sezyum-137 - Caesium-137
.jpg) Mühürlü sezyum-137 radyoaktif kaynak
| |
| Genel | |
|---|---|
| Sembol | 137 C |
| İsimler | sezyum-137, Cs-137 |
| protonlar | 55 |
| nötronlar | 82 |
| nüklid verileri | |
| Doğal bolluk | 0 (iz) |
| Yarım hayat | 30,17 yıl ± 0,03 yıl |
| ana izotoplar | 137 Xe ( β - ) |
| çürüme ürünleri |
137m Ba 137 Ba |
| izotop kütlesi | 136.907 u |
| Döndürmek | 7 ⁄ 2 + |
| Çürüme modları | |
| çürüme modu | Bozunma enerjisi ( MeV ) |
| β- ( beta bozunması ) | 0.5120 |
| γ ( gama ışınları ) | 0.6617 |
|
Sezyum izotopları Tam nüklid tablosu | |
sezyum-137 (137
55C'ler
) Veya radiocaesium , a, radyoaktif sezyum izotop daha yaygın olarak oluşturulmaktadır fizyon ürünleri ile nükleer füzyon arasında uranyum-235 ve diğer parçalanabilir izotopları olarak nükleer reaktör ve nükleer silahlar . Eser miktarlar da uranyum-238'in doğal fisyonundan kaynaklanmaktadır . Kısa-orta ömürlü fisyon ürünleri arasında en sorunlu olanlardandır. 137 Cs nispeten düşük bir kaynama noktasına (671 °C, 1240 F) sahiptir ve Çernobil nükleer kazasında ve atom patlamalarında olduğu gibi yüksek sıcaklıkta aniden serbest bırakıldığında kolayca uçar ve havada çok uzun mesafeler kat edebilir. . Radyoaktif serpinti olarak toprakta biriktikten sonra sezyumun en yaygın kimyasal bileşikleri olan tuzların suda çözünürlüğünün yüksek olması nedeniyle ortamda kolayca hareket eder ve yayılır . 137 Cs, Glenn T. Seaborg ve Margaret Melhase tarafından keşfedilmiştir .
Çürümek
Sezyum-137, yaklaşık 30.17 yıllık bir yarı ömre sahiptir. % 94,6 Hakkında çürüklere tarafından beta emisyonu a yarı kararlı nükleer izomeri baryum: baryum 137 milyon ( 137 milyon Ba, Ba-137 milyon). Geri kalan, sabit olan baryum-137'nin temel durumunu doğrudan doldurur. Yarı kararlı baryum yaklaşık 153 saniyelik bir yarı ömre sahiptir ve sezyum-137 numunelerindeki tüm gama ışını emisyonlarından sorumludur . 137m Ba, 0.6617 MeV enerjiye sahip fotonların emisyonu ile temel duruma bozunur . 137 Cs bozunmasının toplam % 85,1'i bu şekilde gama ışını emisyonuna yol açar. Sezyum-137 Bir gram bir sahiptir aktivitesi 3.215 tera ait becquerel (TBq).
kullanır
Sezyum-137'nin bir dizi pratik kullanımı vardır. Küçük miktarlarda radyasyon algılama ekipmanını kalibre etmek için kullanılır. Tıpta radyasyon tedavisinde kullanılır . Endüstride, akış ölçerlerde , kalınlık ölçerlerde, nem-yoğunluk ölçerlerde (yoğunluk okumaları için, nem okumasını sağlayan amerikyum-241 /berilyum ile) ve gama ışını kuyusu kayıt cihazlarında kullanılır.
Sezyum-137 endüstriyel radyografi için yaygın olarak kullanılmamaktadır, çünkü iyi tanımlanmış (ve küçük şekilli) çok yüksek spesifik aktiviteye sahip bir malzeme elde etmek zordur, çünkü kullanılmış nükleer yakıttan sezyum stabil sezyum ve ayrıca uzun ömürlü Cs-135 içerir. Ayrıca, daha yüksek spesifik aktiviteye sahip sezyum kaynakları, çok çözünür sezyum klorürden (CsCl) yapılma eğilimindedir , bunun bir sonucu olarak, bir radyografi kaynağının hasar görmesi kontaminasyonun yayılmasını artıracaktır. Suda çözünmeyen sezyum kaynakları ( Ni gibi çeşitli ferrosiyanür bileşikleri ile) yapmak mümkündür.
2Fe(CN)
6ve amonyum ferrik hekzasiyano ferrat (AFCF), Giese tuzu, ferrik amonyum ferrosiyanür) ancak spesifik aktiviteleri çok daha düşük olacaktır. Büyük bir emisyon hacmi, radyografide görüntü kalitesine zarar verecektir. İridyum-192 ve kobalt-60 ,60
27ortak
, radyografi için tercih edilir, çünkü bunlar kimyasal olarak reaktif olmayan metallerdir ve yüksek akışlı reaktörlerde stabil kobalt veya iridyumun aktivasyonu ile çok daha yüksek spesifik aktivitelerle elde edilebilirler.
Neredeyse tamamen insan yapımı bir izotop olan sezyum-137, şarabın tarihlendirilmesinde ve sahte ürünlerin tespit edilmesinde ve 1945'ten sonra meydana gelen çökelme yaşını değerlendirmek için göreceli bir tarihleme materyali olarak kullanılmıştır.
Sezyum-137 ayrıca jeolojik araştırmalarda toprak erozyonu ve birikimini ölçmek için radyoaktif bir izleyici olarak kullanılır.
Radyoaktif sezyumun sağlık riski
Sezyum-137 suyla reaksiyona girerek suda çözünür bir bileşik ( sezyum hidroksit ) üretir . Sezyumun biyolojik davranışı potasyum ve rubidyumunkine benzer . Vücuda girdikten sonra sezyum, en yüksek konsantrasyonları yumuşak dokuda olmak üzere, vücutta aşağı yukarı eşit olarak dağılır . Biyolojik yarılanma ömrü sezyum 70 gün hakkındadır.
1961 yılında deney 21.5 ile dozlanmış farelerin göstermiştir uCi / gr (bir ima 30 gün içinde% 50 ölüm vakası vardı LD 50 245 ug / kg arasında). 1972'deki benzer bir deney, köpeklerin tüm vücut yükü 3800 μCi /kg (140 MBq/kg veya yaklaşık 44 μg/kg) sezyum-137'ye (ve 950 ila 1400 rad ) maruz kaldıklarında, 33 dakika içinde öldüklerini göstermiştir. gün, bu yükün yarısına sahip hayvanlar bir yıl boyunca hayatta kaldı. Önemli araştırmalar, kanserden en çok etkilenen pankreasın ekzokrin hücrelerinde dikkat çekici bir 137 Cs konsantrasyonu olduğunu göstermiştir . Bandazhevsky, 2003 yılında, Çernobil yakınlarındaki kirli bölgede ölen ve pankreas tümörü insidansının daha yüksek olduğunu bildirdikleri 6 çocuk üzerinde yaptıkları otopsilerde , karaciğerlerindekinden 40-45 kat daha yüksek 137 Cs konsantrasyonu bulmuştur , böylece pankreas dokusunun kanserli olduğunu kanıtlamıştır. radyoaktif sezyumun bağırsağında güçlü bir akümülatör ve salgılayıcı. Sezyum-137'nin kazara yutulması Prusya mavisi (Fe) ile tedavi edilebilir.III
4[FeII
( CN )
6]
3), kimyasal olarak bağlanır ve biyolojik yarı ömrü 30 güne indirir.
Çevrede radyoaktif sezyum
| Destek: Birim: |
t ½ ( bir ) |
Verim ( % ) |
Q * ( keV ) |
βγ * |
|---|---|---|---|---|
| 155 AB | 4.76 | 0.0803 | 252 | βγ |
| 85 Kr | 10.76 | 0.2180 | 687 | βγ |
| 113m Cd | 14.1 | 0.0008 | 316 | β |
| 90 Sr | 28.9 | 4.505 | 2826 | β |
| 137 C | 30.23 | 6.337 | 1176 | β y |
| 121m Sn | 43.9 | 0.00005 | 390 | βγ |
| 151 Sm | 88.8 | 0.5314 | 77 | β |
Sezyum-137, diğer radyoaktif izotoplar sezyum-134 , iyodin-131 , ksenon-133 ve stronsiyum-90 ile birlikte , neredeyse tüm nükleer silah testleri ve bazı nükleer kazalar , özellikle de Çernobil felaketi ve Fukushima sırasında çevreye salındı. Daiichi felaketi .
Sezyum-137 çevrede büyük ölçüde antropojeniktir (insan yapımı). Sezyum-137, plütonyum ve uranyumun nükleer fisyonundan üretilir ve baryum-137'ye bozunur . 1942'nin sonlarında ilk yapay nükleer reaktörün ( Chicago Pile-1 ) inşasından önce , sezyum-137, yaklaşık 1,7 milyar yıldır Dünya'da önemli miktarlarda oluşmamıştı . Bu izotop tarafından yayılan karakteristik gama ışınları gözlemlenerek, belirli bir kapalı kabın içeriğinin, bir kısmını atmosfere yayan ilk atom bombası patlamasından ( Trinity testi , 16 Temmuz 1945) önce mi yoksa sonra mı yapıldığı belirlenebilir , eser miktarlarını hızla dünya çapında dağıtıyor. Bu prosedür, araştırmacılar tarafından bazı nadir şarapların, özellikle de " Jefferson şişeleri " olarak adlandırılanların gerçekliğini kontrol etmek için kullanılmıştır . Yüzey toprakları ve sedimanları da 137 Cs aktivitesi ölçülerek tarihlendirilir .
Çernobil felaketi
Bugün itibariyle ve önümüzdeki birkaç yüz yıl boyunca sezyum-137 ve stronsiyum-90 , Çernobil nükleer santrali çevresindeki yabancılaşma bölgesinde başlıca radyasyon kaynağı olmaya devam ediyor ve sağlık için en büyük riski oluşturuyor. yaklaşık 30 yıllık yarı ömürleri ve biyolojik alımları. Çernobil felaketini takiben Almanya'da sezyum-137'nin ortalama kontaminasyonu 2000 ila 4000 Bq/m 2 idi . Bu, 1 mg/km 2 sezyum-137 kirliliğine tekabül eder ve tüm Almanya'da biriken toplam yaklaşık 500 gramdır. İskandinavya'da, bazı ren geyiği ve koyunları, Çernobil'den 26 yıl sonra Norveç yasal sınırını (3000 Bq/kg) aştı. 2016 itibariyle, Çernobil sezyum-137 yarı yarıya azaldı, ancak yerel olarak çok daha büyük faktörlerle yoğunlaşmış olabilir.
Fukuşima Daiichi felaketi
Nisan 2011'de, Japonya'daki Fukushima Daiichi nükleer felaketlerinden sonra çevrede yüksek seviyelerde sezyum-137 de bulundu . Temmuz 2011'de, Fukushima Eyaletinden Tokyo'ya gönderilen 11 inekten alınan etin, kilogram başına 137 Cs olan 1.530 ila 3.200 bekerel olduğu tespit edildi ; bu, o sırada kilogram başına 500 bekerel olan Japon yasal sınırını önemli ölçüde aştı. Mart 2013'te, tesisin yakınında yakalanan bir balık, bir kilogram radyoaktif sezyum başına 740.000 bekerel rekor seviyeye sahipti ve bu, hükümetin kilogram başına 100 bekerel sınırının üzerindeydi. Scientific Reports'taki 2013 tarihli bir makale , kapılmış bitkiden 50 km uzaklıktaki bir orman alanı için yaprak döküntüsü, mantarlar ve detritivorlarda 137 Cs konsantrasyonunun yüksek , ancak otoburlarda düşük olduğunu buldu. 2014'ün sonunda, Japonya'dan Alaska Körfezi'ne Kuzey Pasifik akımı tarafından taşınan "Fukushima kaynaklı radyosezyum tüm batı Kuzey Pasifik Okyanusu'na yayıldı" . 200 metreye kadar olan yüzey tabakasında ve mevcut alanın güneyinde 400 metreye kadar ölçülmüştür.
Sezyum-137'nin Fukuşima'daki en büyük sağlık sorunu olduğu bildiriliyor. Sezyumun %80 ila %95'ini kirlenmiş topraktan ve diğer malzemelerden verimli bir şekilde ve topraktaki organik maddeyi yok etmeden çıkarabilecek bir dizi teknik düşünülmektedir. Bunlara hidrotermal patlatma dahildir. Ferrik ferrosiyanür ( Prusya mavisi ) ile çökeltilen sezyum , özel mezar alanları gerektiren tek atık olacaktır. Amaç, kontamine ortamdan yıllık maruziyeti arka planın 1 mSv üstüne çıkarmaktır . Radyasyon dozlarının 50 mSv/yıl'dan yüksek olduğu en kirli alan sınırların dışında kalmalıdır, ancak şu anda 5 mSv/yıl'ın altında olan bazı alanlar dekontamine edilerek 22.000 kişinin geri dönmesine izin verilebilir.
Olaylar ve kazalar
Sezyum-137 gama kaynakları birçok radyolojik kaza ve olaya karışmıştır.
1987 Goiânia, Goiás, Brezilya
Gelen Goiânia'da kaza 1987, uygun olmayan şekilde bir terk klinikten radyasyon terapisi sisteminin yerleştirilmiş Goiânia'da , Brezilya sonra junkyards satılmak üzere kırık çıkarıldı ve parlak bir sezyum tuzu , meraklı unadvised alıcılara satılan. Bu, radyasyon kontaminasyonundan dört onaylanmış ölüme ve birkaç ciddi yaralanmaya yol açtı. Metalik muhafazalara yerleştirilmiş sezyum gama ışını kaynakları, izabe tesislerine giderken hurda metalle karışabilir ve bu da radyoaktivite ile kirlenmiş çelik üretimine neden olabilir.
1989 Kramatorsk, Donetsk, Ukrayna
Kramatorsk radyolojik kaza küçük kapsül içinde bir apartmanın beton duvarın içine bulunmuştur yüksek oranda radyoaktif sezyum-137 içeren yaparken 1989 yılında meydana Kramatorsk , Ukrayna SSC . Başlangıçta bir ölçüm cihazının parçası olan kapsülün 1970'lerin sonlarında kaybolduğu ve 1980'de binanın yapımında kullanılan çakılla karıştığı düşünülüyor. Dairede 9 yıldan fazla bir süredir iki aile yaşıyordu. Kapsül keşfedildiği zaman, binanın 6 sakini lösemiden öldü ve 17 kişi daha çeşitli dozlarda radyasyon aldı.
1997, Gürcistan
1997'de birkaç Gürcü askeri radyasyon zehirlenmesi ve yanıklara maruz kaldı. Sonunda Sovyetler Birliği'nin dağılmasından sonra terk edilmiş, unutulmuş ve etiketlenmemiş eğitim kaynaklarına kadar takip edildiler . Biri, ortak bir ceketin cebinde bulunan ve 1 metre mesafedeki arka plan radyasyon seviyesinin yaklaşık 130.000 katını yayan sezyum-137 peletiydi.
1998, Los Barrios, Cadiz, İspanya
In Acerinox'un kaza 1998, İspanyolca geri dönüşüm şirketi Acerinox'un yanlışlıkla bir gama ışını jeneratörü gelen radyoaktif sezyum-137 bir kitle eritmiş.
2009 Tongchuan, Shaanxi, Çin
2009 yılında (bir Çinli çimento şirketi Tongchuan , Shaanxi Eyaleti ) eski, kullanılmayan yıkmaya edildi çimento fabrikası ve radyoaktif maddeleri işlemek için standartlar takip etmedi. Bu , radyoaktif sezyumun eritilerek çeliğe dönüştürüldüğü bir çelik fabrikasına giderken sekiz kamyon dolusu hurda metalle birlikte bir ölçüm cihazından bir miktar sezyum-137'nin eklenmesine neden oldu.
Mart 2015, Tromsø Üniversitesi, Norveç
Mart 2015'te, Norveç Tromsø Üniversitesi sezyum-137, amerikyum-241 ve stronsiyum-90 örnekleri de dahil olmak üzere 8 radyoaktif numuneyi kaybetti. Numuneler, eğitim için kullanılmak üzere güvenli bir yerden taşındı. Örneklerin iade edilmesi gerektiğinde üniversite onları bulamamıştı. 4 Kasım 2015 itibariyle numuneler hala kayıp.
Mart 2016 Helsinki, Uusimaa, Finlandiya
3 ve 4 Mart 2016'da Finlandiya'nın Helsinki kentinde havada alışılmadık derecede yüksek seviyelerde sezyum-137 tespit edildi . Göre STUK , ülkenin nükleer regülatör, ölçümler 4.000 μBq / m gösterdi 3 yaklaşık 1.000 kez olağan seviyesini -. Ajans tarafından yapılan bir soruşturma, kaynağı STUK ve bir radyoaktif atık arıtma şirketinin faaliyet gösterdiği bir binaya kadar takip etti.
Mayıs 2019 Seattle, Washington, ABD
Harbourview Tıp Merkezi kompleksindeki Araştırma ve Eğitim binasında Mayıs 2019'da on üç kişi sezyum-137'ye maruz kaldı. Toz döküldüğünde, sözleşmeli bir ekip sezyumu laboratuvardan bir kamyona aktarıyordu. Beş kişi dekontamine edildi ve serbest bırakıldı, ancak daha doğrudan maruz kalan 8 kişi araştırma binası boşaltılırken hastaneye kaldırıldı.
Ayrıca bakınız
Referanslar
bibliyografya
- Olsen, Rolf A. (1994). "4.2. Yarı Doğal Ekosistemlerde Topraktan Bitkilere ve Mantarlara Radyosezyum Transferi". Nordic Radioecology - Radyonüklidlerin Nordik Ekosistemler aracılığıyla İnsana Aktarımı . Çevre Bilimi Çalışmaları. 62 . s. 265–286. doi : 10.1016/S0166-1116(08)71715-1 . ISBN'si 9780444816177.