Cæsium-137 (radiocæsium). Indflydelse på en person, hvad er det, hvad er farligt, hvor bruges det, hvordan man fjerner det fra kroppen

Forskere har bevist, at høje doser af stråling skader gener og DNA -struktur, hvilket fører til forekomsten af ​​skadelige mutationer. Den økologiske renhed af mad og luft på vores planet rejser imidlertid stor tvivl på grund af deres forurening med forskellige former for farlige radionuklider.

Blandt dem, cæsium -137 - kemisk grundstof på højt niveau radioaktivitet bestemmes graden af ​​dens indflydelse på en person af størrelsen af ​​den absorberede dosis.

generelle oplysninger

Blandt repræsentanterne for det periodiske system D. Mendelejevs cæsium (atommasse 132,91) indtager en celle nummereret (atom) 55. Symbolet for betegnelsen af ​​et kemisk grundstof er Cs, som er en forkortelse af navnet Cæsium. Det latinske ord "caesius" i oversættelse svarer til en himmelblå nuance, da der er 2 meget lyse blå linjer i spektret af elektromagnetisk stråling af et stof.

Cæsium-137, der er en isotop af cæsium, har den samme atomladning som den med et ulige antal elektroner. Tallene i elementets navn (137) er massenummeret, og selve isotopen tilhører gruppen af ​​radioaktive nuklider, for hvilke det kaldes radiocesium.

Dette element er af den spredte type, hvilket forklarer vanskeligheden ved at udvinde cæsium. På grund af den høje kemiske aktivitet af det bløde metal antænder det øjeblikkeligt og oxiderer hurtigt i luften. Rent cæsium findes sjældent i naturen.

Canada er førende inden for udvinding af naturlige stoffer; 70% af aflejringerne af metalmalm udforskes på dets område.

Blødt metal har fundet bred anvendelse inden for forskellige videnskabelige grene; det bruges af atomkraft, radioelektronik og elektroteknik og den kemiske industri. I medicin syntetiseres lægemidler på basis af minimale doser af et radioaktivt nuklid til behandling af ulcerative og psykiske sygdomme.

I atomvåben, såvel som i atomreaktorer, dannes cæsium-137 som følge af nuklear fission. Efter atomulykker eller atomprøvninger findes spor af radiocæsium i miljøet, hvilket fører til dets forurening.

Fysiske og kemiske egenskaber

Den første cæsiumfund tilhører to forskere fra Tyskland - R. Bunsen og G. Kirchhoff, der opdagede det ved spektralanalyse i 1860. Det rene stof blev først opnået af den svenske kemiker K. Setterberg allerede i 1882, engageret i smeltning af en blanding af barium med cæsiumcyanid.

Fysiske egenskaber	Særegenheder
Hvilken slags stof	Det er et blødt guldfarvet metal, der hurtigt mørkner i et iltmiljø. Det har et sæt udtalte alkaliske træk, i udseende ligner det stærkt guld.
Ustabilitet	Ved stuetemperatur (smeltepunkt = 28,5 ° C) bliver det til en væske med øget mobilitet af en sølvfarvet nuance. Kogepunktet er 641 ° C.
Kontakt	Reagerer med andre alkalimetaller, undtagen lithium. Cæsium er opløseligt i CsOH -oxid, flydende ammoniak, og danner en mørkeblå opløsning.
Transformation	I løbet af dets halveringstid reduceres radioaktiviteten af ​​det ustabile stof med det halve, hvilket omdanner det til en stabil variant af barium-137, og der udsendes gammastråler.
Transport	Under transport eller opbevaring forsegles cæsium inde i en stålkapsel under et lag mineralsk olie.

Cæsium-137 indvirkning på mennesker skyldes den komplekse proces med radionuklidvandring. Blandt isotoperne af cæsium, som har forskellige mængder neutroner i kernens struktur, Cs-135 anerkendes som den mest ihærdige; dens halveringstid er mere end 2 millioner år.

På andenpladsen er cæsium-137, henfaldsperioden for halvdelen af ​​dets radioaktive kerner varer lidt over 30 år, men det vil tage 240 år, før strålingsaktiviteten fuldstændigt forsvinder. Den mest stabile isotop Cs -133 (mononuklid).

Med hensyn til kemiske egenskaber er cæsium et pyrophorisk metal med en meget reaktiv evne:

• Kontakt med luft resulterer i antændelse. Flash -oxidation resulterer i dannelsen af ​​superoxid CsO2.
• Kontakt med vand eller halogener ledsages af en eksplosion samt udviklingen af ​​hydrogen og hydroxid CsOH.
• På trods af den høje aktivitet er der ingen reaktion med nitrogen. Selv ved kraftig opvarmning sker der ikke dannelse af forbindelser med nitrogen.

Alle salte dannet af cæsium (chlorider, nitrater, bromider osv.) Opløses godt ikke kun i vand, men også i organiske opløsningsmidler.

Perchlorater med en lavere opløselighed bruges til at rense radiocæsium. Ved arbejde med koncentreret oxid CsOH skal det tages i betragtning, at smelten forårsager ødelæggelse af metaller. Rhodium betragtes som den mest resistente over for vandigt cæsiumoxid.

Modtagelse og anvendelsesområder

Det vigtigste råmateriale til den naturlige ekstraktion af cæsium er mineralet pollucit, som er en vandig blanding af natriumaluminiumsilikat med cæsium. Det er denne cæsiummalm, der udvindes i Canada (Tanko -deponering), malmreserver i andre lande er mindre vigtige på grund af deres små mængder.

Cæsium-137, som en kunstigt fremstillet isotop, er radioaktiv i modsætning til den naturlige sort af det kemiske element Cs-133. Virkningen af ​​et nuklid på en person afhænger af mængden af ​​et farligt stof i miljøet og produkternes sammensætning. Den største trussel er evnen til store mængder af et nuklid til at akkumulere i kroppen (organer, væv).

Med fremkomsten ved begyndelsen af ​​det XX århundrede. teknologier, der sikrede produktion af rent metal, er forbundet med dets aktive anvendelse til fremstilling af:

• fotovoltaisk teknologi, kendetegnet ved høj følsomhed over for stråling og en meget lav inerti;
• højpræcisionsdetektorer af ioniserende strålingsspektrum til nukleare og medicinske rumteknologier;
• materialer til optikkomponenter med høj præcision - omfang, infrarøde enheder samt kikkert og briller.

I den moderne verden kan medicin (medicin), rumindustrien (ionmotorer), energi (atomreaktorer), metallurgi (beskyttelse mod korrosion) ikke undvære et metal, der ligner guld. Imidlertid er kun små mængder cæsium-137 egnede til praktisk brug uden at skade menneskers sundhed.

Hvordan påvirker det en person, konsekvenserne

En meget lille andel af naturligt cæsium (0,0002-0,06 μm / g), som er et af de mikroelementer, der er vigtige for livet, findes i blødt væv. Radionuklidet deltager i cirkulationen af ​​biologiske stoffer og bevæger sig frit langs ledene af de trofiske kæder. Forskere antyder, at lavt giftige cæsiumforbindelser hjælper folk med at opretholde homeostase.

Betingelser for indtagelse

Atomkraftværker er hovedleverandør af radiocæsium til miljøet. Emissioner fra atomkraftværker og installationer forurener atmosfæren, katastrofale ulykker ved atomkraftværker forgifter vandkilder. Som et resultat akkumuleres selv minimale doser af radioaktivt metal i plante- og animalske produkter.

Cæsium-137 kommer ind i en person under vejrtrækning, samt absorption af forurenet mad. Radionuklidet absorberes fuldstændigt i mave -tarmkanalen.

Elementet, der let er opløseligt i vand, absorberes også af lungerne, når det kommer ind gennem luftvejene. Som følge heraf skabes en reel trussel om intern stråling, som er meget mere frygtelig end ekstern på grund af umuligheden af ​​at anvende beskyttelsesforanstaltninger.

Huden fungerer som en god beskyttende barriere mod skadelige virkninger fra miljøet. Kun 0,007% af volumenet af det radionuklid, der er kommet på huden, vil trænge igennem overfladen uden skader.

Hvor ophobes

Cæsium-137 indflydelse på mennesker er farligst, hvis det er en pulverform af isotopen, der frit trænger ind. Efter reabsorption (reabsorption) i tarmen sker der en betinget ensartet fordeling af radiocæsium gennem kroppens væv på grund af dets gode interaktion med væsken.

Fordelingen af ​​cæsium-137 under en enkelt eksponering for stråling er som følger:

• 100% akkumulerer muskelstrukturer;
• 79% forbliver i nyrernes væv;
• 67% er i hjertestrukturer;
• 55% akkumuleres af lungevæv:
• 48% spredes gennem leverepitelet.

Under ikke-standardbetingelser (chok, kollaps, sår, difteri, besvimelse, hypotension) øges behovet for lavtoksiske varianter af forbindelser kraftigt. Imidlertid øger sandsynligheden for strålingssygdom ved at modtage selv mikroskopiske doser cæsium-137. Dette skyldes den betydelige vejlængde for radiocæsiumkvanta gennem blødt væv - inden for 12 cm.

Konsekvenser

Resultatet af cæsium-137's indvirkning på mennesker er skader på raske celler, ikke kun på det fysiske, men også på det kemiske niveau. Spredt gennem kroppen forårsager strømmen af ​​energi fra forfaldet af en atomkerne dannelsen af ​​et stort antal frie radikaler. De nye strukturer er fragmenter af molekyler, der er beskadiget af beta -stråling og gammakvante.

Defekte molekyler bevæger sig aktivt i kroppens flydende medium, hvilket fører til en bred spredning af virkningerne af stråling. Niveauet af biologisk effektivitet af cæsium-137 ved sammenlignelige doser af intern eller ekstern bestråling adskiller sig praktisk talt ikke.

Som et resultat af den ensartede fordeling af nuklidet over vævene lider alle organer (fra akutte til kroniske læsioner) af virkningerne af stråling.

Hovedfaren for frie radikaler er forbundet med skader ikke kun på cellevæggene, men også på forbindelserne mellem DNA -kæden og bruskstrukturer. Den destruktive virkning ledsages af oxidativ stress, der udløser frie radikalkædereaktioner. Resultatet er hudens ældning, udvikling af betændelse, udseende af tumorer, hjerteanfald og slagtilfælde.

Symptomer på cæsium-137 skader ligner dem i den akutte fase af strålesyge og manifesteres:

• udviklingen af ​​svaghed i en deprimeret tilstand
• vægttab på grund af udseende af diarré;
• en masse indre blødninger
• ændringer i blodtællingsindikatorer.

Det er vigtigt at tage højde for, at strålingen af ​​cæsium-137 udgør en dobbelt trussel mod en gravid kvinde og et foster. Ved at overvinde placentabarrieren bestråler radiocaesium det voksende foster. Jo længere drægtighedsperioden er, jo større vil mængden af ​​nuklidet akkumulere i embryoets væv.

Udskillelsesmåde fra kroppen

Cæsium-137 indvirkning på mennesker er forbundet med den høje toksicitet af radionuklidet, uanset indtagelsesvej. Når det indføres med mad eller gennem lungerne, akkumuleres det meste af radiocæsium i musklerne i skelettet.

Med en konstant tilførsel af et nuklid erstattes den intense fase af en tilstand af ligevægt, når niveauet af den radioaktive form af cæsium forbliver stabilt. Ved fuldstændig bestråling vil det tage næsten 430 dage at nå ligevægtsgrænsen.

Det tager 5-14 dage at fjerne Cs-137, det meste af det giftige stof evakueres med urin, en lille del med afføring. Elimineringshastigheden påvirkes af den udsatte persons sundhedsstatus, kvaliteten af ​​hans ernæring og andre faktorer. Hvis indtagelsen af ​​cæsium-137 stopper, kan det forventes, at 70-80% af det radioaktive materiale vil blive fjernet inden for en måned.

Ifølge de officielt godkendte normer er varigheden af ​​den biologiske halveringstid for cæsium-137 akkumuleret i menneskekroppen 70 dage. Strålingsskade opstår, når en dosis på mere end 2 Gy (grå) absorberes.

Sådan beskytter du dig selv mod infektion

I områder med øget baggrundsstråling har mennesker, der bor der, brug for daglig beskyttelse mod ophobning af radioaktive elementer.

Cæsium-137 betragtes som den mest udbredte komponent i den forurenede biosfære, spor af en ustabil isotop findes i sammensætningen af ​​radioaktivt nedfald, affald og emissioner fra virksomheder til oparbejdning af brugt nukleart brændsel fra atomkraft stationer.

Emissionsprodukter akkumuleres intensivt af jorden, afsættes i bundsedimenter og beriger vandet med cæsiumioner. Som et resultat er planter og animalsk kød, der tjener som mad til mennesker, forurenet med radiocæsium. Derfor skal de behandles grundigt inden produkterne bruges.

Produkttype	Dekontamineringshandlinger
Grøntsager, frugter, bær	Forbruges efter grundig skylning og iblødsætning (4 timer) i vand og salt. Skallen skal fjernes, grøntsagerne skal stuves.
Kød fra dyr og fjerkræ	Efter foreløbig iblødsætning (saltet vand) koges kødet i rent vand i 10 minutter. Bouillonen koges i nyt vand.
Mælk	Produktet skal bearbejdes (fløde, ost). Valle eller kærnemælk skal bortskaffes som vandigt stof.
Svampe	Cæsium-137 har en negativ indvirkning på mennesker, da svampe akkumulerer radionuklid. Det er bedre at nægte deres brug.
Fisk	Fisk fra lokale farvande rengøres grundigt indefra og ud. Tilberedt efter skylning i flere farvande.

For at diagnosticere strålingsdosis med cæsium-137 bruges specielle enheder. Dosimetre måler niveauet af radioaktivitet i kroppen eller menneskelig udskillelse samt tilstedeværelsen af ​​et radionuklid i mad.

Hvis radiocæsium kommer ind i kroppen, er det nødvendigt at træffe hasteforanstaltninger for at forhindre dets ophobning.

Af metoderne til kemisk beskyttelse er brugen af ​​lægemidler med radiobeskyttende effekt relevant:

• Ved akut strålingsskade anerkendes lægemidlet Cystamin som det bedste radiobeskyttelsesmiddel. For at reducere effekten af ​​stråling tages tabletter en time før den forventede stråling.
• Beskyttelse mod akkumulering af radionuklid og dets eliminering ydes ved hjælp af Ferrocin. Modtagelse af sorbenten forhindrer absorption af cæsium-137 i blodet, hvilket garanterer eliminering af 99% af den isotop, der er kommet ind i interiøret.

Takket være virkningen af ​​ferrocinholdige radiobeskyttere har mennesker, der bor i områder, der er forurenet med stråling, mulighed for ikke at opgive de landbrugsprodukter, de har dyrket. Under hensyntagen til den korrekte dosering frigør Ferrocin-tabletter maksimalt menneskers og dyrs krop fra overskydende Cs-137.

Acceptable normer og akut pleje

Statssystemet for sanitær og epidemiologisk kontrol har tabeller over tilladte indholdsniveauer cæsium-137 i fødevarer, da deres forskellige typer adskiller sig i kemikaliets ulige specifikke aktivitet element.

Inden for en dag anses indtagelse af 7,4 x 102 Bq (Becquerel) radiocaæsium for tilladt, drikkevand (naturligt) bør ikke indeholde mere end 5,5 x 102 Bq i 1 liter. Forurening af en kubikmeter luft anses for acceptabel, hvis den ikke overstiger 18 x 10-3 Bq.

I tilfælde af at modtage højere doser af radioaktivt cæsium, er det nødvendigt at træffe foranstaltninger for at beskytte og fremskynde eliminering af nuklidet:

• vask hænderne og ansigtet grundigt med sæbe og vand;
• brug saltvand til at skylle nasopharynx;
• at styrke drikkeordningen - rent vand, afkog af urter med en vanddrivende effekt.

Derudover vil berigelse af kosten med fødevarer med et højt indhold af pektiner hjælpe. Indtagelse af blommer, æbler, marmelader, frugtgelé og juice med frugtkød hjælper med at beskytte mod ophobning af det strålende stof.

De skadelige virkninger af stråling kan neutraliseres ved at tage selen, som en kraftig radiobeskytter, sorbenter (bariumsulfat, antimon, natriumalginat), diuretika og afføringsmidler, men tilstrækkeligt vandbelastning.

I modsætning til dets isotop cæsium-137 har elementet i det periodiske system med nummer 55 ikke en skadelig virkning på menneskers sundhed. Manglen på cæsium manifesteres af et fald i appetitten, udviklingsforsinkelse i barndommen.

Men selv for den udsendende isotop har forskere fundet en nyttig anvendelse - det ustabile metal bruges til sterilisering (stråling) af mad, strålebehandling af maligne neoplasmer.

Video om Cæsium

Cæsium-137 præsentation: