Перші дослідження стронцію
Після відкриття стронцианита вчені відносили цей мінерал до різних категорій. Одні вважали, що він належить до флюоритам, інші – до витеритам. Проте трохи пізніше ясність щодо цієї речовини була внесена шотландським хіміком Т. Хопом. Тоді ще не було відомо, що досліджувана речовина може мати період напіврозпаду. Стронцій був також об'єктом вивчення хіміка А. Лавуазьє, а також Гемфрі Деві. Істотний внесок у відкриття цієї речовини був внесений російським ученим Товием Ловицем. Він, незалежно від західних колег, виявив присутність цього металу в тяжкому шпате.Трохи теорії. Що таке період напіврозпаду?
Кожному відомо, що сьогодні радіонуклідом прийнято називати радіоактивні ізотопи. Що ж таке період напіврозпаду? Радіонукліди відрізняються від інших речовин тим, що їх ядра є нестабільними. З часом вони розпадаються – відбувається процес радіоактивного розпаду. Під час цього процесу ядра перетворюються в інші ізотопи, і при цьому відбувається випущення радіоактивних променів. Різні радіонукліди мають різний рівень нестабільності. Існують короткоживучі і довгоживучі ізотопи. Короткоіснуючі розпадаються дуже швидко: на це йдуть секунди, дні або місяці. Для довгоіснуючих необхідні сотні, тисячі, а іноді й мільярди років. В якому б кількості не був узятий ізотоп, для того щоб розпалася половина його речовини, завжди потрібен певний проміжок часу – він і називається періодом напіврозпаду.
Який період напіврозпаду стронцію-90?
Як відомо, радіонукліди та ізотопи є дуже небезпечними для здоров'я речовинами. Що стосується стронцію, то його стабільні ізотопи практично не представляють небезпеки для людини. Але радіоактивні ізотопи здатні до знищення всього живого. Причина, за якої одна з небезпечних форм стронцію – стронцій-90 – є небезпечною, – це його період напіврозпаду. Стронцій-90 розпадається за 29 років, і цей процес завжди супроводжується виділенням великої кількості випромінювання. Цей елемент має здатність швидко включатись у системи живих організмів і метаболізуватися.
Властивості стронцію
На повітрі стронцій дуже швидко реагує з водою, покриваючись жовтої оксидною плівкою. У вільному вигляді цей елемент у природі не зустрічається. Його найбільші родовища розташовані в Росії, Арізоні, Каліфорнії (США). Стронцій є дуже м'яким металом – його легко розрізати простим ножем. Але температура його плавлення становить 768 °С. Сплави, до складу яких включено стронцій, використовуються в піротехніці. А також цей елемент застосовують для відновлення урану.
Проникнення стронцію в живі організми
За своїм хімічним властивостям стронцій дуже схожий на звичайний кальцій – цей елемент практично є його аналогом. Стронцій-90 дуже швидко відкладається в кісткових тканинах, зубах, а також у рідинах. При розпаді цього елемента також утворюється дочірній ізотоп ітрій-90 який має дуже короткий період напіврозпаду. Стронцій за цим параметром не можна навіть порівнювати з y-90 який розпадається лише за 64 години.Ітрій-90 здатний випромінювати бета-частинки. Він також дуже швидко вражає кісткову тканину і особливо чутливий до нього кістковий мозок. Під дією потужного опромінення в будь-якому живому організмі відбуваються серйозні фізіологічні зміни. Змінюється клітинний склад, структура клітин також серйозно порушується, що призводить до зміни в обміні речовин. Тому питання, який період напіврозпаду стронцію-90 зовсім не пусте. В кінцевому рахунку цей елемент приводить до раку крові (лейкемії) і кісток. А також він здатний чинити потужний вплив на структуру ДНК і генетику.
Швидкість поширення в природі
Зараження стронцієм-90 відбувається в короткі терміни, так як він має дуже короткий період напіврозпаду. Стронцій, що утворився після техногенних катастроф, що передається по харчових біологічних ланцюгах, так як він заражає землю і воду. Ізотоп також легко проникає в дихальні шляхи тварин і людей. З землі стронцій-90 швидко потрапляє в організм тварин, рослин, а потім і в організм людей, які приймають заражені продукти. Крім цього ізотоп здатний не тільки вражати певний організм, але і передавати потворності його нащадкам. Стронцій-90 також передається з молоком матері дитині. Цей ізотоп приймає активну участь в обміні речовин у рослин. В них речовина потрапляє з грунту через коріння. Дуже велика кількість стронцію накопичують такі види рослин, як бобові, коренеплоди і бульбоплоди. В організмі людини стронцій накопичується головним чином у скелеті. З віком кількість відкладеного стронцію знижується. У чоловіків ізотоп накопичується більше, ніж у жінок.Найнебезпечніші ізотопи
Поряд з цезієм-137 стронцій-90 є одним із найнебезпечніших і найпотужніших радіоактивних забруднювачів, що мають короткий період напіврозпаду. Стронцій-90 дуже часто потрапляє у навколишнє середовище в результаті аварій на АЕС, а також ядерних випробувань. Ситуація ускладнюється тим, що наявність цього ізотопу дуже складно визначити навіть у пробах грунту. На відміну від цезію, гамма-випромінювання якого виявляється дуже легко, для визначення вмісту стронцію-90 у грунті потрібно як мінімум тиждень. Під час такого дослідження пробу грунту або сільськогосподарської продукції вчені спалюють особливим чином, і тільки після цього можна говорити про те, чи є в цьому зразку стронцій. Цей метод абсолютно не підходить, коли потрібно виявити кількість ізотопу, поглиненого організмом. Для такої діагностики білоруські вчені винайшли спеціальний шолом, реєструючий бета-випромінювання.