Как пишется цезий 137

From Wikipedia, the free encyclopedia

Caesium-137, ¹³⁷Cs

A sealed caesium-137 radioactive source
General
Symbol	137Cs
Names	caesium-137, 137Cs, Cs-137
Protons (Z)	55
Neutrons (N)	82
Nuclide data
Natural abundance	0 (trace)
Half-life (t1/2)	30.05±0.08 years[1]
Isotope mass	136.907 Da
Spin	7⁄2+
Parent isotopes	137Xe (β−)
Decay products	137mBa 137Ba
Decay modes
Decay mode	Decay energy (MeV)
β- (beta decay)	0.5120[2]
γ (gamma-rays)	0.6617
Isotopes of caesium Complete table of nuclides

Caesium-137 (¹³⁷
₅₅Cs
), cesium-137 (US),^[7] or radiocaesium, is a radioactive isotope of caesium that is formed as one of the more common fission products by the nuclear fission of uranium-235 and other fissionable isotopes in nuclear reactors and nuclear weapons. Trace quantities also originate from spontaneous fission of uranium-238. It is among the most problematic of the short-to-medium-lifetime fission products. Caesium-137 has a relatively low boiling point of 671 °C (1,240 °F) and is volatilized easily when released suddenly at high temperature, as in the case of the Chernobyl nuclear accident and with atomic explosions, and can travel very long distances in the air. After being deposited onto the soil as radioactive fallout, it moves and spreads easily in the environment because of the high water solubility of caesium’s most common chemical compounds, which are salts. Caesium-137 was discovered by Glenn T. Seaborg and Margaret Melhase.

Decay[edit]

Caesium-137 has a half-life of about 30.05 years.^[1]
About 94.6% decays by beta emission to a metastable nuclear isomer of barium: barium-137m (^137mBa, Ba-137m). The remainder directly populates the ground state of ¹³⁷Ba, which is stable. Barium-137m has a half-life of about 153 seconds, and is responsible for all of the gamma ray emissions in samples of ¹³⁷Cs. Barium-137m decays to the ground state by emission of photons having energy 0.6617 MeV.^[8] A total of 85.1% of ¹³⁷Cs decay generates gamma ray emission in this manner. One gram of ¹³⁷Cs has an activity of 3.215 terabecquerel (TBq).^[9]

Uses[edit]

Caesium-137 has a number of practical uses. In small amounts, it is used to calibrate radiation-detection equipment.^[10] In medicine, it is used in radiation therapy.^[10] In industry, it is used in flow meters, thickness gauges,^[10] moisture-density gauges (for density readings, with americium-241/beryllium providing the moisture reading),^[11] and in gamma ray well logging devices.^[11]

Caesium-137 is not widely used for industrial radiography because it is hard to obtain a very high specific activity material with a well defined (and small) shape as caesium from used nuclear fuel contains stable caesium-133 and also long-lived caesium-135. Isotope separation is too costly compared to cheaper alternatives. Also the higher specific activity caesium sources tend to be made from very soluble caesium chloride (CsCl), as a result if a radiography source was damaged it would increase the spread of the contamination. It is possible to make water insoluble caesium sources (with various ferrocyanide compounds such as Ni
₂Fe(CN)
₆, and ammonium ferric hexacyano ferrate (AFCF), Giese salt, ferric ammonium ferrocyanide) but their specific activity will be much lower. Other chemically inert caesium compounds include caesium-aluminosilicate-glasses akin to the natural mineral pollucite. The latter has been used in demonstration of chemically stable water-insoluble forms of nuclear waste for disposal in deep geological repositories. A large emitting volume will harm the image quality in radiography. ¹⁹²
Ir and ⁶⁰
Co, are preferred for radiography, since these are chemically non-reactive metals and can be obtained with much higher specific activities by the activation of stable cobalt or iridium in high flux reactors. However, while ¹³⁷
Cs is a waste product produced in great quantities in nuclear fission reactors, ¹⁹²
Ir and ⁶⁰
Co are specifically produced in commercial and research reactors and their life cycle entails the destruction of the involved high-value elements. Cobalt-60 decays to stable nickel, whereas iridium-192 can decay to either stable osmium or platinum. Due to the residual radioactivity and legal hurdles, the resulting material is not commonly recovered even from «spent» radioactive sources, meaning in essence that the entire mass is «lost» for non-radioactive uses.

As an almost purely human-made isotope, caesium-137 has been used to date wine and detect counterfeits^[12] and as a relative-dating material for assessing the age of sedimentation occurring after 1945.^[13]

Caesium-137 is also used as a radioactive tracer in geologic research to measure soil erosion and deposition.^[14]

Health risks[edit]

Caesium-137 reacts with water, producing a water-soluble compound (caesium hydroxide). The biological behaviour of caesium is similar to that of potassium^[15] and rubidium. After entering the body, caesium gets more or less uniformly distributed throughout the body, with the highest concentrations in soft tissue.^{[16] : 114} However, unlike group 2 radionuclides like radium and strontium-90, caesium does not bioaccumulate and is excreted relatively quickly. The biological half-life of caesium is about 70 days.^[17]

A 1961 experiment showed that mice dosed with 21.5 μCi/g had a 50% fatality within 30 days (implying an LD₅₀ of 245 μg/kg).^[18] A similar experiment in 1972 showed that when dogs are subjected to a whole body burden of 3800 μCi/kg (140 MBq/kg, or approximately 44 μg/kg) of caesium-137 (and 950 to 1400 rads), they die within 33 days, while animals with half of that burden all survived for a year.^[19] Important researches have shown a remarkable concentration of ¹³⁷Cs in the exocrine cells of the pancreas, which are those most affected by cancer.^[20][21] In 2003, in autopsies performed on 6 children who died (of reasons not directly linked to Chernobyl, mostly sepsis) in the polluted area near Chernobyl where they also reported a higher incidence of pancreatic tumors, Bandazhevsky found a concentration of ¹³⁷Cs 3.9 times higher than in their liver (1359 vs 347 Bq/kg, equivalent to 36 and 9.3 nCi/kg in these organs, 600 Bq/kg = 16 nCi/kg in the body according to measurements), thus demonstrating that pancreatic tissue is a strong accumulator and secretor in the intestine of radioactive cesium. , ^[22]
Accidental ingestion of caesium-137 can be treated with Prussian blue (Fe^III
₄[Fe^II
(CN)
₆]
₃), which binds to it chemically and reduces the biological half-life to 30 days.^[23]

Environmental contamination[edit]

Medium-lived
fission products^{[further explanation needed]}

	t½ (year)	Yield (%)	Q (keV)	βγ
155Eu	4.76	0.0803	252	βγ
85Kr	10.76	0.2180	687	βγ
113mCd	14.1	0.0008	316	β
90Sr	28.9	4.505	2826	β
137Cs	30.23	6.337	1176	βγ
121mSn	43.9	0.00005	390	βγ
151Sm	88.8	0.5314	77	β

Caesium-137, along with other radioactive isotopes caesium-134, iodine-131, xenon-133, and strontium-90, were released into the environment during nearly all nuclear weapon tests and some nuclear accidents, most notably the Chernobyl disaster and the Fukushima Daiichi disaster.

Caesium-137 in the environment is substantially anthropogenic (human-made). Caesium-137 is produced from the nuclear fission of plutonium and uranium, and decays into barium-137.^[24] By observing the characteristic gamma rays emitted by this isotope, one can determine whether the contents of a given sealed container were made before or after the first atomic bomb explosion (Trinity test, 16 July 1945), which spread some of it into the atmosphere, quickly distributing trace amounts of it around the globe. This procedure has been used by researchers to check the authenticity of certain rare wines, most notably the purported «Jefferson bottles».^[25] Surface soils and sediments are also dated by measuring the activity of ¹³⁷Cs.

Chernobyl disaster[edit]

As of today and for the next few hundred years or so, caesium-137 and strontium-90 continue to be the principal source of radiation in the zone of alienation around the Chernobyl nuclear power plant, and pose the greatest risk to health, owing to their approximately 30 year half-life and biological uptake. The mean contamination of caesium-137 in Germany following the Chernobyl disaster was 2000 to 4000 Bq/m².^{[citation needed]} This corresponds to a contamination of 1 mg/km² of caesium-137, totaling about 500 grams deposited over all of Germany. In Scandinavia, some reindeer and sheep exceeded the Norwegian legal limit (3000 Bq/kg) 26 years after Chernobyl.^[26] As of 2016, the Chernobyl caesium-137 has decayed by half, but could have been locally concentrated by much larger factors.

Fukushima Daiichi disaster[edit]

In April 2011, elevated levels of caesium-137 were also being found in the environment after the Fukushima Daiichi nuclear disasters in Japan. In July 2011, meat from 11 cows shipped to Tokyo from Fukushima Prefecture was found to have 1,530 to 3,200 becquerels per kilogram of ¹³⁷Cs, considerably exceeding the Japanese legal limit of 500 becquerels per kilogram at that time.^[27] In March 2013, a fish caught near the plant had a record 740,000 becquerels per kilogram of radioactive caesium, above the 100 becquerels per kilogram government limit.^[28] A 2013 paper in Scientific Reports found that for a forest site 50 km from the stricken plant, ¹³⁷Cs concentrations were high in leaf litter, fungi and detritivores, but low in herbivores.^[29] By the end of 2014, «Fukushima-derived radiocaesium had spread into the whole western North Pacific Ocean», transported by the North Pacific current from Japan to the Gulf of Alaska. It has been measured in the surface layer down to 200 meters and south of the current area down to 400 meters.^[30]

Caesium-137 is reported to be the major health concern in Fukushima. A number of techniques are being considered that will be able to strip out 80% to 95% of the caesium from contaminated soil and other materials efficiently and without destroying the organic material in the soil. These include hydrothermal blasting. The caesium precipitated with ferric ferrocyanide (Prussian blue) would be the only waste requiring special burial sites.^[31] The aim is to get annual exposure from the contaminated environment down to 1 mSv above background. The most contaminated area where radiation doses are greater than 50 mSv/year must remain off limits, but some areas that are currently less than 5 mSv/year may be decontaminated, allowing 22,000 residents to return.^{[citation needed]}

Incidents and accidents[edit]

Caesium-137 gamma sources have been involved in several radiological accidents and incidents.

1987 Goiânia, Goiás, Brazil[edit]

In the Goiânia accident of 1987, an improperly disposed of radiation therapy system from an abandoned clinic in Goiânia, Brazil, was removed then cracked to be sold in junkyards, and the glowing caesium salt sold to curious, unadvised buyers.^[32] This led to four confirmed deaths and several serious injuries from radiation contamination.^[33][34]

1989 Kramatorsk, Donetsk, Ukraine[edit]

The Kramatorsk radiological accident happened in 1989 when a small capsule 8×4 mm in size of caesium-137 was found inside the concrete wall of an apartment building in Kramatorsk, Ukrainian SSR. It is believed that the capsule, originally a part of a measurement device, was lost in the late 1970s and ended up mixed with gravel used to construct the building in 1980. Over 9 years, two families had lived in the apartment. By the time the capsule was discovered, 6 residents of the building had died, 4 from leukemia and 17 more had received varying doses of radiation.^[35]

1997 Georgia[edit]

In 1997, several Georgian soldiers suffered radiation poisoning and burns. They were eventually traced back to training sources abandoned, forgotten, and unlabeled after the dissolution of the Soviet Union. One was a caesium-137 pellet in a pocket of a shared jacket that put out about 130,000 times the level of background radiation at 1 meter distance.^[36]

1998 Los Barrios, Cádiz, Spain[edit]

In the Acerinox accident of 1998, the Spanish recycling company Acerinox accidentally melted down a mass of radioactive caesium-137 that came from a gamma-ray generator.^[37]

2009 Tongchuan, Shaanxi, China[edit]

In 2009, a Chinese cement company (in Tongchuan, Shaanxi Province) was demolishing an old, unused cement plant and did not follow standards for handling radioactive materials. This caused some caesium-137 from a measuring instrument to be included with eight truckloads of scrap metal on its way to a steel mill, where the radioactive caesium was melted down into the steel.^[38]

March 2015, University of Tromsø, Norway[edit]

In March 2015, the Norwegian University of Tromsø lost 8 radioactive samples including samples of caesium-137, americium-241, and strontium-90. The samples were moved out of a secure location to be used for education. When the samples were supposed to be returned the university was unable to find them. As of 4 November 2015 the samples are still missing.^[39][40]

March 2016 Helsinki, Uusimaa, Finland[edit]

On 3 and 4 March 2016, unusually high levels of caesium-137 were detected in the air in Helsinki, Finland. According to STUK, the country’s nuclear regulator, measurements showed 4,000 μBq/m³ – about 1,000 times the usual level. An investigation by the agency traced the source to a building from which STUK and a radioactive waste treatment company operate.^[41][42]

May 2019 Seattle, Washington, United States[edit]

Thirteen people were exposed to caesium-137 in May 2019 at the Research and Training building in the Harborview Medical Center complex. A contract crew was transferring the caesium from the lab to a truck when the powder was spilled. Five people were decontaminated and released, but 8 who were more directly exposed were taken to the hospital while the research building was evacuated.^[43]

January 2023 Western Australia, Australia[edit]

Public health authorities in Western Australia issued an emergency alert for a stretch of road measuring about 1,400 km after a capsule containing caesium-137 was lost in transport on 25 January 2023. The 8 mm capsule contained a small quantity of the radioactive material when it disappeared from a truck. The State Government immediately launched a search, with the WA Department of Health’s chief health officer Andrew Robertson warning an exposed person could expect to receive the equivalent of «about 10 X-rays an hour». Experts warned, if the capsule were found, the public should stay at least 5 metres away.^[44] The capsule was found on 1 February 2023.^[45]

See also[edit]

• Commonly used gamma-emitting isotopes

References[edit]

Bibliography[edit]

• Olsen, Rolf A. (1994). «4.2. The Transfer of Radiocaesium from Soil to Plants and Fungi in Seminatural Ecosystems». Nordic Radioecology — the Transfer of Radionuclides through Nordic Ecosystems to Man. Studies in Environmental Science. Vol. 62. pp. 265–286. doi:10.1016/S0166-1116(08)71715-1. ISBN 9780444816177.

External links[edit]

• NLM Hazardous Substances Databank – Cesium, Radioactive
• Cesium-137 dirty bombs by Theodore Liolios

From Wikipedia, the free encyclopedia

Caesium-137, ¹³⁷Cs

A sealed caesium-137 radioactive source
General
Symbol	137Cs
Names	caesium-137, 137Cs, Cs-137
Protons (Z)	55
Neutrons (N)	82
Nuclide data
Natural abundance	0 (trace)
Half-life (t1/2)	30.05±0.08 years[1]
Isotope mass	136.907 Da
Spin	7⁄2+
Parent isotopes	137Xe (β−)
Decay products	137mBa 137Ba
Decay modes
Decay mode	Decay energy (MeV)
β- (beta decay)	0.5120[2]
γ (gamma-rays)	0.6617
Isotopes of caesium Complete table of nuclides

Caesium-137 (¹³⁷
₅₅Cs
), cesium-137 (US),^[7] or radiocaesium, is a radioactive isotope of caesium that is formed as one of the more common fission products by the nuclear fission of uranium-235 and other fissionable isotopes in nuclear reactors and nuclear weapons. Trace quantities also originate from spontaneous fission of uranium-238. It is among the most problematic of the short-to-medium-lifetime fission products. Caesium-137 has a relatively low boiling point of 671 °C (1,240 °F) and is volatilized easily when released suddenly at high temperature, as in the case of the Chernobyl nuclear accident and with atomic explosions, and can travel very long distances in the air. After being deposited onto the soil as radioactive fallout, it moves and spreads easily in the environment because of the high water solubility of caesium’s most common chemical compounds, which are salts. Caesium-137 was discovered by Glenn T. Seaborg and Margaret Melhase.

Decay[edit]

Caesium-137 has a half-life of about 30.05 years.^[1]
About 94.6% decays by beta emission to a metastable nuclear isomer of barium: barium-137m (^137mBa, Ba-137m). The remainder directly populates the ground state of ¹³⁷Ba, which is stable. Barium-137m has a half-life of about 153 seconds, and is responsible for all of the gamma ray emissions in samples of ¹³⁷Cs. Barium-137m decays to the ground state by emission of photons having energy 0.6617 MeV.^[8] A total of 85.1% of ¹³⁷Cs decay generates gamma ray emission in this manner. One gram of ¹³⁷Cs has an activity of 3.215 terabecquerel (TBq).^[9]

Uses[edit]

Caesium-137 has a number of practical uses. In small amounts, it is used to calibrate radiation-detection equipment.^[10] In medicine, it is used in radiation therapy.^[10] In industry, it is used in flow meters, thickness gauges,^[10] moisture-density gauges (for density readings, with americium-241/beryllium providing the moisture reading),^[11] and in gamma ray well logging devices.^[11]

Caesium-137 is not widely used for industrial radiography because it is hard to obtain a very high specific activity material with a well defined (and small) shape as caesium from used nuclear fuel contains stable caesium-133 and also long-lived caesium-135. Isotope separation is too costly compared to cheaper alternatives. Also the higher specific activity caesium sources tend to be made from very soluble caesium chloride (CsCl), as a result if a radiography source was damaged it would increase the spread of the contamination. It is possible to make water insoluble caesium sources (with various ferrocyanide compounds such as Ni
₂Fe(CN)
₆, and ammonium ferric hexacyano ferrate (AFCF), Giese salt, ferric ammonium ferrocyanide) but their specific activity will be much lower. Other chemically inert caesium compounds include caesium-aluminosilicate-glasses akin to the natural mineral pollucite. The latter has been used in demonstration of chemically stable water-insoluble forms of nuclear waste for disposal in deep geological repositories. A large emitting volume will harm the image quality in radiography. ¹⁹²
Ir and ⁶⁰
Co, are preferred for radiography, since these are chemically non-reactive metals and can be obtained with much higher specific activities by the activation of stable cobalt or iridium in high flux reactors. However, while ¹³⁷
Cs is a waste product produced in great quantities in nuclear fission reactors, ¹⁹²
Ir and ⁶⁰
Co are specifically produced in commercial and research reactors and their life cycle entails the destruction of the involved high-value elements. Cobalt-60 decays to stable nickel, whereas iridium-192 can decay to either stable osmium or platinum. Due to the residual radioactivity and legal hurdles, the resulting material is not commonly recovered even from «spent» radioactive sources, meaning in essence that the entire mass is «lost» for non-radioactive uses.

As an almost purely human-made isotope, caesium-137 has been used to date wine and detect counterfeits^[12] and as a relative-dating material for assessing the age of sedimentation occurring after 1945.^[13]

Caesium-137 is also used as a radioactive tracer in geologic research to measure soil erosion and deposition.^[14]

Health risks[edit]

Caesium-137 reacts with water, producing a water-soluble compound (caesium hydroxide). The biological behaviour of caesium is similar to that of potassium^[15] and rubidium. After entering the body, caesium gets more or less uniformly distributed throughout the body, with the highest concentrations in soft tissue.^{[16] : 114} However, unlike group 2 radionuclides like radium and strontium-90, caesium does not bioaccumulate and is excreted relatively quickly. The biological half-life of caesium is about 70 days.^[17]

A 1961 experiment showed that mice dosed with 21.5 μCi/g had a 50% fatality within 30 days (implying an LD₅₀ of 245 μg/kg).^[18] A similar experiment in 1972 showed that when dogs are subjected to a whole body burden of 3800 μCi/kg (140 MBq/kg, or approximately 44 μg/kg) of caesium-137 (and 950 to 1400 rads), they die within 33 days, while animals with half of that burden all survived for a year.^[19] Important researches have shown a remarkable concentration of ¹³⁷Cs in the exocrine cells of the pancreas, which are those most affected by cancer.^[20][21] In 2003, in autopsies performed on 6 children who died (of reasons not directly linked to Chernobyl, mostly sepsis) in the polluted area near Chernobyl where they also reported a higher incidence of pancreatic tumors, Bandazhevsky found a concentration of ¹³⁷Cs 3.9 times higher than in their liver (1359 vs 347 Bq/kg, equivalent to 36 and 9.3 nCi/kg in these organs, 600 Bq/kg = 16 nCi/kg in the body according to measurements), thus demonstrating that pancreatic tissue is a strong accumulator and secretor in the intestine of radioactive cesium. , ^[22]
Accidental ingestion of caesium-137 can be treated with Prussian blue (Fe^III
₄[Fe^II
(CN)
₆]
₃), which binds to it chemically and reduces the biological half-life to 30 days.^[23]

Environmental contamination[edit]

Medium-lived
fission products^{[further explanation needed]}

	t½ (year)	Yield (%)	Q (keV)	βγ
155Eu	4.76	0.0803	252	βγ
85Kr	10.76	0.2180	687	βγ
113mCd	14.1	0.0008	316	β
90Sr	28.9	4.505	2826	β
137Cs	30.23	6.337	1176	βγ
121mSn	43.9	0.00005	390	βγ
151Sm	88.8	0.5314	77	β

Caesium-137, along with other radioactive isotopes caesium-134, iodine-131, xenon-133, and strontium-90, were released into the environment during nearly all nuclear weapon tests and some nuclear accidents, most notably the Chernobyl disaster and the Fukushima Daiichi disaster.

Caesium-137 in the environment is substantially anthropogenic (human-made). Caesium-137 is produced from the nuclear fission of plutonium and uranium, and decays into barium-137.^[24] By observing the characteristic gamma rays emitted by this isotope, one can determine whether the contents of a given sealed container were made before or after the first atomic bomb explosion (Trinity test, 16 July 1945), which spread some of it into the atmosphere, quickly distributing trace amounts of it around the globe. This procedure has been used by researchers to check the authenticity of certain rare wines, most notably the purported «Jefferson bottles».^[25] Surface soils and sediments are also dated by measuring the activity of ¹³⁷Cs.

Chernobyl disaster[edit]

As of today and for the next few hundred years or so, caesium-137 and strontium-90 continue to be the principal source of radiation in the zone of alienation around the Chernobyl nuclear power plant, and pose the greatest risk to health, owing to their approximately 30 year half-life and biological uptake. The mean contamination of caesium-137 in Germany following the Chernobyl disaster was 2000 to 4000 Bq/m².^{[citation needed]} This corresponds to a contamination of 1 mg/km² of caesium-137, totaling about 500 grams deposited over all of Germany. In Scandinavia, some reindeer and sheep exceeded the Norwegian legal limit (3000 Bq/kg) 26 years after Chernobyl.^[26] As of 2016, the Chernobyl caesium-137 has decayed by half, but could have been locally concentrated by much larger factors.

Fukushima Daiichi disaster[edit]

In April 2011, elevated levels of caesium-137 were also being found in the environment after the Fukushima Daiichi nuclear disasters in Japan. In July 2011, meat from 11 cows shipped to Tokyo from Fukushima Prefecture was found to have 1,530 to 3,200 becquerels per kilogram of ¹³⁷Cs, considerably exceeding the Japanese legal limit of 500 becquerels per kilogram at that time.^[27] In March 2013, a fish caught near the plant had a record 740,000 becquerels per kilogram of radioactive caesium, above the 100 becquerels per kilogram government limit.^[28] A 2013 paper in Scientific Reports found that for a forest site 50 km from the stricken plant, ¹³⁷Cs concentrations were high in leaf litter, fungi and detritivores, but low in herbivores.^[29] By the end of 2014, «Fukushima-derived radiocaesium had spread into the whole western North Pacific Ocean», transported by the North Pacific current from Japan to the Gulf of Alaska. It has been measured in the surface layer down to 200 meters and south of the current area down to 400 meters.^[30]

Caesium-137 is reported to be the major health concern in Fukushima. A number of techniques are being considered that will be able to strip out 80% to 95% of the caesium from contaminated soil and other materials efficiently and without destroying the organic material in the soil. These include hydrothermal blasting. The caesium precipitated with ferric ferrocyanide (Prussian blue) would be the only waste requiring special burial sites.^[31] The aim is to get annual exposure from the contaminated environment down to 1 mSv above background. The most contaminated area where radiation doses are greater than 50 mSv/year must remain off limits, but some areas that are currently less than 5 mSv/year may be decontaminated, allowing 22,000 residents to return.^{[citation needed]}

Incidents and accidents[edit]

Caesium-137 gamma sources have been involved in several radiological accidents and incidents.

1987 Goiânia, Goiás, Brazil[edit]

In the Goiânia accident of 1987, an improperly disposed of radiation therapy system from an abandoned clinic in Goiânia, Brazil, was removed then cracked to be sold in junkyards, and the glowing caesium salt sold to curious, unadvised buyers.^[32] This led to four confirmed deaths and several serious injuries from radiation contamination.^[33][34]

1989 Kramatorsk, Donetsk, Ukraine[edit]

The Kramatorsk radiological accident happened in 1989 when a small capsule 8×4 mm in size of caesium-137 was found inside the concrete wall of an apartment building in Kramatorsk, Ukrainian SSR. It is believed that the capsule, originally a part of a measurement device, was lost in the late 1970s and ended up mixed with gravel used to construct the building in 1980. Over 9 years, two families had lived in the apartment. By the time the capsule was discovered, 6 residents of the building had died, 4 from leukemia and 17 more had received varying doses of radiation.^[35]

1997 Georgia[edit]

In 1997, several Georgian soldiers suffered radiation poisoning and burns. They were eventually traced back to training sources abandoned, forgotten, and unlabeled after the dissolution of the Soviet Union. One was a caesium-137 pellet in a pocket of a shared jacket that put out about 130,000 times the level of background radiation at 1 meter distance.^[36]

1998 Los Barrios, Cádiz, Spain[edit]

In the Acerinox accident of 1998, the Spanish recycling company Acerinox accidentally melted down a mass of radioactive caesium-137 that came from a gamma-ray generator.^[37]

2009 Tongchuan, Shaanxi, China[edit]

In 2009, a Chinese cement company (in Tongchuan, Shaanxi Province) was demolishing an old, unused cement plant and did not follow standards for handling radioactive materials. This caused some caesium-137 from a measuring instrument to be included with eight truckloads of scrap metal on its way to a steel mill, where the radioactive caesium was melted down into the steel.^[38]

March 2015, University of Tromsø, Norway[edit]

In March 2015, the Norwegian University of Tromsø lost 8 radioactive samples including samples of caesium-137, americium-241, and strontium-90. The samples were moved out of a secure location to be used for education. When the samples were supposed to be returned the university was unable to find them. As of 4 November 2015 the samples are still missing.^[39][40]

March 2016 Helsinki, Uusimaa, Finland[edit]

On 3 and 4 March 2016, unusually high levels of caesium-137 were detected in the air in Helsinki, Finland. According to STUK, the country’s nuclear regulator, measurements showed 4,000 μBq/m³ – about 1,000 times the usual level. An investigation by the agency traced the source to a building from which STUK and a radioactive waste treatment company operate.^[41][42]

May 2019 Seattle, Washington, United States[edit]

Thirteen people were exposed to caesium-137 in May 2019 at the Research and Training building in the Harborview Medical Center complex. A contract crew was transferring the caesium from the lab to a truck when the powder was spilled. Five people were decontaminated and released, but 8 who were more directly exposed were taken to the hospital while the research building was evacuated.^[43]

January 2023 Western Australia, Australia[edit]

Public health authorities in Western Australia issued an emergency alert for a stretch of road measuring about 1,400 km after a capsule containing caesium-137 was lost in transport on 25 January 2023. The 8 mm capsule contained a small quantity of the radioactive material when it disappeared from a truck. The State Government immediately launched a search, with the WA Department of Health’s chief health officer Andrew Robertson warning an exposed person could expect to receive the equivalent of «about 10 X-rays an hour». Experts warned, if the capsule were found, the public should stay at least 5 metres away.^[44] The capsule was found on 1 February 2023.^[45]

See also[edit]

• Commonly used gamma-emitting isotopes

References[edit]

Bibliography[edit]

• Olsen, Rolf A. (1994). «4.2. The Transfer of Radiocaesium from Soil to Plants and Fungi in Seminatural Ecosystems». Nordic Radioecology — the Transfer of Radionuclides through Nordic Ecosystems to Man. Studies in Environmental Science. Vol. 62. pp. 265–286. doi:10.1016/S0166-1116(08)71715-1. ISBN 9780444816177.

External links[edit]

• NLM Hazardous Substances Databank – Cesium, Radioactive
• Cesium-137 dirty bombs by Theodore Liolios

Цезий-137
Схема распада цезия-137
Название, символ	Цезий-137, 137Cs
Альтернативные названия	радиоце́зий
Нейтронов	82
Свойства нуклида
Атомная масса	136,9070895(5)[1] а. е. м.
Дефект массы	−86 545,6(5)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	8 388,956(3)[1] кэВ
Период полураспада	30,1671(13)[2] лет
Продукты распада	137Ba
Родительские изотопы	137Xe (β−)
Спин и чётность ядра	7/2+[2]
Канал распада Энергия распада β− 1,17563(17)[1] МэВ
Таблица нуклидов

Це́зий-137, известен также как радиоце́зий — радиоактивный нуклид химического элемента цезия с атомным номером 55 и массовым числом 137.
Образуется преимущественно при делении ядер в ядерных реакторах и ядерном оружии.

Цезий-137 — один из главных компонентов радиоактивного загрязнения биосферы. Содержится в радиоактивных выпадениях, радиоактивных отходах, сбросах заводов, перерабатывающих отходы атомных электростанций. Интенсивно сорбируется почвой и донными отложениями; в воде находится преимущественно в виде ионов. Содержится в растениях и организме животных и человека. Коэффициент накопления ¹³⁷Cs наиболее высок у пресноводных водорослей и арктических наземных растений, а также лишайников. В организме животных ¹³⁷Cs накапливается главным образом в мышцах и печени. Наибольший коэффициент накопления его отмечен у северных оленей и североамериканских водоплавающих птиц. Накапливается в грибах, ряд которых (маслята, моховики, свинушка, горькушка, польский гриб) считается «аккумуляторами» радиоцезия^[3].

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 3,2 ТБк.

Образование и распад

Цезий-137 является дочерним продуктом β⁻-распада нуклида ¹³⁷Xe (период полураспада составляет 3,818(13)^[2] мин):

.

Цезий-137 претерпевает бета-распад (период полураспада 30,17 лет), в результате которого образуется стабильный изотоп бария ¹³⁷Ba:

.

В 94,4^[4] % случаев распад происходит c промежуточным образованием ядерного изомера бария-137 ¹³⁷Ba^m (его период полураспада составляет 2,55 мин), который в свою очередь переходит в основное состояние с испусканием гамма-кванта с энергией 661,7 кэВ (или конверсионного электрона с энергией 661,7 кэВ, уменьшенной на величину энергии связи электрона). Суммарная энергия, выделяющаяся при бета-распаде одного ядра цезия-137, составляет 1175,63 ± 0,17^[1] кэВ.

Цезий-137 в окружающей среде

Выброс цезия-137 в окружающую среду происходит в основном в результате ядерных испытаний и аварий на предприятиях атомной энергетики.

Радиационные аварии

• При аварии на Южном Урале в 1957 г. произошёл тепловой взрыв хранилища радиоактивных отходов, в результате которого в атмосферу поступили радионуклиды с суммарной активностью 74 ПБк, в том числе 0,2 ПБк ¹³⁷Cs^[5].

• При аварии на реакторе в Уиндскейле в Великобритании в 1957 г. произошел выброс 12 ПБк радионуклидов, из них 46 ТБк ¹³⁷Cs^[5].

• Технологический сброс радиоактивных отходов предприятия «Маяк» на Южном Урале в р. Течу в 1950 г. составил 102 ПБк, в том числе ¹³⁷Cs 12,4 ПБк^[5].

• Ветровой вынос радионуклидов из поймы оз. Карачай на Южном Урале в 1967 г. составил 30 ТБк. На долю ¹³⁷Cs пришлось 0,4 ТБк^[5].

• В целях глубинного зондирования земной коры по заказу министерства геологии произведён подземный ядерный взрыв 19 сентября 1971 г. около д. Галкино в Ивановской области. На 18 минуте после взрыва в метре от скважины с зарядом образовался фонтан из воды и грязи. В настоящее время мощность излучения составляет порядка 3 миллирентген в час, изотопы цезий-137 и стронций-90 продолжают выходить на поверхность.

• В 1986 г. во время аварии на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) из разрушенного реактора было выброшено 1850 ПБк радионуклидов, при этом на долю радиоактивного цезия пришлось 270 ПБк. Распространение радионуклидов приняло планетарные масштабы. На Украине, в Белоруссии и Центральном экономическом районе Российской Федерации выпало более половины от общего количества радионуклидов, осевших на территории СНГ. Среднегодовая концентрация цезия-137 в приземном слое воздуха на территории СССР в 1986 году повысилась до уровня 1963 года (в 1963 г. наблюдалось повышение концентрации радиоцезия в результате проведения серии атмосферных ядерных взрывов в 1961—1962 гг.)^[6]

• В 2011 г. во время аварии на АЭС Фукусима-1 из разрушенного реактора было выброшено значительное количество цезия-137 (до 15 ПБк^[7]). Распространение, в основном, происходит через воды Тихого океана.

Локальные заражения

Известны случаи загрязнения внешней среды в результате небрежного хранения источников цезия-137 для медицинских и технологических целей. Наиболее известным в этом отношении является инцидент в Гоянии, когда мародёрами из заброшенной больницы была похищена деталь из установки для радиотерапии, содержащая цезий-137. В течение более чем двух недель с порошкообразным цезием контактировали все новые люди, и никто из них не знал о связанной с ним опасности. Радиоактивному заражению подверглись приблизительно 250 человек, четверо из них умерли.

На территории СССР инцидент с длительным облучением жителей одного из домов цезием-137 произошёл в 1980-х годах в Краматорске.

Биологическое действие

Внутрь живых организмов цезий-137 в основном проникает через органы дыхания и пищеварения. Хорошей защитной функцией обладает кожа (через неповреждённую поверхность кожи проникает только 0,007 % нанесённого препарата цезия, через обожжённую — 20 %; при нанесении препарата цезия на рану всасывание 50 % препарата наблюдается в течение первых 10 мин, 90 % всасывается только через 3 часа). Около 80 % попавшего в организм цезия накапливается в мышцах, 8 % — в скелете, оставшиеся 12 % распределяются равномерно по другим тканям^[5].

Накопление цезия в органах и тканях происходит до определённого предела (при условии его постоянного поступления), при этом интенсивная фаза накопления сменяется равновесным состоянием, когда содержание цезия в организме остаётся постоянным. Время достижения равновесного состояния зависит от возраста и вида животных. Равновесное состояние у сельскохозяйственных животных наступает примерно через 10—30 дней, у человека приблизительно через 430 суток^[5].

Цезий-137 выводится в основном через почки и кишечник. Через месяц после прекращения поступления цезия из организма выводится примерно 80 % введённого количества, однако при этом следует отметить, что в процессе выведения значительные количества цезия повторно всасываются в кровь в нижних отделах кишечника^[5].

Биологический период полувыведения накопленного цезия-137 для человека принято считать равным 70 суткам (согласно данным Международной комиссии по радиологической защите)^[5][8]. Тем не менее, скорость выведения цезия зависит от многих факторов — физиологического состояния, питания и др. (например, приводятся данные о том, что период полувыведения для пяти облучённых человек существенно различался и составлял 124, 61, 54, 36 и 36 суток)^[5].

При равномерном распределении цезия-137 в организме человека с удельной активностью 1 Бк/кг мощность поглощённой дозы, по данным различных авторов, варьирует от 2,14 до 3,16 мкГр/год^[5].

При внешнем и внутреннем облучении биологическая эффективность цезия-137 практически одинакова (при сопоставимых поглощённых дозах). Вследствие относительно равномерного распределения этого нуклида в организме органы и ткани облучаются равномерно. Этому также способствует высокая проникающая способность гамма-излучения нуклида ¹³⁷Ba^m, образующегося при распаде цезия-137: длина пробега гамма-квантов в мягких тканях человека достигает 12 см^[5].

Развитие радиационных поражений у человека можно ожидать при поглощении дозы примерно в 2 Гр и более. Симптомы во многом схожи с острой лучевой болезнью при гамма-облучении: угнетённое состояние и слабость, диарея, снижение массы тела, внутренние кровоизлияния. Характерны типичные для острой лучевой болезни изменения в картине крови^[5]. Уровням поступления в 148, 370 и 740 МБк соответствуют лёгкая, средняя и тяжёлая степени поражения, однако лучевая реакция отмечается уже при единицах МБк^[5].

Помощь при радиационном поражении цезием-137 должна быть направлена на выведение нуклида из организма и включает в себя дезактивацию кожных покровов, промывание желудка, назначение различных сорбентов (например, сернокислого бария, альгината натрия, полисурмина), а также рвотных, слабительных и мочегонных средств. Эффективным средством для уменьшения всасывания цезия в кишечнике является сорбент ферроцианид, который связывает нуклид в неусваиваемую форму. Кроме того, для ускорения выведения нуклида стимулируют естественные выделительные процессы, используют различные комплексообразователи (ДТПА, ЭДТА и др.)^[5].

Получение

Из растворов, полученных при переработке радиоактивных отходов ядерных реакторов, ¹³⁷Cs извлекается методами соосаждения с гексацианоферратами железа, никеля, цинка или фторовольфраматом аммония. Используют также ионный обмен и экстракцию^[9].

Применение

Цезий-137 используется в гамма-дефектоскопии, измерительной технике, для радиационной стерилизации пищевых продуктов, медицинских препаратов и лекарств, в радиотерапии для лечения злокачественных опухолей. Также цезий-137 используется в производстве радиоизотопных источников тока, где он применяется в виде хлорида цезия (плотность 3,9 г/см³, энерговыделение около 1,27 Вт/см³). Цезий-137 используется в датчиках предельных уровней сыпучих веществ (уровнемерах) в непрозрачных бункерах.

Цезий-137 имеет определённые преимущества перед радиоактивным кобальтом-60: более длительный период полураспада и менее жёсткое гамма-излучение. В связи с этим приборы на основе ¹³⁷Cs долговечнее, а защита от излучения менее громоздка. Однако, эти преимущества становятся реальными лишь при отсутствии примеси ¹³⁴Cs с более коротким периодом полураспада и более жёстким гамма-излучением^[10].

См. также

• Изотопы цезия

Ссылки

• Радиоактивный цезий-137
• Загрязнение цезием-137 на территории Белорусии
• ATSDR — Toxicological Profile: Cesium

Примечания

Изотоп цезия

Цезий-137, Cs

Герметичный радиоактивный источник цезия-137
Общие
Символ	Cs
Названия	цезий-137, Cs-137
Протоны	55
Нейтроны	82
Данные о нуклидах
Природное содержание	0 (след)
Половина- срок службы	30,17 лет ± 0,03 года
Исходные изотопы	Xe (β )
Продукты распада	Ba. Ba
Масса изотопа	136,907 u
Спин	​⁄2+
Режимы распада
Режим распада	Энергия распада (МэВ )
β- (бета-распад )	0,5120
γ (гамма-излучение )	0,6617
Изотопы цезия. Полная таблица нуклидов

Цезий-137 (. 55Cs.), или радиоактивный цезий, представляет собой радиоактивный изотоп цезия, который образуется как один из наиболее распространенных продуктов деления посредством деления ядер урана-235 и других расщепляющихся изотопов в ядерных реакторах и ядерное оружие. Следы количества также возникают в результате естественного деления урана-238. Это среди наиболее проблемных продуктов деления с коротким и средним сроком службы, поскольку он легко перемещается и распространяется в природе из-за высокой растворимости в воде наиболее распространенных химических соединений цезия, которые представляют собой соли.

Содержание

• 1 Распад
• 2 Использование
• 3 Риск для здоровья радиоактивного цезия
• 4 Радиоактивный цезий в окружающей среде
  • 4.1 Чернобыльская катастрофа
  • 4.2 Катастрофа на Фукусима-дайити
• 5 Инциденты и аварии
  • 5,1 1987 Гояния, Гояс, Бразилия
  • 5,2 1989 Краматорск, Донецк, Украина
  • 5,3 1997, Грузия
  • 5,4 1998, Лос-Барриос, Кадис, Испания
  • 5,5 2009 Тунчуань, Шэньси, Китай
  • 5,6 марта 2015 г., Университет Тромсё, Норвегия
  • 5,7 марта 2016 г. Хельсинки, Уусимаа, Финляндия
  • 5,8 мая 2019 г. Сиэтл, Вашингтон, США
• 6 См. Также
• 7 Ссылки
• 8 Библиография
• 9 Внешние ссылки

Распад

Схема распада Cs с указанием периодов полураспада, дочерних нуклидов, типов и доли испускаемого излучения. Гамма-спектр Cs. Характерный пик 662 кэВ возникает не непосредственно из Cs, а из-за распада Ba до его стабильного состояния.

Цезий-137 имеет период полураспада около 30,17 лет. Примерно 94,6% распадается с помощью бета-излучения до метастабильного ядерного изомера бария: барий-137m (Ba, Ба-137м). Остаток непосредственно заполняет основное состояние бария-137, которое является стабильным. Метастабильный барий имеет период полураспада около 153 секунд и отвечает за все выбросы гамма-лучей в пробах цезия-137. Ва распадается в основное состояние за счет испускания фотонов с энергией 0,6617 МэВ. Таким образом, в общей сложности 85,1% распадов Cs приводят к гамма-излучению. Один грамм цезия-137 имеет активность 3,215 тера беккереля (ТБк).

Использование

Цезий-137 имеет ряд практических использует. В небольших количествах он используется для калибровки оборудования для обнаружения радиации. В медицине используется в лучевой терапии. В промышленности он используется в расходомерах, толщиномерах, измерителях плотности влажности (для измерения плотности, с америций-241 / бериллий, обеспечивающими показания влажности) и в устройства для гамма-каротажа.

Цезий-137 не широко используется для промышленной радиографии, потому что трудно получить материал с очень высокой удельной активностью с четко определенными (и малая форма), так как цезий из отработанного ядерного топлива содержит стабильный цезий, а также долгоживущий Cs-135. Кроме того, источники цезия с более высокой удельной активностью, как правило, изготавливаются из хлорида цезия, в результате, если источник радиографии был поврежден, это увеличило бы распространение загрязнения. Можно создавать нерастворимые в воде источники цезия, но их удельная активность будет намного ниже. Большой объем излучения ухудшит качество изображения при рентгенографии. Иридий-192 и Кобальт-60,. 27Co. предпочтительны для радиографии, поскольку они являются химически инертными металлами и могут быть получены с гораздо более высокой удельной активностью путем активации стабильного кобальта или иридия в высоких флюсовые реакторы.

Как почти полностью искусственный изотоп, цезий-137 использовался для датировки вина и обнаружения подделок, а также в качестве материала для относительного датирования для оценки возраста осаждения, имевшего место после 1945 года.

Цезий-137 также используется в качестве радиоактивного индикатора в геологических исследованиях для измерения эрозии почвы и осаждения.

Риск для здоровья, связанный с радиоактивным цезием

Цезий-137 вступает в реакцию с водой с образованием водорастворимого соединения (гидроксид цезия ). Биологическое поведение цезия аналогично поведению калия и рубидия. После попадания в организм цезий более или менее равномерно распределяется по всему телу, с наибольшими концентрациями в мягких тканях. биологический период полураспада цезия составляет около 70 дней.

Эксперимент 1961 года показал, что мыши, которым вводили дозу 21,5 мкКи / г, имели 50% летальность в течение 30 дней. (что подразумевает LD50 245 мкг / кг).

Подобный эксперимент в 1972 году показал, что когда собаки подвергаются нагрузке на все тело в 3800 мкКи / кг (140 МБк / кг, или приблизительно 44 мкг / кг) цезия-137 (и от 950 до 1400 рад ), они умирают в течение 33 дней, в то время как животные с половиной этого бремени выживают в течение год.

Важные исследования показали замечательную концентрацию 137-Cs в экзокринных клетках поджелудочной железы, которые наиболее подвержены раку (Nelson et al., 1961). В 2003 году при вскрытии 6 детей, умерших в загрязненной зоне недалеко от Чернобыля, где также сообщалось о более высокой заболеваемости опухолями поджелудочной железы, Бандажевский обнаружил концентрацию 137-Cs в 40-45 раз выше, чем в их печени, тем самым демонстрируя ткань является сильным накопителем и секретором радиоактивного цезия в кишечнике.

Случайное попадание цезия-137 в организм можно лечить с помощью берлинской синей, которая химически связывается с ним и снижает биологическую половину срок службы до 30 дней.

Радиоактивный цезий в окружающей среде

Десять самых больших отложений цезия-137 в результате ядерных испытаний в США на испытательном полигоне в Неваде. Испытательные взрывы «Саймон » и «Гарри » были оба из Operation Upshot – Knothole в 1953 году, в то время как тестовые взрывы «Джордж» и «Как» были из Операция Tumbler – Snapper в 1952 году.

Средноживущие. продукты деления

Пропорция:. Единица:	t½. (a )	Выход. (%)	Q *. (кэВ )	βγ *
Eu	4,76	0,0803	252	βγ
Kr	10,76	0,2180	687	βγ
Cd	14,1	0,0008	316	β
Sr	28,9	4,505	2826	β
Cs	30,23	6,337	1176	βγ
Sn	43,9	0,00005	390	βγ
Sm	88,8	0,5314	77	β

Цезий-137, наряду с другими радиоактивными изотопами цезий-134, йод-131, ксенон-133 и стронций-90, были выброшены в окружающую среду во время почти всех испытаний ядерного оружия и некоторых ядерных аварий, в первую очередь Чернобыльской катастрофы и Фукусима-дайити. катастрофа.

Чернобыльская катастрофа

На сегодняшний день d в течение следующих нескольких сотен лет цезий-137 и стронций-90 по-прежнему будут основным источником радиации в зоне отчуждения вокруг Чернобыльской АЭС, и представляют наибольшую опасность для здоровья из-за их периода полураспада примерно 30 лет и биологического поглощения. Среднее загрязнение цезием-137 в Германии после чернобыльской катастрофы составило от 2000 до 4000 Бк / м². Это соответствует загрязнению цезием-137 концентрацией 1 мг / км², что составляет около 500 граммов, выпавших по всей Германии. В Скандинавии через 26 лет после Чернобыля количество оленей и овец превысило норвежский законный предел (3000 Бк / кг). По состоянию на 2016 год цезий-137 в Чернобыле распался вдвое, но он мог быть локально сконцентрирован гораздо более серьезными факторами.

Катастрофа на Фукусима-дайити

Расчетная концентрация цезия-137 в воздухе после ядерной катастрофы на Фукусиме, 25 марта 2011 года.

В апреле 2011 года повышенные уровни цезия-137 также были обнаружены в окружающей среде после ядерной катастрофы на Фукусима-дайити в Японии. В июле 2011 года в мясе 11 коров, отправленных в Токио из префектуры Фукусима, было обнаружено от 1530 до 3200 беккерелей на килограмм Cs, что значительно превышает установленный в Японии лимит в 500 беккерелей на килограмм. в это время. В марте 2013 года в рыбе, пойманной возле завода, было зафиксировано рекордное количество радиоактивного цезия в 740 000 беккерелей на килограмм, что превышает установленный правительством лимит в 100 беккерелей на килограмм. В статье 2013 года в Scientific Reports было обнаружено, что для лесного участка в 50 км от пораженного растения концентрации Cs были высокими в опадке листьев, грибах и детритофагах, но низкими у травоядных. К концу 2014 года «радиоактивный цезий, полученный на Фукусиме, распространился по всей западной части северной части Тихого океана», перенесенный северо-тихоокеанским течением из Японии в залив Аляски. Он был измерен в поверхностном слое на глубине до 200 метров и к югу от нынешней области до 400 метров.

Сообщается, что цезий-137 является серьезной проблемой для здоровья в Фукусиме. Рассматривается ряд методов, которые позволят эффективно удалить от 80% до 95% цезия из загрязненной почвы и других материалов без разрушения органического материала в почве. К ним относятся гидротермальные взрывные работы. Цезий, осажденный с помощью ферроцианида железа (берлинская лазурь ), будет единственными отходами, требующими специальных мест захоронения. Цель состоит в том, чтобы снизить годовое воздействие загрязненной окружающей среды до уровня на 1 мЗв выше фона. Наиболее загрязненная территория, где дозы облучения превышают 50 мЗв / год, должна оставаться закрытой, но некоторые районы, в которых в настоящее время меньше 5 мЗв / год, могут быть дезактивированы, что позволит вернуться 22 000 жителей.

Цезий-137 окружающая среда в значительной степени антропогена (создана человеком). Цезий-137 образуется в результате ядерного деления плутония и урана и распадается на барий-137. До строительства первого искусственного ядерного реактора в конце 1942 года (Chicago Pile-1 ) цезий-137 не присутствовал на Земле в значительных количествах в течение примерно 1,7 миллиарда. лет. Наблюдая за характерными гамма-лучами, испускаемыми этим изотопом, можно определить, было ли содержимое данного герметичного контейнера образовано до или после первого взрыва атомной бомбы (Тринити-тест, 16 июля 1945), что привело к его распространению в атмосфере и быстрому распространению следовых количеств по всему миру. Эта процедура использовалась исследователями для проверки подлинности некоторых редких вин, в первую очередь предполагаемых «бутылок Джефферсона ». Поверхностные почвы и отложения также датируются путем измерения активности Cs.

Происшествия и аварии

Гамма-источники цезия-137 участвовали в нескольких радиологических авариях и инцидентах.

1987 Гояния, Гояс, Бразилия

В аварии в Гоянии в 1987 году неправильно утилизированная система лучевой терапии из заброшенной клиники в Гоянии, Бразилия, была удалена, затем расколота для продажи на свалках, а светящаяся цезиевая соль была продана любопытным, не получившим совета покупателям. Это привело к четырем подтвержденным случаям смерти и нескольким серьезным травмам в результате радиационного заражения. Источники гамма-излучения цезия, заключенные в металлические корпуса, могут смешиваться с металлоломом по пути на плавильные заводы, что приводит к производству стали, зараженной радиоактивностью.

1989 г. Краматорск, Донецк, Украина

Краматорская радиологическая авария произошла в 1989 году, когда небольшая капсула с высокорадиоактивным цезием-137 была обнаружена внутри бетонной стены жилого дома в Краматорске, Украинской ССР. Считается, что капсула, первоначально являвшаяся частью измерительного прибора, была потеряна в конце 1970-х годов и оказалась смешанной с гравием, из которого строилось здание в 1980 году. Более 9 лет в квартире жили две семьи. К моменту обнаружения капсулы 6 жителей дома умерли от лейкемии и еще 17 получили различные дозы радиации.

1997, Джорджия

В 1997 году несколько грузин солдаты получили радиационное отравление и ожоги. В конечном итоге они были прослежены до учебных источников, заброшенных, забытых и немаркированных после распада Советского Союза. Одна из них — гранула цезия-137 в кармане общей куртки, излучающая примерно в 130 000 раз уровень фонового излучения на расстоянии 1 м.

1998, Лос-Барриос, Кадис, Испания

Во время аварии Acerinox в 1998 году испанская компания по переработке Acerinox случайно расплавила массу радиоактивного цезия-137, исходящего от генератора гамма-излучения.

2009 Тунчуань, Шэньси, Китай

В 2009 году китайская цементная компания (в Тунчуань, провинция Шэньси ) сносила старый, неиспользуемый цементный завод И не соблюдали нормы обращения с радиоактивными материалами. Это привело к тому, что некоторое количество цезия-137 из измерительного прибора было включено в восемь грузовиков металлолома, направлявшихся на сталелитейный завод, где радиоактивный цезий плавился в сталь.

Март 2015 г., Университет Тромсё, Норвегия

В марте 2015 г. Норвежский Университет Тромсё потерял 8 радиоактивных образцов, включая образцы цезия-137, америция-241, и стронций-90. Образцы были перемещены из безопасного места для использования в учебных целях. Когда образцы должны были быть возвращены, университет не смог их найти. По состоянию на 4 ноября 2015 г. образцы все еще отсутствуют.

март 2016 г. Хельсинки, Уусимаа, Финляндия

3 и 4 марта 2016 г. в воздухе были обнаружены необычно высокие уровни цезия-137. Хельсинки, Финляндия. Согласно СТУК, регулирующему органу страны, измерения показали 4000 мкБк / м³ — примерно в 1000 раз больше обычного уровня. В ходе расследования агентство проследило источник до здания, в котором работают STUK и компания по переработке радиоактивных отходов.

Май 2019 г. Сиэтл, Вашингтон, США

Тринадцать человек подверглись воздействию цезия-137 в мае 2019 г. Научно-учебный корпус в медицинском центре Харборвью. Бригада по контракту перевозила цезий из лаборатории в грузовик, когда рассыпался порошок. Пять человек были дезактивированы и освобождены, но восемь человек, которые подверглись более прямому воздействию, были доставлены в больницу, а исследовательский корпус был эвакуирован.

См. Также

• Обычно используемые гамма-изотопы

Ссылки

Библиография

• Олсен, Рольф А. (1994). «4.2. Перенос радиоцезия из почвы в растения и грибы в полуестественных экосистемах». Северная радиоэкология — передача радионуклидов через северные экосистемы человеку. Исследования в области наук об окружающей среде. 62 . С. 265–286. DOI : 10.1016 / S0166-1116 (08) 71715-1. ISBN 9780444816177.

Внешние ссылки

• NLM Hazardous Substances Databank — Цезий, радиоактивный
• Цезий-137, грязные бомбы Теодора Лиолиоса

Цезий-137
Схема распада цезия-137 Таблица нуклидов
Общие сведения
Название, символ	Цезий-137, 137Cs
Альтернативные названия	радиоце́зий
Нейтронов	82
Протонов	55
Свойства нуклида
Атомная масса	136,9070895(5)[1] а. е. м.
Избыток массы	−86 545,6(5)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	8 388,956(3)[1] кэВ
Период полураспада	30,1671(13)[2] лет
Продукты распада	137Ba
Родительские изотопы	Спин и чётность ядра	7/2+[2]
Канал распада	Энергия распада
β−	1,17563(17)[1] МэВ

Це́зий-137, известен также как радиоце́зий — радиоактивный нуклид химического элемента цезия с атомным номером 55 и массовым числом 137. Образуется преимущественно при делении ядер в ядерных реакторах и ядерном оружии.

Цезий-137 — один из главных компонентов радиоактивного загрязнения биосферы. Содержится в радиоактивных выпадениях, радиоактивных отходах, сбросах заводов, перерабатывающих отходы атомных электростанций. Интенсивно сорбируется почвой и донными отложениями; в воде находится преимущественно в виде ионов. Содержится в растениях и организме животных и человека. Коэффициент накопления ¹³⁷Cs наиболее высок у пресноводных водорослей и арктических наземных растений, особенно лишайников. В организме животных ¹³⁷Cs накапливается главным образом в мышцах и печени. Наибольший коэффициент накопления его отмечен у северных оленей и североамериканских водоплавающих птиц. Накапливается в грибах, ряд которых (маслята, моховики, свинушка, горькушка, польский гриб) считается «аккумуляторами» радиоцезия^[3].

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 3,2 ТБк.

Образование и распад

Цезий-137 является дочерним продуктом β⁻-распада нуклида [2] мин):

.

Цезий-137 претерпевает бета-распад (период полураспада 30,17 лет), в результате которого образуется стабильный изотоп бария ¹³⁷Ba:

.

В 94,4^[4] % случаев распад происходит c промежуточным образованием ядерного изомера бария-137 гамма-кванта с энергией 661,7 кэВ (или конверсионного электрона с энергией 661,7 кэВ, уменьшенной на величину энергии связи электрона). Суммарная энергия, выделяющаяся при бета-распаде одного ядра цезия-137, составляет 1175,63 ± 0,17^[1] кэВ.

Цезий-137 в окружающей среде

Выброс цезия-137 в окружающую среду происходит в основном в результате ядерных испытаний и аварий на предприятиях атомной энергетики.

Ядерные испытания

Радиационные аварии

• При аварии на Южном Урале в 1957 г. произошел тепловой взрыв хранилища радиоактивных отходов, в результате которого в атмосферу поступили радионуклиды с суммарной активностью 74 ПБк, в том числе 0,2 ПБк ¹³⁷Cs^[5].

• При аварии на реакторе в Уиндскейле в Великобритании в 1957 г. произошел выброс 12 ПБк радионуклидов, из них 46 ТБк ¹³⁷Cs^[5].

• Технологический сброс радиоактивных отходов предприятия «Маяк» на Южном Урале в р. Течу в 1950 г. составил 102 ПБк, в том числе ¹³⁷Cs 12,4 ПБк^[5].

• Ветровой вынос радионуклидов из поймы оз. Карачай на Южном Урале в 1967 г. составил 30 ТБк. На долю ¹³⁷Cs пришлось 0,4 ТБк^[5].

• В целях глубинного зондирования земной коры по заказу министерства геологии произведён подземный ядерный взрыв 19 сентября 1971 г. около д. Галкино в Ивановской области. На 18 минуте после взрыва в метре от скважины с зарядом образовался фонтан из воды и грязи. В настоящее время мощность излучения составляет порядка 3 тысяч микрорентген в час, изотопы цезий-137 и стронций-90 продолжают выходить на поверхность.

• В 1986 г. во время аварии на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) из разрушенного реактора было выброшено 1850 ПБк радионуклидов, при этом на долю радиоактивного цезия пришлось 270 ПБк. Распространение радионуклидов приняло планетарные масштабы. На Украине, в Белоруссии и Центральном экономическом районе Российской Федерации выпало более половины от общего количества радионуклидов, осевших на территории СНГ. Среднегодовая концентрация цезия-137 в приземном слое воздуха на территории СССР в 1986 году повысилась до уровня 1963 года (в 1963 г. наблюдалось повышение концентрации радиоцезия в результате проведения серии атмосферных ядерных взрывов в 1961—1962 гг.)^[6]

• В 2011 г. во время аварии на АЭС Фукусима-1 из разрушенного реактора было выброшено значительное количество цезия-137 (агентство по атомной безопасности считает, что выброс радиоактивного цезия-137 из трех реакторов составил 770 ПБк, оценки ТЕРСО в два раза ниже^[7]). Распространение, в основном, происходит через воды Тихого океана.

Локальные заражения

Известны случаи загрязнения внешней среды в результате небрежного хранения источников цезия-137 для медицинских и технологических целей. Наиболее известным в этом отношении является инцидент в Гоянии, когда мародерами из заброшенной больницы была похищена деталь из установки для радиотерапии, содержащая цезий-137. В течение более чем двух недель с порошкообразным цезием контактировали все новые люди, и никто из них не знал о связанной с ним опасности. Радиоактивному заражению подверглись приблизительно 250 человек, четверо из них умерли.

На территории СССР инцидент с длительным облучением жителей одного из домов цезием-137 произошёл в 1980-х годах в Краматорске.

Биологическое действие

Внутрь живых организмов цезий-137 в основном проникает через органы дыхания и пищеварения. Хорошей защитной функцией обладает кожа (через неповрежденную поверхность кожи проникает только 0,007 % нанесенного препарата цезия, через обожженную — 20 %; при нанесении препарата цезия на рану всасывание 50 % препарата наблюдается в течение первых 10 мин, 90 % всасывается только через 3 часа). Около 80 % попавшего в организм цезия накапливается в мышцах, 8 % — в скелете, оставшиеся 12 % распределяются равномерно по другим тканям^[5].

Накопление цезия в органах и тканях происходит до определенного предела (при условии его постоянного поступления), при этом интенсивная фаза накопления сменяется равновесным состоянием, когда содержание цезия в организме остается постоянным. Время достижения равновесного состояния зависит от возраста и вида животных. Равновесное состояние у сельскохозяйственных животных наступает примерно через 10-30 дней, у человека приблизительно через 430 суток^[5].

Цезий-137 выводится в основном через почки и кишечник. Через месяц после прекращения поступления цезия из организма выводится примерно 80 % введенного количества, однако при этом следует отметить, что в процессе выведения значительные количества цезия повторно всасываются в кровь в нижних отделах кишечника^[5].

Биологический период полувыведения накопленного цезия-137 для человека принято считать равным 70 суткам (согласно данным Международной комиссии по радиологической защите)^[5][8]. Тем не менее, скорость выведения цезия зависит от многих факторов — физиологического состояния, питания и др. (например, приводятся данные о том, что период полувыведения для пяти облученных человек существенно различался и составлял 124, 61, 54, 36 и 36 суток)^[5].

При равномерном распределении цезия-137 в организме человека с удельной активностью 1 Бк/кг мощность поглощенной дозы, по данным различных авторов, варьирует от 2,14 до 3,16 мкГр/год^[5].

При внешнем и внутреннем облучении биологическая эффективность цезия-137 практически одинакова (при сопоставимых поглощенных дозах). Вследствие относительно равномерного распределения этого нуклида в организме органы и ткани облучаются равномерно. Этому также способствует высокая проникающая способность гамма-излучения нуклида ¹³⁷Ba^m, образующегося при распаде цезия-137: длина пробега гамма-квантов в мягких тканях человека достигает 12 см^[5].

Развитие радиационных поражений у человека можно ожидать при поглощении дозы примерно в 2 Гр и более. Симптомы во многом схожи с острой лучевой болезнью при гамма-облучении: угнетённое состояние и слабость, диарея, снижение массы тела, внутренние кровоизлияния. Характерны типичные для острой лучевой болезни изменения в картине крови^[5]. Дозам в 148, 370 и 740 МБк соответствуют лёгкая, средняя и тяжелая степени поражения, однако лучевая реакция отмечается уже при единицах МБк^[5].

Помощь при радиационном поражении цезием-137 должна быть направлена на выведение нуклида из организма и включает в себя дезактивацию кожных покровов, промывание желудка, назначение различных сорбентов (например, сернокислого бария, альгината натрия, полисурмина), а также рвотных, слабительных и мочегонных средств. Эффективным средством для уменьшения всасывания цезия в кишечнике является сорбент ферроцианид, который связывает нуклид в неусваиваемую форму. Кроме того, для ускорения выведения нуклида стимулируют естественные выделительные процессы, используют различные комплексообразователи (ДТПА, ЭДТА и др.)^[5].

Получение

Из растворов, полученных при переработке радиоактивных отходов ядерных реакторов, ¹³⁷Cs извлекается методами соосаждения с гексацианоферратами железа, никеля, цинка или фторовольфраматом аммония. Используют также ионный обмен и экстракцию^[9].

Применение

Цезий-137 используется в гамма-дефектоскопии, измерительной технике, для радиационной стерилизации пищевых продуктов, медицинских препаратов и лекарств, в радиотерапии для лечения злокачественных опухолей. Также цезий-137 используется в производстве радиоизотопных источников тока, где он применяется в виде хлорида цезия (плотность 3,9 г/см³, энерговыделение около 1,27 Вт/см³). Цезий-137 используется в датчиках предельных уровней сыпучих веществ (уровнемерах) в непрозрачных бункерах.

Цезий-137 имеет определенные преимущества перед радиоактивным кобальтом-60: более длительный период полураспада и менее жесткое гамма-излучение. В связи с этим приборы на основе ¹³⁷Cs долговечнее, а защита от излучения менее громоздка. Однако, эти преимущества становятся реальными лишь при отсутствии примеси ¹³⁴Cs с более коротким периодом полураспада и более жестким гамма-излучением^[10].

См. также

• Изотопы цезия

Ссылки

• Радиоактивный цезий-137
• Загрязнение цезием-137 на территории Белорусии
• ATSDR — Toxicological Profile: Cesium

Примечания

Цезий-137 , обозначенный ¹³⁷ Cs , является одним из 40 цезия изотопов известного элемента , который имеет наибольшее количество изотопов после франция .

Это изотоп цезия, массовое число которого равно 137: его атомное ядро имеет 55  протонов и 82  нейтрона со спином 7/2 + в основном состоянии для атомной массы 136,907 083 5  г / моль . Его период 30,17 года.

Она характеризуется массовым дефектом 86,551,145 ± 2,985  эВ / гр ² и энергией ядерной облигаций 1,149,292,932 ± +2991  эВ .

Его обнаружили Гленн Т. Сиборг и Маргарет Мелхейз .

Источник

Это один из многих продуктов деления из урана и , возможно , наиболее известных для использования в гидрологических и экологических исследованиях после общего загрязнения атмосферы , индуцированной, с 1945 года с использованием атомных бомб и ядерных испытаний (и аварией на Чернобыльской АЭС ) , и, в меньшей степени, из-за сбросов ядерных электростанций или площадок по переработке , ядерному хранению (временному) или хранению устойчивых радиоактивных отходов и т. д.

Его мониторинг, например, позволил измерить, насколько быстро обновлялась вода в грунтовых водах, кинетику цезия в окружающей среде (особенно в пищевой цепи ) или была ли пещера изолирована от внешнего мира или нет.

Появление

В чистом виде он выглядит как щелочной металл серебро-золото.
Его точка плавления достаточно близка к комнатной температуре ( CNTP ), поэтому его можно получить в жидком состоянии при этой температуре благодаря переохлаждению (как для галлия и рубидия ).

Радиоактивность

Среднесрочные жили продукты деления

Недвижимость: Единица:	т ½ а	Доходность %	Q * кэВ	βγ *
155 евро	4,76	0,0803	252	βγ
85 кр	10,76	0,2180	687	βγ
113м кд	14.1	0,0008	316	β
90 Sr	28,9	4,505	2826	β
137 Cs	30,23	6,337	1176	β γ
121 м Sn	43,9	0,00005	390	βγ
151 см	88,8	0,5314	77	β

Один грамм чистого цезия-137 имеет радиоактивность от 3.204  T Бк . Цезий 137 распадается на метастабильный барий-137 (короткоживущий продукт разложения), а затем на стабильный нерадиоактивный барий -137.

В окружающей среде редко встречается в одиночку. Радиоактивные отходы или осадки от ядерных испытаний воздуха или аварии на Чернобыльской АЭС , а также о том Фукусимы атомной электростанции могут также содержать цезий-135 (очень длительный период жизни) и цезий 134 (период 2 -х лет). Изотопы 134 и 137 изначально присутствуют в продуктах деления, высвобождаемых в этих случаях, в равных количествах, но более быстрый распад цезия-134 означает, что цезий-137 (период 30 лет) быстро представляет собой большую часть присутствующих форм цезия.

Распад

В 94,6% случаев, это дает ^137m Ba изомер из бария 137 путем бета — распада ^— с энергией распада от 512 кэВ и периодом полураспада от 30,17 лет, который падает обратно в основное состояние путем изомерного перехода излучающего излучения Г из 661,7 кэВ с периодом 2,552 минуты:
  

В остальных 5,4% случаев он распадается непосредственно до ¹³⁷ Ba с энергией распада 1174  кэВ .

Γ-излучение, испускаемое ^137m Ba, может быть использовано в медицинских или промышленных целях, например, для облучения пищевых продуктов , но цезий 137 фактически используется очень мало из-за его гораздо большей химической нестабильности, чем у кобальта 60 , что намного лучше. изотоп для этого типа приложений, потому что его химически легче контролировать и излучает более мощное излучение. Он содержится в некоторых приборах для измерения плотности и влажности , расходомерах и различных детекторах. С другой стороны, он широко используется для датировки вин, произведенных после 1952 года, поскольку испускаемое гамма-излучение позволяет проводить измерения, не открывая бутылки.

Цезий 137 легко измеряется в окружающей среде с помощью гамма-спектрометрии по линии гамма-излучения его сына ^137m Ba.

Источники загрязнения, пищевые стандарты в нормальных условиях или ядерный кризис

Это продукт деления из урана и , как таковые, более или менее значительные количества этого изотопа были выпущено в атмосферу первым в 1940 и 1950 во время ядерных испытаний на открытом воздухе, а затем в ходе ядерных аварий (см Списка ядерных аварий ) .
Последние общие или основные загрязнения биосферы были вызваны Чернобыльской катастрофой , то26 апреля 1986 г., который сегодня остается основным радиоактивным загрязнением запретной зоны и некоторых территорий, загрязненных прохождением облака, а затем катастрофой на Фукусиме . Заражение растительных, грибковых, животных и человеческих организмов происходит через воду, воздух и почву, а у людей — через пищу (пищу, напитки), дыхание или контакт с зараженными продуктами. Возможными источниками также являются дичь, лесные ягоды, лесные грибы, молочные продукты и некоторые специи, приправы или лекарственные растения.

Стандарты  : они различаются в зависимости от страны, времени и продукта (более жесткие для молока, чем для мяса, потому что молоко потребляется больше детьми, которые более уязвимы для цезия-134 или 137).
Например, для мяса:

• 600 Бк / кг — это действующий европейский стандарт, который нельзя превышать для оленины и мяса сельскохозяйственных животных;
• 500 Бк / кг — стандарт для Японии;
• 3700 Бк / кг — это гораздо более мягкий стандарт, введенный в СССР после аварии на Чернобыльской АЭС, прежде чем он был снижен до 740 Бк / кг в России в 1990 году;
• 592 Бк / кг — это действующий стандарт на картофель и мясо в Беларуси , установленный правительством после обретения республикой независимости.

Кинетика в организме человека

В долгосрочной перспективе заражение происходит главным образом через прием внутрь и всасывание через желудочно-кишечный тракт, но в случае вдыхания также происходит прямой переход в кровь.
Затем цезий переносится кровью и распределяется так же, как его химический аналог, калий , в основном в мышцах. Цезий поглощается клетками животных и растений, конкурируя с калием, но полезная функция цезия неизвестна; однако в высоких концентрациях он может вызывать токсичность у растений, которые считаются ингибиторами роста. Действительно, в ходе своей эволюции млекопитающие начали отличать ненужный нерадиоактивный цезий от калия, который необходим для Na + / K + -системы мембран клеток животных. Это ясно видно по низкой абсорбции и селективности цезия в печени и плодах на авторадиографах Нельсона. Организм человека выводит цезий через почки (86%) и кишечник (14%) через слюнные железы и внешнесекреторную поджелудочную железу, которые являются мощными накопителями цезия. Они фильтруют его и выводят со слюной и панкреатическим соком в кишечнике. По данным Вентури (2020), поджелудочная железа более подвержена раку. Действительно, «берлинская лазурь» (ферроцианид железа) в кишечнике способна хелатировать абсорбированный цезий, предотвращая его реабсорбцию, и выводить его с фекалиями.

Токсичность и экотоксичность

Цезий 137 имеет химическую токсичность, которую IRSN считает очень низкой.

С другой стороны, как радиоэлемент цезий-137 является радиотоксичным и экотоксичным , главным образом из-за своих радиологических свойств .

Было обнаружено, что у крупного рогатого скота, как и у человека, он очень слабо присутствует в жире и костях, в то время как у рыб накопление в костях может составлять от 10 до 20% от общего количества.

Внешняя токсичность

Внешняя радиационная токсичность цезия 137 связана с воздействием его ионизирующего излучения . Этот риск относительно невелик, поскольку внешнее бета-излучение поглощается слоем воздуха толщиной один или два метра или частично блокируется толщиной одежды, эпидермиса и дермы .

Поэтому внешний токсический эффект требует сильного воздействия, но цезий 137, присутствующий в атмосфере, ничтожно мал по сравнению с другими радиоэлементами, такими как радон 222, общая мощность дозы во Франции составляет 100 нЗв / ч.

Особый случай — «контактная токсичность» (более или менее прямой контакт с кожей), которая затем проявляется в ожогах. Этот случай в основном касается случайного облучения (например, случай Гоянии в Бразилии ).

Внутренняя токсичность и биологические эффекты

«Последствия для здоровья хронического воздействия этого радионуклида остаются плохо изученными» . Степень облучения различных групп населения также плохо изучена. Он был предметом исследований с оценкой способности различных сред (луга, поля) и различных растений, животных или грибов биоассимилировать и, возможно, биоконцентрировать этот радиоэлемент (например, помидоры ).

Радиотоксичность цезия 137 в основном связана с внутренним облучением определенных органов и тела, когда и потому что бета-излучение цезия 137 выражается внутри организма, даже в определенных клетках. Этот тип токсичности проявляется при вдыхании или проглатывании цезия-137 (с пищей или питьем).

Во многих животных , включая млекопитающих , это радиотоксичность усугубляется тем фактом , что большая часть цезий поглощается в организме в качестве аналога из калия . Затем он устраняется только с биологическим периодом в 20 дней для детей, 100 дней для женщин и 150 дней для мужчин. В некоторых американских источниках вместо этого указывается период в 70 дней. Когда цезий-137 попадает в организм детей, он сначала, как и у взрослых, распределяется по организму равномерно, но с большей нагрузкой у детей, чем у взрослых.

Кроме того, в той же среде, из — за более активный метаболизм костной ткани , чем у взрослых (под контролем гормонов щитовидной железы и витамин D и A в частности), то ребенок имеет более высокие требования калия , чем у взрослых. На взрослый  ; и он поглощает и фиксирует больше, чем последний.

Мы также пытаемся лучше понять скорость переноса через плаценту и риски для плода, когда мать подверглась внутреннему заражению, а также возможное мутагенное воздействие на семена культурных растений.

В случае хронического воздействия период полураспада этого радиоэлемента имеет эффект биоаккумуляции до гомеостаза (когда поглощенная суточная доза равна выведенной дозе примерно через год).

Проглатывание беккереля соответствует дозе радиоактивного облучения приблизительно 12 нЗв).

Эффекты

Обсуждаются эффекты низких доз облучения , но у людей доказанные эффекты «высоких» доз:

• недостаточность костного мозга и повреждение иммунной системы ;
• удаление репродуктивной функции ;
• эффекты гепатотоксических включая модификацию метаболизма из холестерина в печени, на эмбриональной стадии в лабораторных крыс ;
• заболевание почек ;
• нарушения минерализации костей;
• изменение обмена холестерина в головном мозге ;
• поражение головного мозга, возможно, связанное с неврологическими расстройствами;

При более низких дозах, согласно исследованиям на животных моделях , и в более долгосрочной перспективе также распознаются следующие эффекты:

• нарушения цикла сон-бодрствование (который может предложить эффект гормонального нарушения из за nycthemeral цикла ), без поведенческих нарушений;
• нарушение работы сердечно-сосудистой системы , сердечная аритмия ;
• нарушения обмена витамина D , холестерина и стероидных гормонов без клинических проявлений;
• врожденные пороки и пороки развития плода;
• повышенный риск рака щитовидной железы ;
• повышенный риск врожденных пороков и пороков развития плода ;
• повышенный риск аномалий хрусталика и катаракты (особенно в детском возрасте);

Дети оказываются более уязвимыми к отравлению цезием, чем взрослые.

Предполагается, что другие эффекты, более длительные (в случае хронического воздействия) на сердце , стенку желудка .

Похоже, что на эмбрион существует мутагенный эффект , предполагающий повышенный риск синдрома Дауна . Статистически аномально высокое количество трисомий 21 действительно наблюдалось в январе 1987 года в очень пострадавших странах и у младенцев, зачатых после прохождения облака. Явный рост (более чем в два раза) наблюдался в Беларуси, где национальным регистром врожденных пороков развития было зарегистрировано 26 случаев, из которых ожидается 9,84 случая (страна, наиболее пострадавшая от последствий), а также в Западном Берлине , где почти все трисомии были зарегистрированы при рождении. но также диагностированные ранее, регистрируются в регистре с распределением возраста матери. Этот регистр показывает значительный рост числа заболевших в январе 1987 года, ровно через девять месяцев после чернобыльской катастрофы. Но в обоих случаях это явление длилось недолго. Следовательно, это также может быть связано с радиоактивным йодом ( радиоактивный распад которого очень быстрый). Этот тип статистики также было трудно использовать, поскольку из-за отсутствия точных и однородных регистров во многих странах, из-за того, что многочисленные добровольные аборты последовали за аварией в некоторых странах (например, в Беларуси) или до нее ( как в Швеции ), что у населения загрязненных территорий гораздо меньше детей (Беларусь — одна из стран, где уровень рождаемости снизился больше всего в мире и т. д., в Чернобыле первое заявленное рождение произошло через 17 лет после взрыв), и, наконец, потому, что средства раннего обнаружения трисомии и возможности инициирования медикаментозного аборта претерпели значительные изменения. Наличие пика трисомий в январе 1987 г., через девять месяцев после прохождения шлейфа, а также экспериментальные данные, показывающие радиочувствительную фазу оогенеза у млекопитающих примерно во время зачатия, предполагают, что этот «январский пик» может быть связан с Чернобыльский шлейф, но не обязательно только по цезию-137.

Медицинское (и ветеринарное) обслуживание

В период ядерных испытаний в атмосфере для ограничения поглощения цезия или других радионуклидов гексацианоферраты ( ферроцианид натрия и калия ) и минералы ( глины ) были испытаны в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных. Для адсорбции радиоцезия путем ограничения его выхода из кишечника к крови, но после чернобыльской катастрофы было показано, что регулярное использование глины может вызвать дефицит в рационе определенных микроэлементов и создать проблемы с их снабжением, когда необходимо добавить в пищу миллионы животных. Другой продукт оказался более эффективным; коллоидная форма «  берлинской  лазурки» (аналог аммония-железа-цианоферрата или AFCF) оценивается как в 88–266 раз более эффективная, чем бентонит или Bolus alba в пересчете на массу. Для людей это единственное существующее лекарственное средство, признанное в ядерной медицине , основанное на берлинской синей ( вводимой в качестве лекарства ( радиогардаза ) для «удаления 137Cs после приема внутрь») . После прохождения части чернобыльского облака над Западной Германией и Австрией , он был признан и разрешен в качестве пищевой добавки органами здравоохранения .

Проглатывание пектина было проверено после Чернобыля в качестве нетоксичного и недорогого хелатора у детей, пострадавших от внутреннего загрязнения 137Cs в районах, пострадавших от последствий чернобыльских осадков , но пока нет единого мнения о его эффективности.

Кроме того, в наиболее пострадавших районах Украины и Беларуси был убит крупный рогатый скот, который уже был сильно заражен после аварии, и затем мы попытались кормить этих животных пищей с естественным низким содержанием радиоцезия.

Методы лечения

В случае значительного поглощения ¹³⁷ Cs, лечение комплексообразования рекомендовано ядерной медицины является берлинская лазурь (Radiogardase) , который позволяет decorporate ¹³⁷ Cs внутрь и доступен. Внутреннее введение пектина также проверяется, в частности, у детей и в течение длительного времени на определенных загрязненных территориях, но степень его эффективности все еще обсуждается. Берлинская лазурь, даже если она эффективна, очень токсична и не рекомендуется для употребления в пищу .

Загрязнение окружающей среды

В атмосферных ядерных испытаний и некоторые бедствия ( в том числе на Чернобыльской АЭС и Фукусима) являются важными источниками загрязнения окружающей среды. Цезий может накапливаться биоаккумуляцией , например, первоначально мхами и лишайниками, а также, возможно, локально (концентрируется в пищевой сети). Его биоаккумулируют и рыбы (в частности, в их скелете), особенно у хищных рыб. Загрязнение тем более важно, поскольку калий редко встречается в осадке или в растворенной форме в воде; Поэтому пресноводная рыба загрязнена больше, чем рыба из твердых осадочных вод, а океаническая рыба — еще меньше (эффект разбавления).

Особую роль в этом отношении играют грибы, и в частности определенные виды, встречающиеся на поверхности или под землей, такие как гипогеальные плодовые грибы (под землей) (например, трюфели , в том числе трюфель оленя ( Elaphomyces granulatus ) , очень потребляемый дикими кабанами. и белки ). Благодаря своей обширной разведочной площади в первых 30 см земли, через свою подземную мицелиальную сеть или способности колонизировать мертвую древесину (которая сама может быть заражена), эти грибы могут концентрировать цезий, выпавший с дождями или последующими сухими отложениями. испытания или определенные несчастные случаи.
Например, после прохождения чернобыльского облака их загрязнение во Франции , по официальным данным, колебалось от 15 до 50 000 Бк / кг. Другие (например, Suillus variegatus и Lactarius rufus ) выносят цезий на поверхность через свой колпачок или могут передавать его растениям посредством микоризации .

В случае ядерной аварии с последующим значительным повторным выпадением цезия-137 пороги, которые нельзя превышать, известные как «уровни вмешательства» (массовая активность пищевых продуктов, индивидуальные дозы для населения, не превышающие 1 мЗв / год), могут быть соблюдены. ? Этот вопрос был задан в 1993 году во время франко-российских кризисных учений, которые проходили в Санкт-Петербурге (21-25 июня 1993 года) со сценарием максимальной поверхностной радиоактивности 3700 кБк / м2 (100 Ки / км2). Результаты показали, что 5 лет спустя, когда сельское хозяйство было ограничено районами с меньшим риском и наиболее потребляемыми продуктами; именно свинину, говядину и грибы было бы труднее всего (даже невозможно) обеспечить европейским стандартам.

Кинетика окружающей среды

Период полураспада цезия-137 составляет 30 лет, его радиоактивный распад влияет только на кинетику окружающей среды в долгосрочной перспективе. После осаждения цезия-137 на земле (дождь, снег, сухие отложения и т. Д.) Он медленно просачивается или циркулирует по горизонтали более или менее быстро в зависимости от характера почвы, наличия воды и кислотности (pH) этой воды. , и в зависимости от того, остается ли он в свободном состоянии или более или менее длительно удерживается в глинисто-гуминовых комплексах, мхах, лишайниках или торфе (который в загрязненной зоне может гореть, как мы видели во время лесов и торфяников). пожары в России в 2010 г. ). После Чернобыля в Беларуси большая часть радиоактивного материала сначала была сосредоточена в поверхностном слое почвы. «Сегодня 90% радиоактивности переместилось в подстилку и верхние горизонты. Слой травы, подстилка и самые поверхностные слои почвы вместе образуют наиболее интенсивное «поле поглощения» или «покрытие поглощения» .

Согласно IRSN, «В непахотных почвах, и в особенности в лесах, этот слой может все еще содержать, 20 лет спустя, 70% активности цезия-137, депонированной в 1986 году. Это объясняет, почему заражение грибами происходит сегодня. Hui ( в 2004 г.) от 100 до 10 000 раз выше, чем у сельхозпродукции. В зависимости от загрязнения почвы и вида она колеблется от менее 1 Бк / кг до нескольких сотен Бк / кг » . Таким образом, могут быть заражены кабаны, белки или другие микофаги (по-прежнему, по данным IRSN, в 1996 году , через 10 лет после аварии, «активность цезия-137 была измерена в мясе кабана из Вогезов от нескольких сотен до 2000 Бк / кг  » ) . из-за игры биоконцентрации , доз радиоактивности от грибов и от почвы (в лощинах, в горах и лесах для районов, где шел дождь во время прохождения облака), радиоактивность может даже продолжать расти на местном уровне в следующие 15 лет. прохождение облака.

Богатство почвы дождевыми червями , грибами или ее переработка влияет на перемещение этого радионуклида в почве. В среднем он опускается в гуминовый слой со скоростью около 1  см в год, и его часть может периодически извлекаться из почвы корнями растений, а затем возвращаться туда через мертвые листья, мертвую древесину, экскременты животных и т. Д. Следовательно, только через определенное время (от 15 до 25 лет?) Грибы, вероятно, быстрее всего его соберут.

Лысиков показал (в 1995 г.) возле Чернобыльской АЭС, что рытье норы дикого кабана нарушает циркуляцию радионуклидов (в том числе цезия) в окружающей среде. Цезий — химически токсичный катион , хорошо растворимый в пищевом комке и легко проникающий через кишечный барьер в тонком кишечнике . откуда он легко достигает всех частей тела (как если бы его вдохнули). Выделение цезия с мочой (дикие кабаны, белки) затем становится источником повторного загрязнения окружающей среды на поверхности. Дождевые черви также могут уловить определенное количество.

ИНРА из Монпелье попытались смоделировать поток цезия через растений и почвы в 1990 — х годах, на основе данных , свидетельствующих о том , что скорость и скорость поглощения растениями зависит от вида, но также и как можно было бы ожидать от концентрации почвенного калия, плотность корней и глубокое распространение корней.
Наличие органических веществ в глине снижает фиксацию цезия в почве и способствует его передаче растениям (до 90% больше). Тем не менее Шивон Стонтон из INRA (ENSAM) в 1996 году отметила, что большая часть перекачиваемого растением цезия выводится из организма и не переносится в верхние части.

Вскоре после поверхностного загрязнения заражаются растения с поверхностными корнями, а затем, в среднем, через 20 лет, это растения, питающиеся более глубоко или некоторыми грибами.
Пока не известно , будет ли дерево-грибкового симбиоз может, через микоризацию, облегчает проникновение цезия в дерева , когда цезий будет наиболее доступным для корневого слоя и области наиболее исследованной мицелия из дерева симбионтных видов ( трюфели , в частности, симбионты дуба и фундука ).

Загрязнение кормов для скота

После чернобыльской катастрофы в Финляндии (стране, сильно пострадавшей от прохождения чернобыльского облака и где пришлось зарезать много зараженных оленей), добавление бентонита, а затем нескольких форм гексацианоферратов было эффективно испытано на оленях (включая железо). гексацианоферрат аммония или гексацианоферрат аммония железа ( AFCF , производное берлинской синей )) в кормах для животных (например, лишайники, скармливаемые северным оленям в Финляндии), в качестве комплексообразующего агента (но не хелатирующего , представляющего определенную токсичность, но ограничивающего перенос пищи на тело животного, которое его ест (например: молоко в этом случае становится до 5 раз менее радиоактивным). Уровень цезия в эритроцитах северного оленя снизился на 50% при суточной дозе 1  мг / кг гексацианоферрата двухвалентного аммония на килограмм (в зависимости от веса животного), такой же результат, как и при применении 500  мг / кг бентонита, 3  мг / кг AFCF или 2  г / кг бентонита снижают как экскрецию с мочой, так и уровни эритроцитов более чем на 80%. Из цеолиты и вермикулит также были протестирован против таких мер, с кровяным аммонием в корме для скота добавки. В начале 1960-х годов комплексообразующая способность цианоферрата железа к цезию была уже установлена .

Частный случай леса и лесных товаров

Из-за богатства грибами, лучшего улавливания цезия при прохождении облаков и защиты почвы от эрозии леса стали «резервуарами и источниками радиации» .
Действительно, они хранили и даже повторно концентрировали цезий, а это означает, что продукты лесного происхождения (грибы, фрукты, дичь) гораздо более загрязнены, чем продукты с возделываемых полей. например, после чернобыльской катастрофы, согласно оценкам, белорусские леса «уловили более 80% радионуклидов, рассеянных Чернобыльской АЭС (наиболее продолжительными из которых являются цезий-137, стронций 90 и плутоний 239, 240 и 241)» . Большая часть этих радионуклидов затем интегрируется в лесной цикл (древесные → мертвые деревья + мертвые листья → грибы → гумус → древесные растения и т. Д. В параллельном цикле фауна захватывает часть, которую она возвращает в землю через свои экскременты и трупы . Только перелетные птицы и рыба способствуют экспорту (и / или импорту этого радиотоксичного цезия).
Это объясняет очень высокое содержание цезия-137 в лесных продуктах (ягоды, грибы и дичь, которые регулярно потребляются сельскими жителями Беларуси и Украины ) , который был в 20-50 раз выше, чем у сельскохозяйственной продукции из тех же регионов.
Более 20 лет научный мир стремился снизить риски и опасности, связанные с этим фактом, «но никакого решения этого факта не было. еще не обнаружены » по словам Виктора А. Ипатьева (директора Института лесного хозяйства Национальной академии наук Беларуси в Гомеле , по данным ФАО. влажные леса (экологически чистые) очень богатый) кажутся наиболее уязвимыми.

Частный случай торфяных болот и болот

Щелочные торфяники — это районы хранения радионуклидов. Напротив, кислые торфяники должны способствовать циркуляции металлов в воде.
В качестве примера, в таблице ниже докладов Радиоактивность фруктов ( ежевика , черника , брусника ) и грибы ( РахШиз и Russula ) , собранные в Беларуси около 120  км от Чернобыльской АЭС, в экспериментальной зоне (зона влажной эвтрофной — мезотрофная , состоящий из осушаемой (-56 см водной поверхности ) и недренированной (-27 см водной поверхности  ) зоны  ). В 2000 г. они были гораздо менее загрязнены (в 2–3 раза меньше) в тех районах, где эти болота были осушены. Таблица показывает, что дренаж ограничил доступ этих растений к радионуклидам, но, как мы видели в 2010 году, дренаж, тем не менее, делает торфяники и леса более уязвимыми для пожаров и, возможно, утечки в них радионуклидов. выходы стоков и дренажные канавы .

Еда	С уровнем грунтовых вод (на −27  см )	Уровень осушенных грунтовых вод (на -56  см )
Ежевика	617 000 Бк / м²	312 000 Бк / м²
Черника	709 000 Бк / м²	205 000 Бк / м²
Брусника (фрукты)	888 000 Бк / м²	234 000 Бк / м²
Брусника (растение)	6 724 000 Бк / м²	630 000 Бк / м²
Паксиллусные грибы	29 680 000 Бк / м²	10 640 000 Бк / м²
Грибы сыроежки	7 509 000 Бк / м²	3 683 000 Бк / м²

Примечания и ссылки

Заметки

Рекомендации

Смотрите также

Статьи по Теме

• Цезий
• Радиоизотоп
• Таблица изотопов
• Ядерный тест
• Чернобыльская катастрофа
• Радиоактивность
• Ядерная токсикология
• Лесные пожары в России в 2010 году

Внешние ссылки

• [PDF] ИРСН, «  Радионуклидный лист: цезий-137 и окружающая среда  » ,2005 г.
• [PDF] IRSN, »  Радионуклидный лист: цезий 137 + барий 137m: аспекты здоровья [PDF]  » ,2001 г. [PDF]
• [PDF] (en) Аргоннская национальная лаборатория, EVS, «  Цезий  » , Информационный бюллетень о здоровье человека ,2005 г.
• (ru) ATSDR, Министерство здравоохранения и социальных служб США, «  Токсикологический профиль цезия  » ,2004 г.

Библиография

• Thiry Y, Ronneau C, Myttenaere C и Во время C (1992) Поведение радиоцезия в загрязненной лесной экосистеме во время ядерной аварии . В Восьмой Международной конференции IPRA.

1

ЧАС

Привет

2

Ли

Быть

B

ПРОТИВ

НЕТ

О

F

Родившийся

3

N / A

Mg

Al

да

п

S

Cl

Ar

4

K

Это

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Или же

Cu

Zn

Ga

Ge

Туз

Se

Br

Kr

5

Руб.

Sr

Y

Zr

Nb

Пн

Tc

RU

Rh

Pd

Ag

CD

В

Sn

Sb

Ты

я

Xe

6

CS

Ба

В

Этот

Pr

Nd

Вечера

См

Имел

Б-г

Tb

Dy

Хо

Э

Тм

Yb

Читать

Hf

Ваш

W

Re

Кость

Ir

Pt

В

Hg

Tl

Pb

Би

По

В

Rn

7

Пт

Ра

Ac

Чт

Па

U

Np

Мог

Являюсь

См

Bk

Cf

Является

FM

Мкр

Нет

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Ур.

Ц

Og

Периодическая таблица из изотопов

Цезий-137,  ¹³⁷ Cs

Запечатанный радиоактивный источник цезия-137
Общий
Условное обозначение	137 Cs
Имена	цезий-137, Cs-137
Протоны	55
Нейтронов	82
Данные о нуклидах
Природное изобилие	0 (след)
Период полураспада	30,17 года ± 0,03 года
Родительские изотопы	137 Хе  ( β — )
Продукты распада	137m Ба 137 Ба
Изотопная масса	136,907 ед.
Вращаться	7 ⁄ 2 +
Режимы распада
Режим распада	Энергия распада ( МэВ )
β- ( бета-распад )	0,5120
γ ( гамма-лучи )	0,6617
Изотопы цезия Полная таблица нуклидов

Цезий-137 (¹³⁷
₅₅CS
), Или радиоцезий , является радиоактивным изотопом цезия , который образуется в качестве одного из наиболее распространенных продуктов деления со стороны ядерного деления из урана-235 и других делящихся изотопов в ядерных реакторов и ядерного оружия . Следовые количества также возникают в результате естественного деления урана-238 . Это один из наиболее проблемных продуктов деления с коротким и средним сроком жизни. ¹³⁷ Cs имеет относительно низкую температуру кипения (671 ° C, 1240 F) и легко улетучивается при внезапном выбросе при высокой температуре, как в случае аварии на Чернобыльской АЭС и атомных взрывов , и может перемещаться по воздуху на очень большие расстояния. . После попадания в почву в виде радиоактивных осадков он легко перемещается и распространяется в окружающей среде из-за высокой растворимости в воде наиболее распространенных химических соединений цезия , которые представляют собой соли . ¹³⁷ Cs был открыт Гленном Т. Сиборгом и Маргарет Мелхейз .

Разлагаться

Цезий-137 имеет период полураспада около 30,17 лет. Около 94,6% распадается с бета-излучением на метастабильный ядерный изомер бария: барий-137m ( ^137m Ba, Ba-137m). Остаток непосредственно заполняет основное состояние бария-137, которое является стабильным. Метастабильный барий имеет период полураспада около 153 секунд и отвечает за все гамма- излучение в образцах цезия-137. ^137m Ba распадается в основное состояние за счет излучения фотонов с энергией 0,6617 МэВ. Таким образом, 85,1% распадов ¹³⁷ Cs приводят к гамма-излучению. Один грамм цезия-137 обладает активностью в 3.215 тера беккерелях (ТБк).

Использует

Цезий-137 имеет ряд практических применений. В небольших количествах он используется для калибровки оборудования для обнаружения радиации. В медицине используется при лучевой терапии . В промышленности он используется в расходомерах , толщиномерах, измерителях плотности влажности (для измерения плотности, где америций-241 / бериллий обеспечивает показания влажности) и в устройствах гамма-каротажа скважин .

Цезий-137 не используется широко для промышленной радиографии, поскольку трудно получить материал с очень высокой удельной активностью и четко определенной (и небольшой формой), поскольку цезий из использованного ядерного топлива содержит стабильный цезий, а также долгоживущий Cs-135. Кроме того, источники цезия с более высокой удельной активностью, как правило, изготавливаются из хорошо растворимого хлорида цезия (CsCl), в результате чего, если радиографический источник был поврежден, это увеличило бы распространение загрязнения. Можно сделать нерастворимые в воде источники цезия (с различными соединениями ферроцианида, такими как Ni
₂Fe (CN)
₆, гексацианоферрат аммония и железа (AFCF), соль Гизе, ферроцианид железа и аммония), но их удельная активность будет намного ниже. Большой объем излучения ухудшит качество изображения при рентгенографии. Иридий-192 и кобальт-60 ,⁶⁰
₂₇Co
, являются предпочтительными для радиографии, поскольку они являются химически неактивными металлами и могут быть получены с гораздо более высокой удельной активностью путем активации стабильного кобальта или иридия в реакторах с высокой плотностью потока.

Как почти полностью искусственный изотоп, цезий-137 использовался для датирования вина и обнаружения подделок, а также в качестве материала для относительного датирования для оценки возраста отложений, имевших место после 1945 года.

Цезий-137 также используется в качестве радиоактивного индикатора в геологических исследованиях для измерения эрозии почвы и осаждения.

Риск для здоровья радиоактивного цезия

Цезий-137 реагирует с водой, образуя водорастворимое соединение ( гидроксид цезия ). Биологическое поведение цезия сходно с поведением калия и рубидия . Попадая в организм, цезий более или менее равномерно распределяется по всему телу с наибольшими концентрациями в мягких тканях . Биологический период полураспада цезия составляет около 70 дней.

Эксперимент 1961 года показал, что мыши, которым вводили дозу 21,5  мкКи / г, имели 50% летальность в течение 30 дней (что подразумевает LD ₅₀ 245 мкг / кг). Подобный эксперимент в 1972 году показал, что когда собаки подвергаются нагрузке на все тело 3800  мкКи / кг (140 МБк / кг, или приблизительно 44 мкг / кг) цезия-137 (и от 950 до 1400 рад ), они умирают в течение 33 минут. дней, в то время как животные с половиной этого бремени выжили в течение года. Важные исследования показали замечательную концентрацию ¹³⁷ Cs в экзокринных клетках поджелудочной железы, которые больше всего страдают от рака. В 2003 году при вскрытии 6 детей, погибших в загрязненной зоне недалеко от Чернобыля, где также сообщалось о более высокой заболеваемости опухолями поджелудочной железы, Бандажевский обнаружил концентрацию ¹³⁷ Cs в 40-45 раз выше, чем в их печени, тем самым демонстрируя, что ткань поджелудочной железы сильный аккумулятор и секретор радиоактивного цезия в кишечнике. Случайное проглатывание цезия-137 можно лечить берлинской лазурью (Fe^III
₄[Fe^II
( CN )
₆]
₃), который химически связывается с ним и сокращает биологический период полураспада до 30 дней.

Радиоактивный цезий в окружающей среде

Среднесрочные жили
продукты деления

Реквизит: Единица:	t ½ ( а )	Доходность ( % )	Q * ( кэВ )	βγ *
155 евро	4,76	0,0803	252	βγ
85 кр	10,76	0,2180	687	βγ
113м кд	14.1	0,0008	316	β
90 Sr	28,9	4,505	2826	β
137 Cs	30,23	6,337	1176	β γ
121 м Sn	43,9	0,00005	390	βγ
151 см	88,8	0,5314	77	β

Цезий-137, наряду с другими радиоактивными изотопами цезий-134 , йод-131 , ксенон-133 и стронций-90 , был выброшен в окружающую среду почти во время всех испытаний ядерного оружия и некоторых ядерных аварий , в первую очередь Чернобыльской катастрофы и аварии на Фукусиме. Дайичская катастрофа .

Цезий-137 в окружающей среде в значительной степени является антропогенным (антропогенным). Цезий-137 образуется в результате ядерного деления плутония и урана и распадается на барий-137 . До строительства первого искусственного ядерного реактора в конце 1942 года ( Чикагский реактор -1 ) цезий-137 не присутствовал на Земле в значительных количествах около 1,7 миллиарда лет . Наблюдая за характерным гамма-излучением, испускаемым этим изотопом, можно определить, было ли содержимое данного герметичного контейнера образовано до или после первого взрыва атомной бомбы ( испытание Тринити , 16 июля 1945 г.), в результате которого часть его распространилась в атмосферу. быстрое распространение следовых количеств этого вещества по всему миру. Эта процедура использовалась исследователями для проверки подлинности некоторых редких вин, в первую очередь предполагаемых « бутылок Джефферсона ». Поверхностные почвы и отложения также датируются путем измерения активности ¹³⁷ Cs.

Чернобыльская катастрофа

На сегодняшний день и в ближайшие несколько сотен лет цезий-137 и стронций-90 продолжают оставаться основными источниками радиации в зоне отчуждения вокруг Чернобыльской АЭС и представляют наибольшую опасность для здоровья из-за их период полураспада примерно 30 лет и биологическое поглощение. Среднее загрязнение цезием-137 в Германии после чернобыльской катастрофы составило от 2000 до 4000 Бк / м ² . Это соответствует загрязнению цезием-137 концентрацией 1 мг / км ² , что составляет около 500 граммов, выпавших на территорию Германии. В Скандинавии через 26 лет после Чернобыля количество оленей и овец превысило норвежский законный предел (3000 Бк / кг). По состоянию на 2016 год цезий-137 в Чернобыле распался наполовину, но он мог быть локально сконцентрирован гораздо более серьезными факторами.

Катастрофа Фукусима-дайити

В апреле 2011 года повышенные уровни цезия-137 также были обнаружены в окружающей среде после ядерной катастрофы на Фукусима-дайити в Японии. В июле 2011 года было обнаружено , что мясо 11 коров, отправленных в Токио из префектуры Фукусима , содержало от 1530 до 3200  беккерелей на килограмм ¹³⁷ Cs, что значительно превышало установленный в то время законный предел Японии в 500 беккерелей на килограмм. В марте 2013 года в рыбе, пойманной возле завода, было зафиксировано рекордное количество радиоактивного цезия в 740 000 беккерелей на килограмм, что превышает установленный правительством лимит в 100 беккерелей на килограмм. В статье, опубликованной в журнале Scientific Reports за 2013 год, было обнаружено, что на лесном участке в 50 км от пораженного растения концентрации ¹³⁷ Cs были высокими в опадке листьев, грибах и детритофагах , но низкими у травоядных. К концу 2014 года «радиоактивный цезий, полученный на Фукусиме, распространился на всю западную часть северной части Тихого океана», перенесенный северным тихоокеанским течением из Японии в залив Аляски . Он был измерен в поверхностном слое на глубине до 200 метров и к югу от текущей области до 400 метров.

Сообщается, что цезий-137 является серьезной проблемой для здоровья в Фукусиме. Рассматривается ряд методов, которые позволят эффективно удалить от 80% до 95% цезия из загрязненной почвы и других материалов без разрушения органического материала в почве. К ним относятся гидротермальные взрывные работы. Цезий, осажденный ферроцианидом железа ( берлинская лазурь ), будет единственными отходами, требующими специальных захоронений. Цель состоит в том, чтобы снизить годовое воздействие загрязненной окружающей среды на 1  мЗв выше фона. Наиболее загрязненные районы, где дозы облучения превышают 50 мЗв / год, должны оставаться закрытыми, но некоторые районы, в которых в настоящее время меньше 5 мЗв / год, могут быть дезактивированы, что позволит 22000 жителей вернуться.

Инциденты и аварии

Источники гамма-излучения цезия-137 участвовали в нескольких радиологических авариях и инцидентах.

1987 Гояния, Гояс, Бразилия

Во время аварии в Гоянии в 1987 году неправильно утилизированная система лучевой терапии из заброшенной клиники в Гоянии , Бразилия, была удалена, затем взломана для продажи на свалках, а светящаяся цезиевая соль продана любопытным, неосмотрительным покупателям. Это привело к четырем подтвержденным случаям смерти и нескольким серьезным травмам в результате радиационного заражения. Источники гамма-излучения цезия, заключенные в металлические корпуса, могут смешиваться с металлоломом на пути к плавильным заводам, что приводит к производству стали, загрязненной радиоактивностью.

1989 Краматорск, Донецк, Украина

Радиационная авария Краматорск произошло в 1989 году , когда небольшая капсула , содержащая сильно радиоактивный цезий-137 был обнаружен внутри бетонной стены жилого дома в Краматорске , Украинской ССР . Считается, что капсула, изначально являвшаяся частью измерительного прибора, была потеряна в конце 1970-х годов и оказалась смешанной с гравием, из которого строилось здание в 1980 году. Более 9 лет в квартире жили две семьи. К моменту обнаружения капсулы 6 жителей здания умерли от лейкемии, а еще 17 получили различные дозы радиации.

1997, Грузия

В 1997 году несколько грузинских солдат получили радиационное отравление и ожоги. В конечном итоге они были обнаружены в учебных источниках, которые были заброшены, забыты и немаркированы после распада Советского Союза . Одна из них — гранула цезия-137 в кармане общей куртки, которая на расстоянии 1 метра излучает примерно в 130 000 раз уровень радиационного фона.

1998, Лос-Барриос, Кадис, Испания

Во время аварии на Acerinox в 1998 году испанская компания по переработке отходов Acerinox случайно расплавила массу радиоактивного цезия-137, поступившую из генератора гамма-излучения.

2009 г. Тунчуань, Шэньси, Китай

В 2009 году китайская цементная компания (в Тунчуане , провинция Шэньси ) сносила старый, неиспользуемый цементный завод и не соблюдала стандарты обращения с радиоактивными материалами. Это привело к тому, что некоторое количество цезия-137 из измерительного прибора было включено в восемь грузовиков металлолома, направлявшегося на сталелитейный завод , где радиоактивный цезий плавился до стали.

Март 2015 г., Университет Тромсё, Норвегия.

В марте 2015 года Норвежский университет Тромсё потерял 8 радиоактивных образцов, включая образцы цезия-137, америция-241 и стронция-90. Образцы были перемещены из безопасного места для использования в учебных целях. Когда образцы должны были быть возвращены, университет не смог их найти. По состоянию на 4 ноября 2015 г. образцы все еще отсутствуют.

Март 2016 г., Хельсинки, Уусимаа, Финляндия

3 и 4 марта 2016 года в Хельсинки , Финляндия, были обнаружены необычно высокие уровни цезия-137 . По данным СТУК , ядерного регулятора страны, измерения показали 4000 мкБк / м ^{3, что} примерно в 1000 раз превышает обычный уровень. В ходе расследования агентство установило источник в здании, в котором работают СТУК и предприятие по переработке радиоактивных отходов.

Май 2019 г., Сиэтл, Вашингтон, США

Тринадцать человек подверглись воздействию цезия-137 в мае 2019 года в научно-исследовательском и учебном корпусе в комплексе медицинского центра Харборвью. Бригада по контракту перевозила цезий из лаборатории в грузовик, когда рассыпался порошок. Пять человек были дезактивированы и освобождены, но восемь человек, которые подверглись более прямому воздействию, были доставлены в больницу, а исследовательский корпус был эвакуирован.

Смотрите также

• Обычно используемые гамма-изотопы

использованная литература

Библиография

• Олсен, Рольф А. (1994). «4.2. Перенос радиоцезия из почвы в растения и грибы в полуестественных экосистемах». Северная радиоэкология — передача радионуклидов через северные экосистемы человеку . Исследования в области наук об окружающей среде. 62 . С. 265–286. DOI : 10.1016 / S0166-1116 (08) 71715-1 . ISBN 9780444816177.

внешние ссылки

• Банк данных по опасным веществам NLM — цезий, радиоактивный
• Грязные бомбы с цезием-137 от Теодора Лиолиоса