Iốt-131 (iốt-131, 131 I) là một đồng vị phóng xạ nhân tạo của iốt. Thời gian bán hủy khoảng 8 ngày, cơ chế phân rã là phân rã beta. Được lấy lần đầu tiên vào năm 1938 tại Berkeley.

Nó là một trong những sản phẩm phân hạch đáng kể của uranium, plutonium và thorium, chiếm tới 3% sản phẩm phân hạch hạt nhân. Trong các vụ thử hạt nhân và tai nạn của lò phản ứng hạt nhân, nó là một trong những chất gây ô nhiễm phóng xạ tồn tại trong thời gian ngắn của môi trường tự nhiên. Nó đại diện cho một nguy cơ bức xạ lớn đối với con người và động vật do khả năng tích lũy trong cơ thể, thay thế iốt tự nhiên.

52 131 T e → 53 131 I + e - + ν ¯ e. (\ displaystyle \ mathrm (() _ (52) ^ (131) Te) \ rightarrow \ mathrm (() _ (53) ^ (131) I) + e ^ (-) + (\ bar (\ nu)) _ (e).)

Ngược lại, Tellurium-131 ​​được hình thành trong Tellurium tự nhiên khi nó hấp thụ neutron từ đồng vị tự nhiên ổn định Tellurium-130, có nồng độ trong tellurium tự nhiên là 34% ở:

52 130 T e + n → 52 131 T e. (\ displaystyle \ mathrm (() _ (52) ^ (130) Te) + n \ rightarrow \ mathrm (() _ (52) ^ (131) Te).) 53 131 I → 54 131 X e + e - + ν ¯ e. (\ displaystyle \ mathrm (^ (131) _ (53) I) \ rightarrow \ mathrm (^ (131) _ (54) Xe) + e ^ (-) + (\ bar (\ nu)) _ (e) .)

Biên nhận

Các đại lượng chính của 131 I thu được trong lò phản ứng hạt nhân bằng cách chiếu xạ các mục tiêu Tellurium bằng neutron nhiệt. Việc chiếu xạ Tellurium tự nhiên có thể thu được iốt-131 gần như tinh khiết như là đồng vị cuối cùng duy nhất có thời gian bán hủy kéo dài hơn vài giờ.

Tại Nga, 131 I được sản xuất bằng cách chiếu xạ tại NPP Leningrad trong các lò phản ứng RBMK. Quá trình phân lập hóa học 131 I từ Tellurium được chiếu xạ được thực hiện trong. Khối lượng sản xuất giúp có thể thu được đồng vị với số lượng đủ để thực hiện 2-3 nghìn thủ thuật y tế mỗi tuần.

Iốt-131 trong môi trường

Việc giải phóng iốt-131 ra môi trường chủ yếu do hậu quả của các vụ thử hạt nhân và tai nạn tại các nhà máy điện hạt nhân. Do thời gian bán hủy ngắn, một vài tháng sau khi phát hành như vậy, hàm lượng iốt-131 giảm xuống dưới ngưỡng nhạy cảm của máy dò.

Iod-131 được coi là nuclide nguy hiểm nhất đối với sức khỏe con người, được hình thành trong quá trình phân hạch hạt nhân. Điều này được giải thích như sau:

1. Hàm lượng iốt-131 tương đối cao trong số các mảnh phân hạch (khoảng 3%).
2. Chu kỳ bán rã (8 ngày), một mặt, đủ lớn để nuclêôtit lan truyền trên các khu vực rộng lớn, và mặt khác, nó đủ nhỏ để cung cấp hoạt độ riêng rất cao của đồng vị - xấp xỉ 4,5 PBq / g.
3. Độ bay hơi cao. Trong bất kỳ vụ tai nạn nào của lò phản ứng hạt nhân, trước hết khí trơ phóng xạ thoát vào khí quyển, sau đó mới đến iot. Ví dụ, trong vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, 100% khí trơ, 20% iốt, 10-13% xêzi và chỉ 2-3% các nguyên tố khác bị văng ra khỏi lò phản ứng [ ] .
4. Iốt rất di động trong môi trường tự nhiên và thực tế không tạo thành các hợp chất không hòa tan.
5. Iốt là một vi chất dinh dưỡng quan trọng, đồng thời là một nguyên tố có nồng độ trong thức ăn và nước uống thấp. Do đó, tất cả các sinh vật sống đã phát triển trong quá trình tiến hóa khả năng tích lũy iốt trong cơ thể của chúng.
6. Ở người, phần lớn iốt trong cơ thể tập trung ở tuyến giáp, nhưng có khối lượng nhỏ so với trọng lượng cơ thể (12-25 g). Do đó, ngay cả một lượng nhỏ iốt phóng xạ đi vào cơ thể cũng dẫn đến tuyến giáp bị phơi nhiễm cục bộ.

Các nguồn chính gây ô nhiễm khí quyển với iốt phóng xạ là các nhà máy điện hạt nhân và sản xuất dược phẩm.

Tai nạn bức xạ

Tương đương phóng xạ của hoạt độ iốt-131 được sử dụng để xác định mức độ của các sự kiện hạt nhân trên thang INES.

Tiêu chuẩn vệ sinh đối với hàm lượng iốt-131

Phòng ngừa

Nếu iốt-131 vào cơ thể, nó có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất. Trong trường hợp này, i-ốt sẽ tồn đọng trong cơ thể rất lâu, làm tăng thời gian tiếp xúc. Ở người, sự tích tụ i-ốt lớn nhất được quan sát thấy trong tuyến giáp. Để giảm thiểu sự tích tụ iốt phóng xạ trong cơ thể trong quá trình ô nhiễm phóng xạ của môi trường, người ta dùng các loại thuốc làm bão hòa quá trình trao đổi chất bằng iốt ổn định thông thường. Ví dụ, việc điều chế kali iođua. Khi dùng kali iodua đồng thời với việc uống iốt phóng xạ, hiệu quả bảo vệ là khoảng 97%; khi uống 12 giờ và 24 giờ trước khi tiếp xúc với ô nhiễm phóng xạ - tương ứng là 90% và 70%, khi uống 1 giờ và 3 giờ sau khi tiếp xúc - 85% và 50%, hơn 6 giờ - hiệu quả là không đáng kể. [ ]

Ứng dụng trong y học

Iốt-131, giống như một số đồng vị phóng xạ khác của iốt (125 I, 132 I), được sử dụng trong y tế để chẩn đoán và điều trị một số bệnh tuyến giáp:

Đồng vị được sử dụng để chẩn đoán sự lây lan và xạ trị của u nguyên bào thần kinh, nó cũng có khả năng tích tụ một số chế phẩm iốt.

Ở Nga, dược phẩm dựa trên 131 I được sản xuất bởi.

Xem thêm

Ghi chú

1. Audi G., Wapstra A. H., Thibault C.Đánh giá khối lượng nguyên tử AME2003 (II). Bảng, đồ thị và tài liệu tham khảo (Tiếng Anh) // Vật lý hạt nhân A. - 2003. - Tập. 729. - P. 337-676. -

Đánh giá: / 29
Thông tin chi tiết Loại chính: Vùng loại trừ Loại: Ô nhiễm phóng xạ

Hậu quả của việc giải phóng đồng vị phóng xạ 131 I sau tai nạn Chernobyl và mô tả về tác dụng sinh học của đồng vị phóng xạ đối với cơ thể con người được trình bày.

Hoạt động sinh học của radioiodine

Iốt-131- hạt nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã 8,04 ngày, chất phóng xạ beta và gamma. Do tính bay hơi cao của nó, hầu như tất cả iốt-131 có trong lò phản ứng (7,3 MKi) đã được giải phóng vào khí quyển. Hành động sinh học của nó gắn liền với các tính năng của hoạt động tuyến giáp. Hormone của nó - thyroxine và triiodothyroyain - chứa các nguyên tử iốt. Do đó, bình thường tuyến giáp sẽ hấp thụ khoảng 50% lượng i-ốt đi vào cơ thể. Đương nhiên, sắt không phân biệt các đồng vị phóng xạ của iốt với các đồng vị ổn định. Tuyến giáp của trẻ em hoạt động mạnh hơn gấp 3 lần trong việc hấp thụ chất phóng xạ đã đi vào cơ thể. Ngoài ra, iốt-131 dễ dàng đi qua nhau thai và tích tụ trong tuyến thai.

Sự tích tụ của một lượng lớn iốt-131 trong tuyến giáp dẫn đến tổn thương bức xạ biểu mô tiết và suy giáp - rối loạn chức năng tuyến giáp. Nguy cơ thoái hóa ác tính của các mô cũng tăng lên. Liều tối thiểu mà tại đó có nguy cơ phát triển suy giáp ở trẻ em là 300 rad, ở người lớn - 3400 rad. Liều tối thiểu có nguy cơ phát triển khối u tuyến giáp nằm trong khoảng 10-100 rad. Nguy cơ cao nhất ở liều 1200-1500 rad. Ở phụ nữ, nguy cơ phát triển khối u cao gấp 4 lần so với nam giới, ở trẻ em cao gấp 3 đến 4 lần so với người lớn.

Độ lớn và tốc độ hấp thụ, sự tích tụ của hạt nhân phóng xạ trong các cơ quan, tốc độ bài tiết ra khỏi cơ thể phụ thuộc vào tuổi, giới tính, hàm lượng iốt ổn định trong khẩu phần và các yếu tố khác. Về vấn đề này, khi cùng một lượng iốt phóng xạ vào cơ thể, liều lượng hấp thụ sẽ khác nhau đáng kể. Đặc biệt liều lượng lớn được hình thành trong tuyến giáp trẻ em, có liên quan đến kích thước cơ thể nhỏ, và có thể cao gấp 2-10 lần so với liều chiếu xạ của tuyến ở người lớn.

Ngăn ngừa việc hấp thụ iốt-131 trong cơ thể con người

Ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của iốt phóng xạ vào tuyến giáp bằng cách dùng các chế phẩm iốt ổn định. Đồng thời, tuyến này hoàn toàn bão hòa với iốt và từ chối các đồng vị phóng xạ đã xâm nhập vào cơ thể. Uống iốt ổn định thậm chí 6 giờ sau một lần uống 131 Tôi có thể giảm khoảng một nửa liều tiềm năng đối với tuyến giáp, nhưng nếu hoãn dự phòng iốt trong một ngày, hiệu quả sẽ rất nhỏ.

Nhận vào iốt-131 trong cơ thể con người có thể xảy ra chủ yếu theo hai cách: hít vào, tức là qua phổi, qua đường uống qua sữa và các loại rau ăn lá.

Ô nhiễm môi trường 131 I sau vụ tai nạn Chernobyl

Sự sa sút mạnh mẽ 131 tôiở thành phố Pripyat dường như bắt đầu vào đêm 26-27 tháng 4. Sự xâm nhập của nó vào cơ thể cư dân thành phố do hít phải, và do đó phụ thuộc vào thời gian ở ngoài trời và mức độ thông thoáng của cơ sở.

Tình hình ở những ngôi làng rơi vào vùng ảnh hưởng của bụi phóng xạ còn nghiêm trọng hơn nhiều. Do tình hình nhiễm xạ còn mơ hồ, không phải tất cả người dân nông thôn đều được điều trị dự phòng bằng i-ốt kịp thời. Đường vào chính131 tôi trong cơ thể là thức ăn, với sữa (lên đến 60% theo một số dữ liệu, theo dữ liệu khác - lên đến 90%). Đây hạt nhân phóng xạ xuất hiện trong sữa của bò vào ngày thứ hai hoặc thứ ba sau tai nạn. Cần lưu ý rằng một con bò hàng ngày ăn thức ăn từ diện tích 150 m 2 trên đồng cỏ và là nơi tập trung lý tưởng của các hạt nhân phóng xạ trong sữa. Vào ngày 30 tháng 4 năm 1986, Bộ Y tế Liên Xô đã ban hành khuyến nghị về lệnh cấm chung đối với việc tiêu thụ sữa của bò đồng cỏ ở tất cả các khu vực lân cận với khu vực tai nạn. Ở Belarus, gia súc vẫn được nuôi trong chuồng, nhưng ở Ukraine, bò đã được chăn thả. Tại các doanh nghiệp nhà nước, lệnh cấm này đã có hiệu quả, nhưng ở các trang trại tư nhân, các biện pháp cấm thường hoạt động tồi tệ hơn. Cần lưu ý rằng ở Ukraine khi đó khoảng 30% lượng sữa được tiêu thụ từ bò cá nhân. Trong những ngày đầu tiên, một tiêu chuẩn đã được thiết lập cho hàm lượng iốt-13I trong sữa, theo đó liều lượng đối với tuyến giáp không được vượt quá 30 rem. Trong những tuần đầu tiên sau khi vụ tai nạn xảy ra, nồng độ của radioiodine trong từng mẫu sữa vượt quá tiêu chuẩn này hàng chục và hàng trăm lần.

Các dữ kiện sau đây có thể giúp hình dung quy mô ô nhiễm môi trường với iốt-131. Theo các tiêu chuẩn hiện hành, nếu mật độ ô nhiễm trên đồng cỏ đạt tới 7 Ci / km 2, cần loại trừ hoặc hạn chế việc tiêu thụ các sản phẩm bị ô nhiễm, vật nuôi nên được chuyển đến đồng cỏ hoặc thức ăn gia súc không bị ô nhiễm. Vào ngày thứ mười sau vụ tai nạn (khi một nửa chu kỳ bán rã của iốt-131 đã trôi qua), các vùng Kyiv, Zhytomyr và Gomel của Lực lượng SSR Ukraina, toàn bộ phía tây Belarus, vùng Kaliningrad, phía tây Litva và đông bắc Ba Lan đã rơi vào tình trạng này. Tiêu chuẩn.

Nếu mật độ ô nhiễm nằm trong khoảng 0,7-7 Ci / km2 thì tùy tình hình cụ thể cần đưa ra quyết định. Mật độ ô nhiễm như vậy gần như ở khắp Bờ phải Ukraine, khắp Belarus, các quốc gia Baltic, trong vùng Bryansk và Oryol của RSFSR, ở phía đông Romania và Ba Lan, đông nam Thụy Điển và tây nam Phần Lan.

Chăm sóc khẩn cấp do nhiễm phóng xạ.

Khi làm việc trong khu vực bị ô nhiễm đồng vị phóng xạ của iốt, với mục đích phòng ngừa, hàng ngày uống 0,25 g kali iốt (dưới sự giám sát y tế). Khử nhiễm da bằng xà phòng và nước, rửa mũi họng và khoang miệng. Khi hạt nhân phóng xạ xâm nhập vào cơ thể - bên trong kali iodua 0,2 g, natri iodua 02,0 g, siodin 0,5 hoặc tereostatics (kali peclorat 0,25 g). Nôn hoặc rửa dạ dày. Chất mong đợi với việc sử dụng lặp lại các muối iốt và chất lập thể. Uống nhiều, lợi tiểu.

Văn chương:

Chernobyl không cho đi… (kỷ niệm 50 năm nghiên cứu phóng xạ ở Cộng hòa Komi). - Syktyvkar, 2009 - 120 tr.

Tikhomirov F.A. Chất phóng xạ của iốt. M., 1983. 88 tr.

Cardis và cộng sự, 2005. Nguy cơ ung thư tuyến giáp sau khi tiếp xúc với 131I khi còn nhỏ - Cardis et al. 97 (10): 724 - Tạp chí JNCI của Viện Ung thư Quốc gia

Trong quá trình phân hạch, nhiều đồng vị khác nhau được hình thành, người ta có thể nói, một nửa của bảng tuần hoàn. Xác suất tạo ra các đồng vị là khác nhau. Một số đồng vị có nhiều khả năng được hình thành hơn, một số ít hơn nhiều (xem hình). Hầu như tất cả chúng đều là chất phóng xạ. Tuy nhiên, hầu hết chúng có chu kỳ bán rã rất ngắn (phút hoặc ít hơn) và nhanh chóng phân rã thành các đồng vị ổn định. Tuy nhiên, trong số chúng có những đồng vị, một mặt, được hình thành dễ dàng trong quá trình phân hạch, và mặt khác, có chu kỳ bán rã là ngày và thậm chí nhiều năm. Họ là mối nguy hiểm chính cho chúng tôi. Hoạt động, tức là số lần phân rã trên một đơn vị thời gian và theo đó, số lượng "hạt phóng xạ", alpha và / hoặc beta và / hoặc gamma, tỷ lệ nghịch với chu kỳ bán rã. Như vậy, nếu có cùng số lượng các đồng vị thì hoạt độ của đồng vị có chu kỳ bán rã ngắn hơn sẽ cao hơn đồng vị có chu kỳ bán rã dài hơn. Nhưng hoạt động của đồng vị có chu kỳ bán rã ngắn hơn sẽ giảm nhanh hơn đồng vị có chu kỳ bán rã dài hơn. Iod-131 được hình thành trong quá trình phân hạch với độ "săn" gần giống như cesium-137. Nhưng iốt-131 có chu kỳ bán rã "chỉ" 8 ngày, trong khi xêzi-137 có khoảng 30 năm. Trong quá trình phân hạch của uranium, lúc đầu lượng sản phẩm phân hạch của nó, cả iot và xêzi, đều tăng lên, nhưng sau đó cân bằng chuyển thành iot - hình thành bao nhiêu thì phân rã bấy nhiêu. Với xêzi-137, do chu kỳ bán rã tương đối dài của nó, trạng thái cân bằng này còn lâu mới đạt được. Bây giờ, nếu có sự giải phóng các sản phẩm phân rã ra môi trường bên ngoài, ở thời điểm ban đầu của hai đồng vị này, iốt-131 gây ra mối nguy hiểm lớn nhất. Thứ nhất, do đặc thù của sự phân hạch, rất nhiều nó được hình thành (xem Hình.), Và thứ hai, do chu kỳ bán rã tương đối ngắn, hoạt tính của nó cao. Theo thời gian (sau 40 ngày), hoạt động của nó sẽ giảm 32 lần và sẽ sớm không thể nhìn thấy được nữa. Nhưng cesium-137 thoạt đầu có thể không "tỏa sáng" nhiều, nhưng hoạt động của nó sẽ giảm dần đi nhiều.
Dưới đây là những đồng vị "phổ biến" nhất gây nguy hiểm trong trường hợp tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân.

phóng xạ I ốt

Trong số 20 đồng vị phóng xạ của iot được hình thành trong phản ứng phân hạch của uranium và plutonium, một vị trí đặc biệt được chiếm bởi 131-135 I (T 1/2 = 8,04 ngày; 2,3 giờ; 20,8 giờ; 52,6 phút; 6,61 giờ), đặc trưng bởi năng suất cao trong phản ứng phân hạch, khả năng di chuyển cao và khả dụng sinh học. Trong chế độ vận hành bình thường của nhà máy điện hạt nhân, các hạt nhân phóng xạ, bao gồm cả đồng vị phóng xạ của iốt, là rất nhỏ. Trong các điều kiện khẩn cấp, bằng chứng là do các tai nạn lớn, iốt phóng xạ, như một nguồn tiếp xúc bên ngoài và bên trong, là yếu tố gây thiệt hại chính trong giai đoạn đầu của vụ tai nạn.

Sơ đồ đơn giản cho sự phân rã của iốt-131. Sự phân rã của iốt-131 tạo ra các điện tử có năng lượng lên tới 606 keV và lượng tử gamma, chủ yếu có năng lượng 634 và 364 keV.

Nguồn cung cấp chính của chất phóng xạ cho người dân ở các vùng ô nhiễm hạt nhân phóng xạ là thực phẩm địa phương có nguồn gốc động thực vật. Một người có thể nhận được radioiodine dọc theo chuỗi:

• thực vật → con người,
• thực vật → động vật → con người,
• nước → hydrobionts → con người.

Sữa bị ô nhiễm bề mặt, các sản phẩm từ sữa tươi và các loại rau ăn lá thường là nguồn cung cấp chất phóng xạ chính cho người dân. Việc thực vật đồng hóa nuclide từ đất, với thời gian tồn tại ngắn ngủi, không có tầm quan trọng thực tế.

Ở dê và cừu, hàm lượng radioiodine trong sữa cao hơn nhiều lần so với bò. Một phần trăm lượng chất phóng xạ đến tích tụ trong thịt động vật. Một lượng đáng kể của radioiodine tích tụ trong trứng của các loài chim. Hệ số tích lũy (vượt hàm lượng trong nước) 131 I ở cá biển, tảo, nhuyễn thể lần lượt đạt 10, 200-500, 10-70.

Các đồng vị 131-135 mà tôi quan tâm thực tế. Độc tính của chúng thấp so với các đồng vị phóng xạ khác, đặc biệt là các đồng vị phóng xạ alpha. Tổn thương bức xạ cấp tính ở mức độ nặng, trung bình và nhẹ ở người lớn có thể được dự kiến ​​khi uống 131 I với số lượng 55, 18 và 5 MBq / kg trọng lượng cơ thể. Độc tính của hạt nhân phóng xạ khi hít vào cao gấp đôi, có liên quan đến diện tích bức xạ beta tiếp xúc lớn hơn.

Tất cả các cơ quan và hệ thống đều tham gia vào quá trình bệnh lý, đặc biệt là tổn thương nghiêm trọng ở tuyến giáp, nơi hình thành liều cao nhất. Liều lượng chiếu xạ tuyến giáp ở trẻ em do khối lượng nhỏ của nó khi nhận cùng một lượng radioiodine cao hơn nhiều so với ở người lớn (khối lượng của tuyến giáp ở trẻ em, tùy theo tuổi, là 1: 5-7 g, trong người lớn - 20 g).

Iốt phóng xạ Iốt phóng xạ chứa nhiều thông tin chi tiết hơn, đặc biệt, có thể hữu ích cho các chuyên gia y tế.

cesium phóng xạ

Xêzi phóng xạ là một trong những hạt nhân phóng xạ tạo liều chính của các sản phẩm phân hạch uranium và plutonium. Các nuclêôtit có đặc điểm là khả năng di cư cao trong môi trường, bao gồm cả chuỗi thức ăn. Nguồn cung cấp radiocesium chính cho con người là thực phẩm có nguồn gốc động vật và thực vật. Cesium phóng xạ được cung cấp cho động vật bằng thức ăn bị ô nhiễm tích tụ chủ yếu trong mô cơ (lên đến 80%) và trong khung xương (10%).

Sau sự phân rã của các đồng vị phóng xạ của iốt, chất phóng xạ cesium là nguồn tiếp xúc chính bên ngoài và bên trong.

Ở dê và cừu, hàm lượng cesium phóng xạ trong sữa cao hơn nhiều lần so với bò. Với số lượng đáng kể, nó tích tụ trong trứng của các loài chim. Hệ số tích lũy (vượt quá hàm lượng trong nước) 137 Cs trong cơ thịt cá đạt 1000 trở lên, ở nhuyễn thể - 100-700,
động vật giáp xác - 50-1200, thực vật thủy sinh - 100-10000.

Việc tiêu thụ cesium cho một người phụ thuộc vào bản chất của chế độ ăn uống. Vì vậy, sau vụ tai nạn Chernobyl năm 1990, đóng góp của các sản phẩm khác nhau vào lượng radiocesium tiêu thụ trung bình hàng ngày ở những khu vực bị ô nhiễm nặng nhất của Belarus như sau: sữa - 19%, thịt - 9%, cá - 0,5%, khoai tây - 46%. , rau - 7,5%, trái cây và quả mọng - 5%, bánh mì và các sản phẩm bánh mì - 13%. Hàm lượng radiocesium tăng lên được ghi nhận ở những cư dân tiêu thụ số lượng lớn "quà tặng của thiên nhiên" (nấm, dâu rừng, và đặc biệt là thịt thú rừng).

X quang khi đi vào cơ thể được phân bố tương đối đồng đều, dẫn đến sự tiếp xúc gần như đồng đều của các cơ quan và mô. Điều này được thực hiện nhờ sức xuyên cao của lượng tử gamma của nuclide con của nó là 137m Ba, tức là khoảng 12 cm.

Trong bài báo gốc của I.Ya. Vasilenko, O.I. Vasilenko. Cesium phóng xạ chứa nhiều thông tin chi tiết hơn về chất phóng xạ cesium, đặc biệt, có thể hữu ích cho các chuyên gia y tế.

chất phóng xạ stronti

Sau các đồng vị phóng xạ của iốt và xêzi, nguyên tố quan trọng tiếp theo mà các đồng vị phóng xạ đóng góp nhiều nhất vào ô nhiễm là stronti. Tuy nhiên, tỷ lệ stronti trong chiếu xạ nhỏ hơn nhiều.

Stronti tự nhiên thuộc về nguyên tố vi lượng và bao gồm hỗn hợp của bốn đồng vị bền 84Sr (0,56%), 86Sr (9,96%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,0%). Theo các đặc tính hóa lý, nó là một chất tương tự của canxi. Stronti được tìm thấy trong tất cả các sinh vật thực vật và động vật. Cơ thể của một người trưởng thành chứa khoảng 0,3 g stronti. Hầu như tất cả đều nằm trong bộ xương.

Trong các điều kiện hoạt động bình thường của nhà máy điện hạt nhân, việc giải phóng hạt nhân phóng xạ là không đáng kể. Chúng chủ yếu là do các hạt nhân phóng xạ ở thể khí (khí quý phóng xạ, 14 C, triti và iot). Trong các điều kiện tai nạn, đặc biệt là những tai nạn lớn, việc giải phóng hạt nhân phóng xạ, bao gồm cả đồng vị phóng xạ stronti, có thể rất đáng kể.

Mối quan tâm thực tế lớn nhất là 89 Sr (T 1/2 = 50,5 ngày) và 90 Sr (T 1/2 = 29,1 năm), được đặc trưng bởi năng suất cao trong các phản ứng phân hạch của uranium và plutonium. Cả 89 Sr và 90 Sr đều là bộ phát beta. Sự phân rã của 89 Sr tạo ra một đồng vị bền của yttrium (89 Y). Sự phân rã của 90 Sr tạo ra 90 Y có hoạt tính beta, đến lượt nó phân hủy để tạo thành đồng vị bền của zirconium (90 Zr).

Sơ đồ C của chuỗi phân rã 90 Sr → 90 Y → 90 Zr. Sự phân rã của stronti-90 tạo ra các điện tử có năng lượng lên đến 546 keV; sự phân rã tiếp theo của yttrium-90 tạo ra các điện tử có năng lượng lên tới 2,28 MeV.

Trong thời kỳ ban đầu, 89 Sr là một trong những thành phần gây ô nhiễm môi trường ở các vùng gần phóng xạ hạt nhân phóng xạ. Tuy nhiên, 89 Sr có chu kỳ bán rã tương đối ngắn và theo thời gian 90 Sr bắt đầu chiếm ưu thế.

Động vật nhận stronti phóng xạ chủ yếu bằng thức ăn và ở mức độ thấp hơn là với nước (khoảng 2%). Ngoài bộ xương, nồng độ stronti cao nhất được ghi nhận trong gan và thận, tối thiểu - trong cơ bắp và đặc biệt là trong chất béo, nơi nồng độ thấp hơn 4-6 lần so với các mô mềm khác.

Stronti phóng xạ thuộc về các hạt nhân phóng xạ nguy hiểm về mặt sinh học hủy xương. Là một chất phát beta tinh khiết, nó gây nguy hiểm chính khi xâm nhập vào cơ thể. Các nuclêôtit chủ yếu được cung cấp cho quần thể với các sản phẩm bị ô nhiễm. Đường hô hấp ít quan trọng hơn. Radiostronti được lắng đọng một cách có chọn lọc trong xương, đặc biệt là ở trẻ em, khiến xương và tủy xương trong đó tiếp xúc với bức xạ liên tục.

Mọi thứ đều được mô tả chi tiết trong bài báo gốc của I.Ya. Vasilenko, O.I. Vasilenko. Chất phóng xạ stronti.

Đồng vị phóng xạ: Cesium-137

Ảnh hưởng đến cơ thể

Cesium-137 là một đồng vị phóng xạ của nguyên tố xêzi và có chu kỳ bán rã là 30 năm. Hạt nhân phóng xạ này lần đầu tiên được phát hiện bằng phương pháp quang phổ vào năm 1860. Một số đồng vị chắc chắn của nguyên tố này đã được biết đến - 39. "Chu kỳ bán rã" dài nhất (miễn là chơi chữ) là đồng vị cesium-135, dài 2,3 triệu năm.

Đồng vị xêzi được sử dụng nhiều nhất trong vũ khí hạt nhân và lò phản ứng hạt nhân là xêzi-137, được lấy từ các dung dịch chất thải phóng xạ đã qua xử lý. Trong các vụ thử hạt nhân hoặc tai nạn tại các nhà máy điện hạt nhân, hạt nhân phóng xạ này không được phép thoát ra ngoài môi trường. Trên tàu ngầm hạt nhân và tàu phá băng, nó được sử dụng rộng rãi, vì vậy theo thời gian, nó có thể xâm nhập vào vùng nước của các đại dương, gây ô nhiễm.

Cesium-137 xâm nhập vào cơ thể con người khi một người hít thở hoặc ăn. Hầu hết, nó thích định cư trong mô cơ (lên đến 80%), và phần còn lại của nó được phân phối đến các mô và cơ quan khác.

Những người bạn thân nhất của Cesium-137 (về mặt thành phần hóa học) là những cá thể như kali và rubidi. Trong quá trình tiến hóa, nhân loại đã học cách sử dụng rộng rãi cesium-137, ví dụ, trong y học (điều trị khối u), trong việc khử trùng các sản phẩm thực phẩm và cả trong công nghệ đo lường.

Nhìn lại lịch sử, có thể thấy rằng các vụ tai nạn công nghiệp đã gây ra lượng khí xêzi thải ra môi trường lớn nhất. Năm 1950, một tai nạn ngoài ý muốn xảy ra tại xí nghiệp Mayak, và cesium-137 với số lượng 12,4 PBC (Petabekkerel) bị phá vỡ. Tuy nhiên, lượng phát thải của nguyên tố phóng xạ nguy hiểm này trong vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl lớn hơn hàng chục lần - 270 PBC. Chất phóng xạ cesium-137, cùng với các nguyên tố không kém phần nguy hiểm khác, đã khiến lò phản ứng bị xé toạc bởi vụ nổ và bay vào bầu khí quyển để rơi trở lại mặt đất và phản chiếu các sông hồ trên một khu vực rộng lớn và rất xa nơi xảy ra vụ tai nạn. Chính từ đồng vị này mà sự phù hợp của các loại đất cho cuộc sống và khả năng tham gia vào nông nghiệp phụ thuộc. Cùng với các nguyên tố phóng xạ không kém phần nguy hiểm khác, vào năm 1986, cesium-137 đã khiến sự sống trong khu vực 30 km xung quanh nhà máy điện hạt nhân Chernobyl bị phá hủy trở nên chết chóc, và buộc mọi người phải rời bỏ nhà cửa và xây dựng cuộc sống mới ở một vùng đất xa lạ.

Đồng vị phóng xạ: Iốt-131

Iốt-131 có chu kỳ bán rã 8 ngày, vì vậy hạt nhân phóng xạ này gây nguy hiểm lớn nhất cho tất cả các sinh vật trong vòng tháng đầu tiên sau khi nó đi vào môi trường. Giống như xêzi-137, iốt-131 thường được giải phóng sau một vụ thử vũ khí hạt nhân hoặc do tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân.

Trong vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, tất cả i-ốt-131, trong một lò phản ứng hạt nhân, đã đi vào bầu khí quyển, vì vậy ngay ngày hôm sau sau thảm họa, hầu hết những người ở trong vùng nguy hiểm đều nhận liều phơi nhiễm phóng xạ do hít phải. không khí bị ô nhiễm và giữa lấy không khí trong lành., nhưng sữa bò đã bị nhiễm phóng xạ. Những con bò không có gì để làm với nó, và không ai giơ tay hoặc mở miệng để buộc tội chúng đã ăn trên đồng cỏ có chất phóng xạ cỏ. Và ngay cả khi khẩn cấp loại bỏ sữa khỏi bán, cũng không thể cứu dân số khỏi bị phơi nhiễm phóng xạ, vì khoảng một phần ba dân số sống trong khu vực của nhà máy điện hạt nhân Chernobyl đã ăn sữa từ những con bò cá nhân.

Cần nhắc lại rằng việc người dân bị ô nhiễm iốt phóng xạ đã diễn ra trong lịch sử từ rất lâu trước khi xảy ra thảm họa Chernobyl. Vì vậy, vào những năm 50 và 60 của thế kỷ XX, các vụ thử hạt nhân quy mô lớn đã được thực hiện ở Hoa Kỳ, và kết quả không lâu sau sẽ có kết quả. Ở bang Nevada, một số lượng lớn cư dân phát triển bệnh ung thư, và lý do cho điều này là một nguyên tố phóng xạ đơn giản và khiêm tốn về mọi mặt - iốt-131.

Khi vào cơ thể người, i-ốt-131 chủ yếu tích tụ ở tuyến giáp nên cơ quan này bị ảnh hưởng nhiều nhất. Ngay cả một lượng nhỏ iốt phóng xạ, đi vào cơ thể người chủ yếu bằng thức ăn (đặc biệt là sữa), ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của cơ quan quan trọng nhất này và có thể gây ung thư tuyến giáp ở tuổi già.

Đồng vị phóng xạ: Americium-241

Americium-241 có chu kỳ bán rã khá dài 432 năm. Kim loại màu trắng bạc này được đặt theo tên của nước Mỹ, và có khả năng phát sáng trong bóng tối phi thường nhờ bức xạ alpha. Trong công nghiệp, americium tìm thấy ứng dụng của nó, ví dụ, nó cho phép bạn tạo ra các công cụ điều khiển và đo lường có khả năng đo độ dày của tấm kính hoặc băng nhôm và thép. Trong máy dò khói, đồng vị này cũng tìm thấy công dụng của nó. Một tấm chì dày chỉ 1 cm có thể bảo vệ một cách đáng tin cậy một người khỏi bức xạ phóng xạ do americium phát ra. Trong y học, americium giúp phát hiện các bệnh về tuyến giáp của con người, do iốt ổn định, nằm trong tuyến giáp, bắt đầu phát ra tia X yếu.

Plutonium-241 hiện diện với một lượng đáng kể trong plutonium cấp độ vũ khí, và chính anh ta là nhà cung cấp chính của đồng vị americium-241. Kết quả của sự phân hủy plutonium, americium dần dần tích tụ trong chất ban đầu.

Ví dụ, trong plutonium mới sản xuất, chỉ có 1% americium có thể được tìm thấy, và trong plutonium đã hoạt động trong lò phản ứng hạt nhân, plutonium-241 có thể có với lượng 25%. Và sau một vài thập kỷ, tất cả plutonium sẽ phân hủy và biến thành americium-241. Thời gian tồn tại của americium có thể được đặc trưng là khá ngắn, nhưng có năng suất nhiệt khá cao và độ phóng xạ cao.

Khi ra ngoài môi trường, americium-241 có tính linh động rất cao và dễ hòa tan trong nước. Vì vậy, khi xâm nhập vào cơ thể con người, những phẩm chất này cho phép nó nhanh chóng lan truyền qua các cơ quan theo dòng máu và lắng đọng ở thận, gan và xương. Cách dễ nhất để đưa americium vào cơ thể con người là qua phổi trong quá trình thở. Sau vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, americium-241 không chỉ hiện diện trong không khí bị nhiễm độc, mà còn đọng lại trong đất, kết quả là nó có thể tích tụ trong thực vật. Đối với các thế hệ tiếp theo của cư dân Ukraine, đây không phải là một sự kiện đáng mừng, vì chu kỳ bán rã 432 năm của đồng vị phóng xạ này.

Đồng vị phóng xạ: Plutonium

Năm 1940, nguyên tố Plutonium có số sê-ri 94 được phát hiện, cùng năm đó các đồng vị của nó được phát hiện: Plutonium-238, có chu kỳ bán rã 90 năm và Plutonium-239, phân hủy một nửa sau 24 nghìn năm. Trong uranium tự nhiên, Plutonium-239 có thể được tìm thấy ở một lượng nhỏ, và nó được hình thành ở đó khi hạt nhân của Plutonium-238 bắt giữ một neutron. Trong quặng xeri, có thể tìm thấy một lượng cực nhỏ đồng vị khác của hạt nhân phóng xạ này: plutonium-244. Nguyên tố này dường như đã hình thành trong quá trình hình thành Trái đất, với chu kỳ bán rã 80 triệu năm.

Về ngoại hình, Plutonium trông giống như một kim loại màu bạc, rất nặng khi cầm trên tay. Trong điều kiện có độ ẩm nhẹ, nó nhanh chóng bị oxy hóa và ăn mòn, nhưng rỉ sét chậm hơn nhiều trong oxy tinh khiết hoặc trong điều kiện không khí khô, vì dưới sự tiếp xúc trực tiếp với oxy, một lớp oxit được hình thành trên bề mặt của nó, ngăn cản Quá trình oxy hóa. Do tính phóng xạ của nó, một mảnh plutonium nằm trong lòng bàn tay của bạn sẽ ấm khi chạm vào. Và nếu bạn đặt một miếng như vậy trong một không gian cách nhiệt, nó sẽ nóng lên đến nhiệt độ hơn 100 độ C mà không cần sự trợ giúp từ bên ngoài.

Từ quan điểm kinh tế, plutonium không cạnh tranh được với uranium vì uranium được làm giàu thấp rẻ hơn nhiều so với việc tái chế nhiên liệu lò phản ứng để sản xuất plutonium. Chi phí bảo vệ plutonium là rất cao để ngăn chặn hành vi trộm cắp của nó nhằm tạo ra một quả bom "bẩn" và thực hiện một hành động khủng bố. Thêm vào đó là sự hiện diện của các kho dự trữ uranium cấp độ vũ khí đáng kể ở Hoa Kỳ và Nga, bằng cách pha loãng, chúng trở nên thích hợp cho việc sản xuất nhiên liệu thương mại.

Plutonium-238 có nhiệt năng rất cao và có độ phóng xạ alpha rất cao, là một nguồn neutron rất nghiêm trọng. Mặc dù hàm lượng của plutonium-238 hiếm khi vượt quá một phần trăm tổng lượng plutonium, nhưng số lượng neutron mà nó phát ra khiến nó rất khó chịu khi xử lý.

Plutonium-239 là đồng vị plutonium duy nhất thích hợp để chế tạo vũ khí hạt nhân. Plutonium-239 tinh khiết có khối lượng tới hạn rất nhỏ, khoảng 6 kg, tức là từ plutonium hoàn toàn tinh khiết vẫn có thể chế tạo bom súng plutonium. Do chu kỳ bán rã tương đối ngắn, sự phân rã của hạt nhân phóng xạ này giải phóng một lượng năng lượng đáng kể.

Plutonium-240 là chất gây ô nhiễm chính của plutonium-239 cấp vũ khí, vì nó có khả năng phân hạch nhanh chóng và tự nhiên. Khi hàm lượng của hạt nhân phóng xạ này trong plutonium-239 chỉ là 1%, rất nhiều neutron được tạo ra, đến mức không thể tạo ra một quả bom pháo ổn định từ một hỗn hợp như vậy mà không sử dụng vụ nổ. Vì lý do này, plutonium-240 không được phép sử dụng trong plutonium cấp vũ khí tiêu chuẩn với lượng lớn hơn 6,5%. Nếu không, ngay cả khi sử dụng vụ nổ, hỗn hợp sẽ phát nổ sớm hơn mức cần thiết để tiêu diệt hàng loạt các sinh vật tương tự.

Plutonium-241 không ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sử dụng của plutonium vì nó có nền neutron nhỏ và nhiệt năng trung bình. Hạt nhân phóng xạ này phân hủy trong vòng 14 năm, sau đó nó biến thành americium-241, tạo ra rất nhiều nhiệt và không có khả năng phân chia mạnh mẽ. Nếu trong bom nguyên tử có chứa plutonium-241, thì phải tính đến việc sau mười năm cất giữ, sức mạnh của điện tích đầu đạn sẽ giảm đi, và khả năng tự đốt nóng của nó sẽ tăng lên.

Plutonium-242 không phân hạch tốt, và ở nồng độ đáng chú ý, nó làm tăng nền neutron và khối lượng tới hạn cần thiết. Có khả năng tích tụ trong nhiên liệu lò phản ứng đã được xử lý lại.

Đồng vị phóng xạ: Stronti-90

Stronti-90 phân hủy một nửa trong 29 năm và là một chất phát beta tinh khiết được tạo ra bởi quá trình phân hạch hạt nhân trong vũ khí hạt nhân và lò phản ứng hạt nhân. Sau sự phân hủy của stronti-90, yttrium phóng xạ được hình thành. Trong vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, khoảng 0,22 MCi của stronti-90 đã được giải phóng vào khí quyển, và chính ông đã trở thành đối tượng được chú ý trong quá trình phát triển các biện pháp bảo vệ người dân của các thành phố Chernobyl, Pripyat, cũng như cư dân của các khu định cư nằm trong khu vực 30 km xung quanh khối 4 của nhà máy điện hạt nhân Chernobyl khỏi bị nhiễm phóng xạ. Rốt cuộc, trong một vụ nổ hạt nhân, 35% tất cả các hoạt động đi vào môi trường rơi vào stronti-90, và trong vòng 20 năm sau vụ nổ - 25% hoạt động. Tuy nhiên, rất lâu trước thảm họa Chernobyl, một tai nạn đã xảy ra tại hiệp hội sản xuất Mayak và một lượng đáng kể hạt nhân phóng xạ stronti-90 đã đi vào bầu khí quyển.

Strontium-90 có tác dụng phá hủy cơ thể con người. Về thành phần hóa học, nó rất giống với canxi, và do đó, khi đi vào cơ thể, nó bắt đầu phá hủy mô xương và tủy xương, dẫn đến bệnh phóng xạ. Bên trong cơ thể con người, stronti-90 thường xâm nhập vào thức ăn và chỉ một nửa trong số đó sẽ mất từ ​​90 đến 150 ngày để loại bỏ nó. Trong lịch sử, số lượng lớn nhất của đồng vị nguy hiểm này được ghi nhận trong cơ thể của cư dân Bắc bán cầu vào những năm 60 của thế kỷ XX, sau nhiều vụ thử hạt nhân được tiến hành trong các năm 1961-1962. Sau vụ tai nạn ở Pripyat tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, stronti-90 với một lượng lớn đã đi vào các vùng nước và nồng độ tối đa cho phép của hạt nhân phóng xạ này đã được ghi nhận ở vùng hạ lưu sông Pripyat vào tháng 5 năm 1986.



Iod-131 - hạt nhân phóng xạ với chu kỳ bán rã 8,04 ngày, chất phát beta và gamma. Do tính bay hơi cao của nó, hầu như tất cả iốt-131 có trong lò phản ứng (7,3 MKi) đã được giải phóng vào khí quyển. Hoạt động sinh học của nó có liên quan đến hoạt động của tuyến giáp. Hormone của nó - thyroxine và triiodothyroyain - chứa các nguyên tử iốt. Do đó, bình thường tuyến giáp sẽ hấp thụ khoảng 50% lượng i-ốt đi vào cơ thể.Đương nhiên, sắt không phân biệt các đồng vị phóng xạ của iốt với các đồng vị ổn định. . Tuyến giáp của trẻ em hoạt động mạnh hơn gấp 3 lần trong việc hấp thụ chất phóng xạ đã đi vào cơ thể. Ngoài ra, iốt-131 dễ dàng đi qua nhau thai và tích tụ trong tuyến của thai nhi.

Sự tích tụ một lượng lớn i-ốt-131 trong tuyến giáp dẫn đến rối loạn chức năng tuyến giáp. Nguy cơ thoái hóa ác tính của các mô cũng tăng lên. Liều tối thiểu mà tại đó có nguy cơ phát triển suy giáp ở trẻ em là 300 rad, ở người lớn - 3400 rad. Liều tối thiểu có nguy cơ phát triển khối u tuyến giáp nằm trong khoảng 10-100 rad. Nguy cơ cao nhất ở liều 1200-1500 rad. Ở phụ nữ, nguy cơ phát triển khối u cao gấp 4 lần so với nam giới, ở trẻ em cao gấp 3 đến 4 lần so với người lớn.

Độ lớn và tốc độ hấp thụ, sự tích tụ của hạt nhân phóng xạ trong các cơ quan, tốc độ bài tiết ra khỏi cơ thể phụ thuộc vào tuổi, giới tính, hàm lượng iốt ổn định trong khẩu phần và các yếu tố khác. Về vấn đề này, khi cùng một lượng iốt phóng xạ vào cơ thể, liều lượng hấp thụ sẽ khác nhau đáng kể. Đặc biệt liều lượng lớn được hình thành trong tuyến giáp của trẻ em, có liên quan đến kích thước nhỏ của cơ quan, và có thể cao gấp 2-10 lần so với liều chiếu xạ của tuyến ở người lớn.

Ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của iốt phóng xạ vào tuyến giáp bằng cách dùng các chế phẩm iốt ổn định. Đồng thời, tuyến này hoàn toàn bão hòa với iốt và từ chối các đồng vị phóng xạ đã xâm nhập vào cơ thể. Uống iốt ổn định thậm chí 6 giờ sau một lần uống 131I có thể làm giảm khoảng một nửa liều tiềm năng đối với tuyến giáp, nhưng nếu hoãn dự phòng iốt trong một ngày, tác dụng sẽ rất nhỏ.

Sự xâm nhập của iốt-131 vào cơ thể con người có thể xảy ra chủ yếu theo hai cách: hít phải, tức là qua phổi, qua đường uống qua sữa và các loại rau ăn lá.

Chu kỳ bán rã hữu hiệu của các đồng vị sống lâu được xác định chủ yếu bởi chu kỳ bán rã sinh học, trong khi các đồng vị ngắn hạn được xác định bởi chu kỳ bán rã. Thời gian bán hủy sinh học rất đa dạng - từ vài giờ (krypton, xenon, radon) đến vài năm (scandium, yttrium, zirconium, actinium). Thời gian bán hủy hiệu quả thay đổi từ vài giờ (natri-24, đồng-64), vài ngày (iốt-131, phốt pho-23, lưu huỳnh-35), đến hàng chục năm (radium-226, stronti-90).

Thời gian bán hủy sinh học của iốt-131 từ toàn bộ cơ thể là 138 ngày, tuyến giáp là 138, gan là 7, lá lách là 7, bộ xương là 12 ngày.

Ảnh hưởng lâu dài - ung thư tuyến giáp.