Введение

Радиоактивный изотоп стронция химический изотоп стронция 90 (Strontium 90) - радиоактивный изотоп стронция, полученный ядерным делением, с периодом полураспада 28,8 года. Он подвергается β-распаду в иттрий 90, с энергией распада 0,546 МеВ. Стрёнций 90 имеет применение в медицине и промышленности и является изотопом, вызывающим озабоченность в результате ядерного оружия, испытаний ядерного оружия и ядерных аварий.

Радиоактивность

Природно встречающийся стронций нерадиоактивен и нетоксичен в нормальных уровнях, встречающихся в окружающей среде, но 90Sr представляет радиационную опасность. 90Sr подвергается β-распаду с периодом полураспада 28,79 лет и энергией распада 0,546 MeV, распределенной на электрон, антинейтрино, и иттрий изотоп 90Y, который, в свою очередь, подвергается β-распаду с периодом полураспада 64 часа и энергией распада 2,28 MeV, распределенной на электрон, антинейтрино, и 90Zr (цирконий), который является стабильным. Следует отметить, что 90Sr/Y является почти чистым источником бета-частиц; гамма-фотонное излучение от распада 90Y настолько редко, что его обычно можно игнорировать. 90Sr имеет специфическую активность 5,21 TBq/g.

Продукт деления

90Sr является продуктом ядерного деления. Он присутствует в значительном количестве в отработавшем ядерном топливе, в радиоактивных отходах от ядерных реакторов и в ядерных осадках от ядерных испытаний. Для термонейтронного деления, как в современных атомных электростанциях, выход продукта деления из урана 235 составляет 5,7%, из урана 233 - 6,6%, а из плутония 239 - только 2,0%.

Ядерные отходы

Стронций 90 классифицируется как отходы высокого уровня. Его 29-летний период полураспада означает, что для того, чтобы разложиться до незначительного уровня, может потребоваться сотни лет. Воздействие загрязненной воды и пищи может увеличить риск лейкемии и рака костей. По сообщениям, тысячи капсул радиоактивного стронция, содержащих миллионы кюрий, хранятся в хранилище отходов Ханфордского участка.

Исправление

Водоросли показали селективность для стронция в исследованиях, где большинство растений, используемых в биоремедиации, не показали селективность между кальцием и стронцием, часто насыщаясь кальцием, который больше в количестве и также присутствует в ядерных отходах. Исследование водорослей Closterium moniliferum с использованием стабильного стронция показало, что изменение соотношения бария и стронция в воде улучшает селективность стронция. После попадания в организм, чаще всего при попадании в организм через пищу или воду, около 70 - 80% дозы выводится из организма. Экспозицию 90Sr можно проверить с помощью биологического анализа, чаще всего с помощью анализа мочи. 1000 дней, 18 лет, 30 лет и, в верхнем пределе, 49 лет. Широкий диапазон опубликованных биологических показателей полураспада объясняется сложным метаболизмом стронция в организме. Однако, в среднем, исходя из всех путей выведения, общий биологический период полувыведения оценивается примерно в 18 лет. Скорость выведения стронция 90 сильно зависит от возраста и пола, вследствие различий в метаболизме костей. Вместе с изотопами цезия 134Cs и 137Cs и изотопом йода 131I, он был одним из самых важных изотопов в отношении воздействия на здоровье после Чернобыльской катастрофы. Поскольку стронций имеет сродство к рецептору чувствительности к кальцию клеток паратиреоидной железы, которое похоже на сродство к кальцию, повышенный риск у ликвидаторов Чернобыльской электростанции страдать первичным гиперпаратиреоидизмом может быть объяснен связыванием стронция 90.

Термоэлектрические генераторы радиоизотопов (RTG)

Радиоактивный распад стронция 90 генерирует значительное количество тепла, 0,95 Вт/г в виде чистого металла стронция или приблизительно 0,460 Вт/г в виде титаната стронция и дешевле, чем альтернативный 238Pu. Он используется в качестве источника тепла во многих российских/советских радиоизотопных термоэлектрических генераторах, обычно в виде титаната стронция. Он также использовался в серии RTG "Sentinel" в США. Стартап Zeno Power разрабатывает RTG, которые используют стронций 90 от DOD, и стремится доставить продукт к 2026 году.

Промышленные применения

90Sr используется в промышленности в качестве радиоактивного источника для толстомера.

Радиационная война

В апреле 1943 года Энрико Ферми предложил Роберту Оппенгеймеру возможность использования радиоактивных побочных продуктов обогащения для загрязнения немецких продовольственных поставок. Фон был опасен тем, что немецкий проект атомной бомбы уже находился на продвинутой стадии, и Ферми также был скептически настроен в то время, что атомная бомба может быть разработана достаточно быстро. Оппенгеймер обсудил предложение с Эдвардом Теллером, который предложил использовать стронций 90. Джеймс Брайант Конант и Лесли Р. Гроувз также были проинформированы, но Оппенгеймер хотел продолжить план только в том случае, если достаточное количество пищи может быть заражено оружием, чтобы убить полмиллиона человек.

Загрязнение окружающей среды 90Sr

Странций 90 не так вероятно, как цезий 137, чтобы быть выпущенным в рамках аварии ядерного реактора, потому что он гораздо менее летучий, но, вероятно, является самым опасным компонентом радиоактивных осадков от ядерного оружия. Исследование сотен тысяч лиственных зубов, собранных доктором Луизой Рейс и ее коллегами в рамках исследования детских зубов, обнаружило значительное увеличение уровня 90Sr в 1950-х и начале 1960-х годов. Окончательные результаты исследования показали, что у детей, родившихся в Сент-Луисе, штат Миссури, в 1963 году, уровень 90Sr в их лиственных зубах был в 50 раз выше, чем у детей, родившихся в 1950 году, до появления крупномасштабных атомных испытаний. Рецензенты исследования предсказали, что радиоактивные осадки вызовут повышенную заболеваемость у тех, кто поглотил стронций 90 в костях. Однако никаких последующих исследований с участием испытуемых не проводилось, поэтому утверждение не проверено. Статья с первоначальными результатами исследования была разослана президенту США Джону Ф. Кеннеди в 1961 году и помогла убедить его подписать Договор о частичном запрещении ядерных испытаний с Великобританией и Советским Союзом, положив конец наземным испытаниям ядерного оружия, которые вызывали наибольшее количество ядерных осадков в атмосферу. Чернобыльская катастрофа выпустила в окружающую среду примерно 10 PBq, или около 5% от основного запаса, стронция 90. В результате аварии в Киштиме в окружающую среду выделили стронций 90 и другие радиоактивные вещества. По оценкам, он выпустил 20 MCi (800 PBq) радиоактивности. В результате аварии на АЭС "Фукусима-Дайичи" с момента аварии до 2013 года в Тихий океан выделялось от 0,1 до 1 ПБк стронция 90 в виде загрязненной охлаждающей воды.

В популярной культуре

В вселенной видеоигр Fallout многие вкусы Нуку Колы создаются не этичными способами. В частности, аромат, Nuka Cola Quantum, имеет характерный ярко-синий свет, который происходит от добавленного стронция 90. Это был также последний аромат, созданный Нука-Коло до Великой войны.