Çevredeki aktinitler - Actinides in the environment

Çevresel radyoaktivite yalnızca aktinitlerle sınırlı değildir ; radon ve radyum gibi aktinit olmayanlar dikkat çekicidir. Tüm aktinitler radyoaktif olsa da, yer kabuğunda uranyum ve toryum gibi birçok aktinit veya aktinit ile ilgili mineral vardır. Bu mineraller, karbon tarihleme, çoğu dedektör, X-ışınları ve daha fazlası gibi birçok yönden faydalıdır.

Soluma karşı yutma

Genel olarak, yüksek ateşlenmiş uranyum dioksit ve karışık oksit (MOX) yakıtı gibi yutulan çözünmeyen aktinit bileşikleri, vücut tarafından çözünemedikleri ve emilemeyecekleri için sindirim sisteminden çok az etki ile geçerler . İnhale bunlar kalır olarak aktinit bileşikler, bununla birlikte, daha fazla zarar olacak akciğer ve akciğer dokusunun ışınlanması.

Sindirilen düşük ateşli oksitler ve nitrat gibi çözünür tuzlar kan dolaşımına emilebilir. Solunurlarsa katının çözünmesi ve akciğerleri terk etmesi mümkündür. Bu nedenle, çözünür form için akciğerlere verilen doz daha düşük olacaktır.

Aktinyum

Aktinyum , uranyum cevherlerinde eser miktarda 227-Ac, yarı ömrü 21.773 yıl olan bir α ve β yayıcı olarak doğal olarak bulunabilir. Bir ton uranyum cevheri, bir gram aktinyumun yaklaşık onda birini içerir. Daha yaygın olarak, bir nükleer reaktörde 226-Ra'nın nötron ışınlaması ile miligram miktarlarında yapılır. Doğal olarak oluşan aktinyum 1 radyoaktif izotoptan oluşur; 227-Ac en bol olanıdır (%100 doğal bolluk).

toryum

Nadir bir toprak ve toryum-fosfat minerali olan monazit, dünyadaki toryumun birincil kaynağıdır.

In India , büyük miktarda toryum cevheri şeklinde bulunabilir monazit içinde plaserlerin Batı ve Doğu kıyı arasında kumul kumlarının özellikle de, Tamil Nadu kıyı bölgelerinde. Bu bölgenin sakinleri, dünya ortalamasının on katı kadar doğal olarak oluşan bir radyasyon dozuna maruz kalmaktadır.

oluşum

Toryum, uranyumdan yaklaşık üç kat daha bol olduğu ve kurşun kadar yaygın olduğu çoğu kaya ve toprakta düşük seviyelerde bulunur . Toprak genellikle ortalama olarak milyonda 6 kısım (ppm) toryum içerir. Toryum birkaç mineralde bulunur , en yaygını yaklaşık %12'ye kadar toryum oksit içeren nadir toprak toryum-fosfat minerali monazittir . Birçok ülkede önemli mevduatlar var. 232 Th çok yavaş bozunur ( yarı ömrü dünyanın yaşının yaklaşık üç katıdır). Toryumun diğer izotopları , toryum ve uranyum bozunma zincirlerinde bulunur. Bunların çoğu kısa ömürlüdür ve bu nedenle kütle bazında ihmal edilebilir olsalar da 232 Th'den çok daha radyoaktiftir .

İnsanlarda Etkileri

Toryum, karaciğer kanseri ile ilişkilendirilmiştir . Geçmişte toria ( toryum dioksit ) tıbbi X-ray radyografisi için bir kontrast maddesi olarak kullanılıyordu, ancak kullanımı durduruldu. Thorotrast adı altında satıldı .

protaktinyum

Protactinium-231, bazı cevherlerde 3 ppm'ye kadar, pitchblend gibi uranyum cevherlerinde doğal olarak bulunur. Protaktinyum doğal olarak toprakta, kayada, yüzey suyunda, yeraltı suyunda, bitkilerde ve hayvanlarda çok düşük konsantrasyonlarda bulunur (1 ppt veya 0.1 pikokori (pCi)/g düzeyinde).

Uranyum

Uranyum , yaygın olarak bulunan doğal bir metaldir. Hemen hemen tüm topraklarda bulunur ve antimon , berilyum , kadmiyum , altın , cıva , gümüş veya tungstenden daha bol ve arsenik veya molibden kadar boldur . Fosfat kaya yatakları gibi bazı maddelerde ve uranyumca zengin cevherlerdeki linyit ve monazit kumları gibi minerallerde önemli konsantrasyonlarda uranyum oluşur (ticari olarak bu kaynaklardan geri kazanılır).

Uranyum (VI) çözünür karbonat kompleksleri oluşturduğundan, deniz suyu ağırlıkça milyarda yaklaşık 3,3 kısım uranyum içerir . Uranyumun deniz suyundan çıkarılması, elementi elde etmenin bir yolu olarak kabul edilmiştir. Uranyumun çok düşük spesifik aktivitesi nedeniyle, canlılar üzerindeki kimyasal etkileri, radyoaktivitesinin etkilerinden genellikle daha ağır basabilir. Nükleer yakıt çevrimi ve tükenmiş uranyumun mühimmatta kullanılması sonucunda bazı yerlerde çevreye ilave uranyum eklenmiştir .

Neptünyum

Plütonyum gibi, neptünyum da toprak için yüksek bir afiniteye sahiptir. Bununla birlikte, uzun vadede nispeten hareketlidir ve neptünyum-237'nin yeraltı suyundaki difüzyonu, kullanılmış nükleer yakıtın kalıcı olarak depolanması için derin bir jeolojik depo tasarlamada önemli bir konudur . 237 Np, 2.144 milyon yıllık bir yarı ömre sahiptir ve bu nedenle uzun vadeli bir sorundur; ancak yarı ömrü hala uranyum-238 , uranyum-235 veya uranyum-236'dan çok daha kısadır ve 237 Np bu nedenle bu nüklidlerden daha yüksek spesifik aktiviteye sahiptir. Sadece bir laboratuvarda nötronlarla bombardıman edildiğinde Pu-237 yapmak için kullanılır.

plütonyum

Kaynaklar

Çevredeki plütonyum çeşitli kaynaklara sahiptir. Bunlar şunları içerir:

  • atom pilleri
    • Boşlukta
    • kalp pillerinde
  • bomba patlamaları
  • Bomba güvenlik denemeleri
  • nükleer suç
  • nükleer yakıt döngüsü
  • Nükleer enerji santralleri

Çevre Kimyası

Plütonyum, diğer aktinitler gibi, hali hazırda, bir oluşturan plütonyum dioksit ( plutonyl (puo) çekirdek 2 ). Çevrede, bu plütonil çekirdeği karbonat ve ayrıca diğer oksijen parçaları (OH - , NO 2 - , NO 3 - ve SO 4 2− ) ile kolayca kompleks oluşturarak toprağa düşük afinite ile kolayca hareket edebilen yüklü kompleksler oluşturur.

  • PuO 2 CO 3 2−
  • PuO 2 (CO 3 ) 2 4−
  • PuO 2 (CO 3 ) 3 6−

Puo 2 yüksek asitli nitrik asit çözeltilerinin nötralize oluşan polimerik puo oluşturma eğilimindedir 2 kompleks dayanıklıdır. Plütonyum ayrıca +3, +4, +5 ve +6 durumları arasındaki değerleri kolayca değiştirir. Çözeltideki plütonyumun bir kısmının dengedeki tüm bu hallerde bulunması yaygındır.

Plütonyumun toprak parçacıklarına çok güçlü bir şekilde bağlandığı bilinmektedir, toprakta ve betonda plütonyumun X-ışını spektroskopik çalışması için yukarıya bakın . Sezyum , aktinitlerden çok farklı bir kimyaya sahipken , hem sezyumun hem de aktinitlerin çoğunun topraktaki minerallere güçlü bir şekilde bağlandığı iyi bilinmektedir. Bu nedenle , Pu ve Cs toprakların göçünü incelemek için 134 Cs etiketli toprağın kullanılması mümkün olmuştur . Gösterilmiştir koloidal taşıma işlemleri Cs göçünü kontrol eder (ve Pu göçünü kontrol edecek) toprakta madde İzolasyonu Pilot fabrika .

Amerika

Americium genellikle çöplüklere atılan duman dedektörlerinden girer . Duman dedektörlerinin imhasıyla ilgili kurallar çoğu belediyede çok rahattır. Örneğin, Birleşik Krallık'ta , amerikyum içeren bir duman dedektörünü normal ev çöpleriyle birlikte çöp kutusuna atarak atılmasına izin verilir, ancak her çöp kutusu değerinde çöp yalnızca bir duman dedektörü içermekle sınırlıdır. Amerikyum içeren ürünlerin (duman dedektörleri gibi) yanı sıra nükleer reaktörler ve patlamalar da amerikyumu çevreye salabilir.

David "Radioactive Boyscout" Hahn'ı gösteren resim.

1999'da Fransa'da 900 duman dedektörü taşıyan bir kamyonun alev aldığı bildirildi; Bunun çevreye amerikyum salınımına yol açtığı iddia ediliyor. ABD'de, "Radyoaktif İzci" David Hahn , kalan fiyatlarla binlerce duman dedektörü satın alabildi ve Amerika'yı onlardan konsantre edebildi.

Americium'a maruz kalan insan vakaları olmuştur. En kötü durum, bir torpido gözünün karıştığı bir kazadan sonra aşırı yüksek dozda americium-241'e maruz kalan Harold McCluskey'inkiydi . Ardından şelasyon tedavisi gördü . Ona verilen tıbbi bakımın hayatını kurtarması muhtemeldir: benzer biyolojik dağılıma ve plütonyuma toksisiteye rağmen, iki radyoaktif elementin farklı çözelti durumu kimyaları vardır. Americium +3 oksidasyon durumunda stabildir , plütonyumun +4 oksidasyon durumu ise insan vücudunda oluşabilir.

En yaygın izotop americium-241 bozunur (432 yıllık yarılanma ömrü) , çok daha uzun bir yarı ömre sahip olan neptunium-237'ye dönüşür , bu nedenle uzun vadede, neptünyum için yukarıda tartışılan konular geçerlidir.

Çevreye salınan Americium, nispeten sığ derinliklerde toprakta ve suda kalma eğilimindedir ve büyüme sırasında hayvanlar ve bitkiler tarafından alınabilir; karides gibi kabuklu deniz ürünleri , kabuklarında americium-241'i alır ve tahıl bitkilerinin parçaları maruz kalma ile kontamine olabilir. JD Chaplin ve ark. Son zamanlarda , topraklarda, ayrıca tatlı su ve deniz suyunda kararsız biyoyararlı Americium'u ölçmek için bir yöntem sağlayan, ince film tekniğindeki Difüzyonlu gradyanlardaki ilerlemeler rapor edilmiştir.

küriyum

Atmosferik curium bileşikleri, yaygın çözücülerde az çözünür ve çoğunlukla toprak parçacıklarına yapışır. Toprak analizi, kumlu toprak partiküllerinde toprak gözeneklerinde bulunan suya göre yaklaşık 4.000 kat daha yüksek curium konsantrasyonunu ortaya çıkardı. Tınlı topraklarda yaklaşık 18.000'lik daha da yüksek bir oran ölçülmüştür .

kaliforniyum

Kaliforniyum suda oldukça çözünmez, ancak sıradan toprağa iyi yapışır; ve topraktaki konsantrasyonları, toprak parçacıklarını çevreleyen sudakinden 500 kat daha fazla olabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

  • Hala, Jiri ve James D. Navratil. Radyoaktivite, İyonize Radyasyon ve Nükleer Enerji . Konvoj: Brno, Çek Cumhuriyeti, 2003. ISBN  80-7302-053-X .

Dış bağlantılar