011. gadā, kad Japānas Fukušimas atomelektrostacijā notika avārija, Klusajā okeānā iekļuva 15 PBq cēzija-137 ar pussabrukšanas periodu 30 gadi.
Kas notiks tālāk
Ar radioaktīviem nokrišņiem un atkritumiem cēzijs-137 nonāk augsnē, no kurienes tas nonāk augos, kuru absorbcijas koeficients ir 100%. Tajā pašā laikā līdz 60% no nuklīda uzkrājas augu organisma virszemes daļās. Tajā pašā laikā augsnēs, kurās ir maz kālija, ievērojami palielinās cēzija-137 uzkrāšanās efekts.
Šī nuklīda augstākie uzkrāšanās koeficienti ir atzīmēti arktiskās zonas saldūdens aļģēs, ķērpjos un augu organismos. Dzīvnieku organismā šis radionuklīds uzkrājas muskuļos un aknās.
Visaugstākā koncentrācija ir novērota ziemeļbriežiem un ūdensputniem Arktikas piekrastē.
Uzkrāj cēziju un sēnītes. Īpaši eļļas sēnes, poļu sēnes, sūnu sēnes un cūkas visā pussabrukšanas periodā.
Cēzija-137 bioloģiskās īpašības
Dabīgais cēzijs ir viens no dzīvnieku ķermeņa mikroelementiem. Mūsu organismā cēzija saturs ir 0,0002-0,06 mikroni uz 1 gramu mīksto audu.
Cēzija radionuklīds, kā jau minēts, ir iekļauts biosfēras vielu ciklā un brīvi pārvietojas pa bioloģiskajām trofiskajām ķēdēm.
Pēc perorālas saskares ar cilvēka ķermeni kuņģa-zarnu traktā notiek šī nuklīda 100% uzsūkšanās. Tomēr šī procesa ātrums dažādās nodaļās ir atšķirīgs. Tātad stundu pēc iekļūšanas organismā cilvēka kuņģī uzsūcas līdz 7% cēzija-137, divpadsmitpirkstu zarnā, tukšajā zarnā un ileumā līdz 77%, aklajā zarnā līdz 13% un pēdējā zarnas (šķērsvirziena resnās zarnas) - līdz 40%.
Cēzija-137 daļa, kas nonāk caur elpceļiem, ir 25% no daudzuma, ko iegūst ar pārtiku.
Caur asinīm uz muskuļiem
Pēc reabsorbcijas zarnās cēzijs-137 ir aptuveni vienmērīgi sadalīts ķermeņa audos.
Nesenie pētījumi ar cūkām liecina, ka šis nuklīds sasniedz visaugstāko koncentrāciju muskuļu audos.
Pētot ziemeļbriežus, tika konstatēts, ka cēzijs-137 pēc vienas injekcijas izplatās šādi:
- Muskuļi - 100%.
- Nieres – 79%.
- Sirds - 67%.
- Gaisma – 55%.
- Aknas- 48%.
Pusperiods ir no 5 līdz 14 dienām, un tas pārsvarā izdalās ar urīnu.
Kas notiek cilvēka ķermenī
Galvenie veidi, kā cēzijs nonāk organismā, ir caur gremošanas traktu un elpceļiem. Ārēji saskaroties ar cēzija-137 uz neskartas ādas, 0,007% iekļūst iekšpusē. Norijot, 80% no tā uzkrājas skeleta muskuļos.
Elements tiek izvadīts caur nierēm un zarnām. Mēneša laikā tiek izvadīti līdz 80% cēzija. Saskaņā ar Starptautiskās radioloģiskās aizsardzības komisijas datiem radionuklīda pussabrukšanas periods ir septiņdesmit dienas, bet ātrums ir atkarīgs no ķermeņa stāvokļa, vecuma, uztura un citiem faktoriem.
Radiācijas bojājumi, kas pēc simptomiem ir līdzīgi staru slimības simptomiem, attīstās, saņemot devu, kas lielāka par 2 Gy. Taču jau pie MBq vienībām tiek novērotas vieglas radiācijas traumas pazīmes caurejas, iekšējas asiņošanas un vājuma veidā.
Kā pasargāt sevi no infekcijas
Lai noteiktu cēzija-137 daudzumu cilvēka organismā, beta-gamma radiometri vai cilvēka radiācijas mērītāji (HCR) mēra gamma starojumu no ķermeņa vai izdalījumiem.
Analizējot spektra maksimumus, kas atbilst konkrētajam radionuklīdam, tiek noteikta tā aktivitāte organismā.
Inficēšanās ar šķidriem vai cietiem cēzija-137 savienojumiem novēršana ir veikt manipulācijas tikai aizzīmogotās kastēs. Tiek izmantoti līdzekļi, lai novērstu elementa iekļūšanu iekšāpersonīgā aizsardzība.
Ir vērts atcerēties, ka cēzija-137 pussabrukšanas periods ir 30 gadi. Tātad 1987. gadā Brazīlijā (Gojanijas pilsētā) tika nozagta daļa no staru terapijas vienības. Divu nedēļu laikā tika inficēti aptuveni 250 cilvēki, no kuriem četri nomira mēneša laikā.
Tolerance un neatliekamā palīdzība
Pieļaujamie šī elementa ieņēmumi ir 7,4 x 102 Bq dienas laikā un 13,3 x 104 Bq gadā. Saturs gaisā nedrīkst pārsniegt 18 x 10-3 Bq uz 1 kubikmetru, bet ūdenī - 5,5 x 102 Bq litrā..
Ja tiek pārsniegtas noteiktās normas, nepieciešams piemērot pasākumus elementa izņemšanas paātrināšanai no ķermeņa. Pirmkārt, ir jāveic pasākumi, lai dekontaminētu virsmas (seju un rokas) ar ziepēm un ūdeni. Ja viela nokļūst caur elpceļiem, izskalojiet nazofarneksu ar fizioloģisko šķīdumu.
Sorbentu un diurētisko līdzekļu lietošana ar ūdens slodzi paātrinās elementa izvadīšanu.
Smagos gadījumos tiek veikta hemodialīze un noteikta specifiska terapija.
Bet ir priekšrocības
Ķīmiskajā izpētē, gamma staru defektu noteikšanā, radiācijas tehnoloģijās un dažādos radiobioloģiskajos eksperimentos zinātnieki ir atraduši pielietojumu šim cilvēka radītajam elementam ar izstarojošām īpašībām.
Cēziju-137 izmanto kontaktterapijā un staru terapijā, medicīnas instrumentu, pārtikas produktu sterilizācijā.
Šis elements ir atradis savu pielietojumu ražošanāradioizotopu barošanas avotos un cietvielu līmeņa mērītājos, ja to izmanto necaurspīdīgos noslēgtos konteineros.
