დღეს ჩვენი სამყარო შეშფოთებულია გარემოს დაბინძურებით. და ეს გასაგებია - ჰაერის შემადგენლობა, რომელსაც ვსუნთქავთ და საკვები, რომელსაც ვჭამთ, დიდი ხანია აღარ არის ეკოლოგიურად სუფთა. ბირთვული იარაღის პირველი გამოცდის შემდეგ (1945 წ.) ჩვენი პლანეტა დაბინძურებულია სხვადასხვა რადიონუკლიდებით ანთროპოგენური თვისებებით. და ერთ-ერთი მათგანია ცეზიუმი-137. მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდი უზარმაზარია და ზემოქმედება ადამიანის სხეულზე მრავალფეროვანია. ამ სტატიაში ჩვენ ვისაუბრებთ ამაზე და ბევრ სხვაზე.
ერთი ბევრიდან
ცეზიუმი დიმიტრი მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში მიეკუთვნება მეექვსე პერიოდის პირველი ჯგუფის მთავარ ქვეჯგუფს და აქვს ატომური ნომერი 55. ელემენტის ქიმიური სიმბოლოა Cs (კეზიუმი) და მას სახელიც დაერქვა. ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ფარდობითი ინტენსივობის სპექტრში ორი ლურჯი ხაზის არსებობამდე (დანლათინური სიტყვა caesius, რაც ნიშნავს "ცას ლურჯი").
როგორც მარტივი ნივთიერება, ცეზიუმი არის რბილი, მოვერცხლისფრო-ყვითელი ლითონი, გამოხატული ტუტე თვისებებით.
ეს ელემენტი აღმოაჩინეს 1860 წელს ორმა გერმანელმა მეცნიერმა რ. ბუნსენმა და გ. კირხჰოფმა. მათ გამოიყენეს სპექტრული ანალიზის მეთოდი და ცეზიუმი იყო პირველი ელემენტი, რომელიც ამ გზით იქნა აღმოჩენილი.
ცეზიუმის მრავალი სახე
ბუნებაში ცეზიუმი გვხვდება ექსკლუზიურად, როგორც Cs-133-ის სტაბილური იზოტოპი. მაგრამ თანამედროვე ფიზიკამ იცის 39 ხელოვნურად შექმნილი რადიონუკლიდი (რადიოაქტიური იზოტოპები).
შეგახსენებთ, რომ იზოტოპები არის ელემენტის ატომის ჯიშები, რომლებსაც აქვთ სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონები მათ ბირთვებში.
იზოტოპი Cs-135 ყველაზე დიდხანს ცოცხლობს (2,3 მილიონ წლამდე), მეორე ნახევარგამოყოფის თვალსაზრისით არის ცეზიუმ-137. სწორედ ეს უკანასკნელია პასუხისმგებელი ჩვენი პლანეტის რადიაციული დაბინძურებაზე. ცეზიუმ-137-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი წამებში არის 952066726, რაც შეადგენს 30,17 წელს.
ეს იზოტოპი წარმოიქმნება ბირთვების დაშლის დროს ბირთვულ რეაქტორში, ასევე ბირთვული ქობინით იარაღის გამოცდის დროს.
არასტაბილური რადიონუკლიდი
ცეზიუმ-137-ის ნახევარგამოყოფის შედეგად ის გადის ბეტა დაშლის სტადიას და გადაიქცევა არასტაბილურ ბარიუმ-137მ-ში, შემდეგ კი სტაბილურ ბარიუმ-137-ად. ეს ათავისუფლებს გამა გამოსხივებას.
ცეზიუმ-137-ის სრული ნახევარგამოყოფის პერიოდი შეადგენს 30 წელს, ხოლო ბარიუმ-137მ-მდე ის იშლება 2,55 წუთში. ამ პროცესის მთლიანი ენერგია არის1175.63 ± 0.17 კევ.
ფორმულები, რომლებიც აღწერს ცეზიუმ-137-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდს, არის რთული და ურანის დაშლის ნაწილი.
ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
ჩვენ უკვე დავწერეთ იზოტოპის ფიზიკური თვისებებისა და მისი დაშლის თავისებურებების შესახებ. ქიმიური თვისებებით ეს ელემენტი ახლოსაა რუბიდიუმთან და კალიუმთან.
ყველა იზოტოპი (ცეზიუმ-137-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდით 30,17 წელი) შესანიშნავად შეიწოვება ცოცხალ ორგანიზმში შეღწევისას.
ბიოსფერული რადიონუკლიდის მთავარი მიმწოდებელი
ბიოსფერული რადიოაქტიური ნუკლიდის ცეზიუმ-137-ის წყარო, რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 30 წელზე მეტია, არის ბირთვული ენერგია.
სტატისტიკა დაუნდობელია. 2000 წლის მონაცემებით, დაახლოებით 22,2 × 1019 Bq ცეზიუმ-137, რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 30 წელზე მეტია, გამოიყოფა ატმოსფეროში ატომური ელექტროსადგურების ყველა რეაქტორის მიერ. მსოფლიოს.
მხოლოდ ატმოსფერო არ არის დაბინძურებული. ატომური ელექტროსადგურების ტანკერებიდან და ყინულისმტვრევებიდან, ატომური წყალქვეშა ნავებიდან, ეს რადიონუკლიდი ყოველწლიურად ოკეანეში შედის. ამრიგად, ექსპერტების აზრით, ერთი წყალქვეშა რეაქტორის მუშაობისას, დაახლოებით 24 x 1014 Bq ერთ წელიწადში შევა ოკეანეში. ცეზიუმ-137-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდის გათვალისწინებით, ის ხდება გარემოს ძალიან გრძელვადიანი დაბინძურების საშიში წყარო.
ყველაზე ცნობილი აფეთქებები
სანამ მივმართავთ რადიონუკლიდის ცეზიუმის ზემოქმედებას ადამიანის სხეულზე, გავიხსენოთ რამდენიმე ძირითადი კატასტროფა,თან ახლავს ამ ელემენტის ემისიები ბიოსფეროში.
ცოტამ თუ იცის, მაგრამ 1971 წელს, ივანოვოს რეგიონში (სოფელი გალკინო), ჩატარდა სამუშაოები ჩვენი პლანეტის ქერქის ღრმა გამოკვლევებზე. ეს იყო მიწისქვეშა ბირთვული აფეთქებები, რომელთაგან ერთ-ერთის შემდეგ ტალახის შადრევანი გაიქცა ერთი ჭაბურღილიდან. დღეს კი, ამ სამუშაოების ადგილზე, საათში 3 მილირეენტგენის გამოსხივება ფიქსირდება და სტრონციუმ-90-ისა და ცეზიუმ-137-ის რადიონუკლიდები კვლავ გამოდიან დედამიწის ზედაპირზე..
ყველამ იცის 1986 წლის ჩერნობილის კატასტროფის შესახებ. მაგრამ ყველამ არ იცის, რომ იმ დროს დაახლოებით 1850 PBq რადიოაქტიური ელემენტები შევიდა ატმოსფეროში. და მათგან 270 PBq არის ცეზიუმი-137.
2011 წელს, როდესაც ავარია მოხდა იაპონიის ფუკუშიმას ატომურ ელექტროსადგურზე, ცეზიუმ-137-ის 15 PBq ნახევარგამოყოფის პერიოდით 30 წელი შევიდა წყნარ ოკეანეში..
რა მოხდება შემდეგ
რადიოაქტიური გამონაბოლქვით და ნარჩენებით ცეზიუმ-137 ხვდება ნიადაგში, საიდანაც ის ხვდება მცენარეებში, რომლებსაც აქვთ შთანთქმის კოეფიციენტი 100%. ამავდროულად, ნუკლიდის 60%-მდე გროვდება მცენარის ორგანიზმის მიწისზედა ნაწილებში. ამავდროულად, კალიუმით ღარიბ ნიადაგებში საგრძნობლად იზრდება ცეზიუმ-137-ის დაგროვების ეფექტი..
ამ ნუკლიდის დაგროვების ყველაზე მაღალი კოეფიციენტები აღინიშნება არქტიკული ზონის მტკნარ წყალმცენარეებში, ლიქენებსა და მცენარეულ ორგანიზმებში. ცხოველების სხეულში ეს რადიონუკლიდი გროვდება კუნთებსა და ღვიძლში.
ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია დაფიქსირდა ჩრდილოეთ ირმებსა და წყლის ფრინველებში არქტიკის სანაპიროებზე.
აგროვებს ცეზიუმს და სოკოებს.განსაკუთრებით ზეთის სოკო, პოლონური სოკო, ხავსიანი სოკო და ღორი მთელი ნახევარგამოყოფის პერიოდის განმავლობაში.
ცეზიუმ-137-ის ბიოლოგიური თვისებები
ბუნებრივი ცეზიუმი ცხოველის ორგანიზმის ერთ-ერთი კვალი ელემენტია. ჩვენს ორგანიზმში ცეზიუმს შეიცავს 0,0002-0,06 მიკრონი 1 გრამ რბილ ქსოვილზე.
ცეზიუმის რადიონუკლიდი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, შედის ბიოსფეროში არსებული ნივთიერებების ციკლში და თავისუფლად მოძრაობს ბიოლოგიური ტროფიკული ჯაჭვების გასწვრივ.
ადამიანის სხეულთან პერორალური კონტაქტის შემდეგ კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში, ხდება ამ ნუკლიდის 100% შეწოვა. თუმცა, ამ პროცესის სიჩქარე სხვადასხვა განყოფილებაში განსხვავებულია. ასე რომ, ორგანიზმში მოხვედრიდან ერთი საათის შემდეგ, ცეზიუმ-137-ის 7%-მდე შეიწოვება ადამიანის კუჭში, 77%-მდე თორმეტგოჯა ნაწლავში, ჯეჯუნუმში და ილეუმში, 13%-მდე ბრმა ნაწლავში და ბოლო განყოფილებაში. ნაწლავი (განივი მსხვილი ნაწლავი) - 40%-მდე.
ცეზიუმ-137-ის წილი, რომელიც შედის სასუნთქ გზებში, არის საკვებიდან მიღებული რაოდენობის 25%.
სისხლით კუნთებამდე
ნაწლავებში ხელახლა შეწოვის შემდეგ, ცეზიუმი-137 დაახლოებით თანაბრად ნაწილდება სხეულის ქსოვილებში.
ღორებზე ბოლოდროინდელმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ეს ნუკლიდი აღწევს უმაღლეს კონცენტრაციას კუნთოვან ქსოვილებში.
ირმების შესწავლისას დადგინდა, რომ ცეზიუმ-137 ერთჯერადი ინექციის შემდეგ ნაწილდება შემდეგნაირად:
- კუნთები - 100%.
- თირკმელები – 79%.
- გული - 67%.
- სინათლე – 55%.
- ღვიძლი- 48%.
ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5-დან 14 დღემდეა და უპირატესად გამოიყოფა შარდით.
რა ხდება ადამიანის ორგანიზმში
ცეზიუმის ორგანიზმში მოხვედრის ძირითადი გზები არის საჭმლის მომნელებელი ტრაქტი და სასუნთქი გზები. დაუზიანებელ კანზე ცეზიუმ-137-ის გარეგანი კონტაქტით, 0,007% აღწევს შიგნით. მიღებისას მისი 80% გროვდება ჩონჩხის კუნთებში.
ელემენტი გამოიყოფა თირკმელებით და ნაწლავებით. ერთი თვის განმავლობაში ცეზიუმის 80%-მდე ამოღებულია. რადიოლოგიური დაცვის საერთაშორისო კომისიის მონაცემებით, რადიონუკლიდის ნახევარგამოყოფის პერიოდი სამოცდაათი დღეა, მაგრამ ეს მაჩვენებელი დამოკიდებულია სხეულის მდგომარეობაზე, ასაკზე, კვებაზე და სხვა ფაქტორებზე.
რადიაციული დაზიანება, რადიაციული დაავადების სიმპტომების მსგავსი, ვითარდება 2 გ-ზე მეტი დოზის მიღებისას. მაგრამ უკვე MBq ერთეულებში შეინიშნება მსუბუქი რადიაციული დაზიანების ნიშნები დიარეის, შინაგანი სისხლდენის და სისუსტის სახით.
როგორ დავიცვათ თავი ინფექციისგან
ადამიანის სხეულში ცეზიუმ-137-ის ოდენობის დასადგენად, ბეტა-გამა რადიომეტრები ან ადამიანის გამოსხივების მრიცხველები (HCR) ზომავენ გამა გამოსხივებას ორგანიზმიდან ან სეკრეციიდან.
სპექტრის პიკების გაანალიზებისას, რომლებიც შეესაბამება მოცემულ რადიონუკლიდს, განისაზღვრება მისი აქტივობა ორგანიზმში.
ცეზიუმ-137-ის თხევადი ან მყარი ნაერთებით ინფექციის პრევენცია არის მანიპულაციების ჩატარება ექსკლუზიურად დახურულ ყუთებში. საშუალებები გამოიყენება ელემენტის შიგნით მოხვედრის თავიდან ასაცილებლადპირადი დაცვა.
აღსანიშნავია, რომ ცეზიუმ-137-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 30 წელია. ასე რომ, 1987 წელს ბრაზილიაში (ქალაქი გოიანია) მოხდა ნაწილის მოპარვა რადიოთერაპიის განყოფილებიდან. 2 კვირის განმავლობაში დაახლოებით 250 ადამიანი დაინფიცირდა, მათგან ოთხი ერთი თვის განმავლობაში გარდაიცვალა.
ტოლერანტობა და სასწრაფო დახმარება
ამ ელემენტის დასაშვები ქვითრებია 7.4 x 102 Bq დღის განმავლობაში და 13.3 x 104 Bq წელიწადში. ჰაერში შემცველობა არ უნდა აღემატებოდეს 18 x 10-3 Bq 1 კუბურ მეტრზე, ხოლო წყალში - 5.5 x 102 Bq ლიტრზე.
მითითებული ნორმების გადაჭარბების შემთხვევაში აუცილებელია სხეულისგან ელემენტის ამოღების დაჩქარების ღონისძიებების გატარება. უპირველეს ყოვლისა, უნდა იქნას მიღებული ზომები ზედაპირების (სახისა და ხელების) საპნით და წყლით გაუვნებელყოფის მიზნით. თუ ნივთიერება შედის სასუნთქი გზების მეშვეობით, ჩამოიბანეთ ნაზოფარინქსი ფიზიოლოგიური ხსნარით.
სორბენტებისა და შარდმდენების გამოყენება წყლის დატვირთვით დააჩქარებს ელემენტის მოცილებას.
მძიმე შემთხვევებში ტარდება ჰემოდიალიზი და ინიშნება სპეციფიური თერაპია.
მაგრამ არის სარგებელი
ქიმიურ კვლევებში, გამა-სხივების ხარვეზის გამოვლენაში, რადიაციულ ტექნოლოგიებში და სხვადასხვა რადიობიოლოგიურ ექსპერიმენტებში, მეცნიერებმა იპოვეს ამ ადამიანის მიერ გამოსხივების თვისებების მქონე ელემენტის გამოყენება.
ცეზიუმ-137 გამოიყენება კონტაქტურ და სხივურ თერაპიაში, სამედიცინო ინსტრუმენტების, საკვები პროდუქტების სტერილიზაციაში.
ამ ელემენტმა იპოვა თავისი გამოყენება წარმოებაშირადიოიზოტოპის დენის წყაროებში და მყარი ნივთიერებების დონის საზომებში, სადაც ის გამოიყენება გაუმჭვირვალე დალუქულ კონტეინერებში.
