Մեր աշխարհն այսօր մտահոգված է շրջակա միջավայրի աղտոտվածությամբ: Եվ դա հասկանալի է՝ օդի բաղադրությունը, որը մենք շնչում ենք, և սնունդը, որը մենք ուտում ենք, վաղուց դադարել են էկոլոգիապես մաքուր լինելուց: Միջուկային զենքի առաջին փորձարկումից հետո (1945 թ.) մեր մոլորակը աղտոտված է մարդածին հատկություններով տարբեր ռադիոնուկլիդներով։ Եվ դրանցից մեկը ցեզիում-137-ն է։ Նրա կիսամյակը հսկայական է, իսկ ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա՝ բազմազան։ Այս և շատ ավելին մենք կխոսենք այս հոդվածում:
Շատերից մեկը
Դմիտրի Մենդելեևի պարբերական աղյուսակում Ցեզիումը պատկանում է վեցերորդ շրջանի առաջին խմբի հիմնական ենթախմբին և ունի 55 ատոմային համար։ Տարրի քիմիական նշանն է Cs (Կեզիում), և այն ստացել է իր անվանումը շնորհիվ։ էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հարաբերական ինտենսիվության սպեկտրում երկու կապույտ գծերի առկայություն (սկսածլատիներեն caesius բառը, որը նշանակում է «երկինք կապույտ»):
Որպես պարզ նյութ՝ ցեզիումը փափուկ, արծաթադեղնավուն մետաղ է՝ ընդգծված ալկալային հատկանիշներով։
Այս տարրը հայտնաբերվել է 1860 թվականին երկու գերմանացի գիտնականներ Ռ. Բունսենի և Գ. Կիրխհոֆի կողմից: Նրանք օգտագործեցին սպեկտրային վերլուծության մեթոդը, և ցեզիումը առաջին տարրն էր, որը հայտնաբերվեց այս եղանակով:
Ցեզիումի շատ դեմքեր
Բնության մեջ ցեզիումը հանդիպում է բացառապես որպես Cs-133-ի կայուն իզոտոպ: Սակայն ժամանակակից ֆիզիկան գիտի 39 արհեստականորեն ստեղծված ռադիոնուկլիդներ (ռադիոակտիվ իզոտոպներ):
Հիշեցնենք, որ իզոտոպները տարրի ատոմի տարատեսակներ են, որոնց միջուկներում նեյտրոնները տարբեր են:
Cs-135 իզոտոպն ամենաերկարն է ապրում (մինչև 2,3 միլիոն տարի), երկրորդը կիսաքայքայման առումով ցեզիում-137-ն է։ Հենց վերջինս է պատասխանատու մեր մոլորակի ճառագայթային աղտոտման համար։ Ցեզիում-137-ի կես կյանքը վայրկյանում կազմում է 952066726, որը կազմում է 30,17 տարի:
Այս իզոտոպը ձևավորվում է միջուկային ռեակտորում միջուկների քայքայման ժամանակ, ինչպես նաև միջուկային մարտագլխիկներով զենքի փորձարկման ժամանակ։
Անկայուն ռադիոնուկլիդ
Ցեզիում-137-ի կիսաքայքայման արդյունքում այն անցնում է բետա-քայքայման փուլը և վերածվում անկայուն բարիում-137մ-ի, այնուհետև կայուն բարիում-137-ի: Սա արձակում է գամմա ճառագայթում։
Ցեզիում-137-ի լրիվ կիսամյակը 30 տարի է, իսկ բարիում-137 մ-ին այն քայքայվում է 2,55 րոպեում: Այս գործընթացի ընդհանուր էներգիան է1175,63 ± 0,17 կՎ։
Ցեզիում-137-ի կիսամյակը նկարագրող բանաձևերը բարդ են և ուրանի քայքայման մաս են կազմում:
Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ
Մենք արդեն գրել ենք իզոտոպի ֆիզիկական հատկությունների և նրա քայքայման առանձնահատկությունների մասին։ Քիմիական հատկություններով այս տարրը մոտ է ռուբիդիումին և կալիումին։
Բոլոր իզոտոպները (ներառյալ ցեզիում-137-ը 30,17 տարի կիսամյակի ժամանակով) հիանալի կլանվում են ցանկացած եղանակով, երբ մտնում են կենդանի օրգանիզմ:
Կենսոլորտային ռադիոնուկլիդի հիմնական մատակարար
Կենսոլորտային ռադիոակտիվ նուկլիդի ցեզիում-137-ի աղբյուրը, որի կես կյանքը ավելի քան 30 տարի է, միջուկային էներգիան է:
Վիճակագրությունը անողոք է. Ըստ 2000 թվականի տվյալների՝ ցեզիում-137-ի մոտ 22,2 × 1019 Bq, որի կես կյանքը ավելի քան 30 տարի է, մթնոլորտ է արտանետվել ատոմակայանների բոլոր ռեակտորներից։ աշխարհի։
Միայն մթնոլորտը չէ, որ աղտոտվում է: Ատոմակայաններով լցանավերից և սառցահատներից, միջուկային սուզանավերից այս ռադիոնուկլիդը ամեն տարի մտնում է օվկիանոս։ Այսպես, ըստ մասնագետների, մեկ սուզանավային ռեակտորի շահագործման ընթացքում մեկ տարվա ընթացքում օվկիանոս կմտնի մոտ 24 x 1014 Bq: Հաշվի առնելով ցեզիում-137-ի կիսամյակը, այն դառնում է շրջակա միջավայրի շատ երկարաժամկետ աղտոտման վտանգավոր աղբյուր:
Ամենահայտնի փչերը
Նախքան մարդու մարմնի վրա ռադիոնուկլիդ ցեզիումի ազդեցությանը անդրադառնալը, մենք հիշում ենք մի քանի խոշոր աղետներ.ուղեկցվում է այս տարրի արտանետումներով կենսոլորտ:
Քչերը գիտեն, բայց 1971 թվականին Իվանովոյի մարզում (գյուղ Գալկինո) աշխատանքներ են տարվել մեր մոլորակի ընդերքի խորը հետազոտման վրա: Սրանք ստորգետնյա միջուկային պայթյուններ էին, որոնցից մեկից հետո ջրհորից ցեխի շատրվան է փախել։ Եվ այսօր, այդ աշխատանքների վայրում, գրանցվում է ժամում 3 միլիռենտգեն ճառագայթում, և ստրոնցիում-90-ի և ցեզիում-137-ի ռադիոնուկլիդները դեռ դուրս են գալիս Երկրի մակերևույթ։
Բոլորը գիտեն 1986 թվականին Չեռնոբիլի աղետի մասին։ Բայց ոչ բոլորը գիտեն, որ այդ ժամանակ մթնոլորտ է մտել շուրջ 1850 PBq ռադիոակտիվ տարրեր։ Եվ դրանցից 270 PBq-ը ցեզիում-137 է։
2011-ին, երբ վթարը տեղի ունեցավ ճապոնական Ֆուկուսիմա ատոմակայանում, ցեզիում-137-ի 15 PBq 30 տարի կիսամյակը մտավ Խաղաղ օվկիանոս:
Ինչ կլինի հաջորդ
Ռադիոակտիվ արտանետումների և թափոնների հետ ցեզիում-137-ը մտնում է հող, որտեղից մտնում է բույսեր, որոնց կլանման գործակիցը 100% է: Միաժամանակ նուկլիդի մինչեւ 60%-ը կուտակվում է բույսի օրգանիզմի վերգետնյա հատվածներում։ Միևնույն ժամանակ, կալիումով աղքատ հողերում նկատելիորեն մեծանում է ցեզիում-137-ի կուտակման ազդեցությունը։
Այս նուկլիդի կուտակման ամենաբարձր գործակիցները նշվում են Արկտիկայի գոտու քաղցրահամ ջրիմուռներում, քարաքոսերում և բուսական օրգանիզմներում: Կենդանիների մարմնում այս ռադիոնուկլիդը կուտակվում է մկաններում և լյարդում։
Ամենաբարձր կոնցենտրացիաները գրանցվել են հյուսիսային եղջերուների և ջրային թռչունների մոտ Արկտիկայի ափերին:
Կուտակում են ցեզիում և սնկեր. Հատկապես ձեթային սունկը, լեհական սունկը, մամուռ սունկը և խոզերը կիսամյակի ողջ ընթացքում:
Ցեզիում-137-ի կենսաբանական հատկություններ
Բնական ցեզիումը կենդանիների մարմնի հետքի տարրերից մեկն է: Մեր մարմնում ցեզիումը պարունակվում է 0,0002-0,06 մկմ 1 գրամ փափուկ հյուսվածքի մեջ։
Ցեզիումի ռադիոնուկլիդը, ինչպես արդեն նշվեց, ներառված է կենսոլորտի նյութերի ցիկլում և ազատորեն շարժվում է կենսաբանական տրոֆիկ շղթաներով:
Աղեստամոքսային տրակտում մարդու մարմնի հետ բանավոր շփումից հետո տեղի է ունենում այս նուկլիդի 100% կլանումը: Այնուամենայնիվ, տարբեր բաժիններում այս գործընթացի արագությունը տարբեր է: Այսպիսով, օրգանիզմ ներթափանցելուց մեկ ժամ անց ցեզիում-137-ի մինչև 7%-ը ներծծվում է մարդու ստամոքսում, մինչև 77%-ը՝ տասներկումատնյա աղիքում, ջեջունումում և ileum-ում, մինչև 13%-ը՝ կույր աղիքում, իսկ վերջին հատվածում. աղիքներ (լայնական հաստ աղիք) - մինչև 40%.
Ցեզիում-137-ի մասնաբաժինը, որը ներթափանցում է շնչառական ուղիներով, կազմում է սննդից ստացվող քանակի 25%-ը:
Արյան միջոցով դեպի մկաններ
Աղիքներում վերաներծծվելուց հետո ցեզիում-137-ը մոտավորապես հավասարաչափ բաշխվում է մարմնի հյուսվածքներում:
Խոզերի վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս նուկլիդը հասնում է ամենաբարձր կոնցենտրացիաների մկանային հյուսվածքներում:
Եղջիկներին ուսումնասիրելիս պարզվել է, որ ցեզիում-137-ը մեկ ներարկումից հետո բաշխվում է հետևյալ կերպ.
- Մկաններ - 100%.
- երիկամներ – 79%.
- Սիրտ - 67%.
- Լույս – 55%.
- Լյարդ- 48%.
Կես կյանքը 5-ից 14 օր է և հիմնականում արտազատվում է մեզի միջոցով:
Ինչ է կատարվում մարդու մարմնում
Օրգանիզմ ցեզիումի ներթափանցման հիմնական ուղիները մարսողական և շնչառական ուղիներն են: Ցեզիում-137-ի արտաքին շփման դեպքում անձեռնմխելի մաշկի վրա 0,007%-ը ներթափանցում է ներս։ Երբ ընդունվում է, դրա 80%-ը կուտակվում է կմախքի մկաններում։
Տարրը արտազատվում է երիկամների և աղիքների միջոցով։ Մեկ ամսվա ընթացքում հանվում է ցեզիումի մինչև 80%-ը։ Ռադիոլոգիական պաշտպանության միջազգային հանձնաժողովի տվյալներով՝ ռադիոնուկլիդի կիսամյակը յոթանասուն օր է, սակայն այդ ցուցանիշը կախված է օրգանիզմի վիճակից, տարիքից, սնուցումից և այլ գործոններից։
Ճառագայթային վնասը, որը նման է ճառագայթային հիվանդության ախտանիշներին, զարգանում է 2 Gy-ից ավելի դոզան ստանալու դեպքում: Բայց արդեն MBq միավորներով նկատվում են թեթև ճառագայթային վնասվածքի նշաններ՝ փորլուծության, ներքին արյունահոսության և թուլության տեսքով։
Ինչպես պաշտպանվել վարակից
Մարդու մարմնում ցեզիում-137-ի քանակը որոշելու համար բետա-գամմա ռադիոմետրերը կամ մարդու ճառագայթման հաշվիչները (HCR) չափում են գամմա ճառագայթումը մարմնից կամ սեկրեցներից:
Սպեկտրի գագաթները վերլուծելիս, որոնք համապատասխանում են տվյալ ռադիոնուկլիդին, որոշվում է նրա ակտիվությունը մարմնում։
Ցեզիում-137-ի հեղուկ կամ պինդ միացություններով վարակվելու կանխարգելումը մանիպուլյացիաների իրականացումն է բացառապես փակ տուփերում: Միջոցներ են օգտագործվում տարրը ներս մտնելու համարանձնական պաշտպանություն։
Հարկ է հիշել, որ ցեզիում-137-ի կիսամյակը 30 տարի է։ Այսպիսով, 1987 թվականին Բրազիլիայում (Գոյանիա քաղաք) ռադիոթերապիայի բաժանմունքից մի մասի գողություն է տեղի ունեցել։ 2 շաբաթվա ընթացքում մոտ 250 մարդ վարակվել է, որոնցից չորսը մահացել են մեկ ամսվա ընթացքում։
Հանդուրժողականություն և շտապ օգնություն
Այս տարրի թույլատրելի մուտքերն են՝ 7,4 x 102 Bq օրվա ընթացքում և 13,3 x 104 Bq տարեկան: Օդում պարունակությունը չպետք է գերազանցի 18 x 10-3 Bq 1 խորանարդ մետրի համար, իսկ ջրում՝ 5,5 x 102 Bq մեկ լիտրում:.
Նշված նորմերը գերազանցելու դեպքում անհրաժեշտ է միջոցներ կիրառել՝ արագացնելու տարրի հեռացումը մարմնից։ Նախևառաջ պետք է միջոցներ ձեռնարկել մակերեսները (դեմքը և ձեռքերը) օճառով և ջրով ախտահանելու համար։ Եթե նյութը ներթափանցում է շնչառական ուղիներով, քթի խոռոչը ողողեք ֆիզիոլոգիական լուծույթով:
Սորբենտների և միզամուղների օգտագործումը ջրային ծանրաբեռնվածությամբ կարագացնի տարրի հեռացումը։
Ծանր դեպքերում կատարվում է հեմոդիալիզ և նշանակվում է հատուկ թերապիա։
Բայց կան առավելություններ
Քիմիական հետազոտությունների, գամմա-ճառագայթների թերությունների հայտնաբերման, ճառագայթային տեխնոլոգիաների և տարբեր ռադիոկենսաբանական փորձերի ժամանակ գիտնականները գտել են ճառագայթման հատկություն ունեցող այս տեխնածին տարրի օգտագործումը:
Ցեզիում-137-ը օգտագործվում է շփման և ճառագայթային թերապիայի, բժշկական գործիքների, սննդամթերքի ստերիլիզացման մեջ:
Այս տարրը գտել է իր կիրառությունը արտադրության մեջռադիոիզոտոպային էներգիայի աղբյուրներ և պինդ մարմինների մակարդակի չափիչներ, որտեղ այն օգտագործվում է անթափանց փակ տարաներում։
