Измерение загрязненности продуктов питания цезием-137
и естественной радиоактивности строительных материалов
с помощью сцинтилляционного спектрометра.
Введение
Чувствительность спектрометрического метода при контроле радиоактивной загрязненности продуктов питания цезием-137 значительно выше чувствительности дозиметрического метода за счет того, что сцинтилляционный детектор имеет большой объем, располагается в свинцовой защите и селективен по отношению к энергетическому составу излучения разных нуклидов.
Измерение активности строительных материалов возможно только спектрометрическим методом. Связано это с тем, что предельно допустимая активность калия в 15 раз превышает допустимую активность радия или тория. Небольшое изменение содержания калия с дозиметрической точки зрения эквивалентно появлению предельно допустимого значения радия или тория.
Рассматриваемый спектрометр предназначен для измерения удельной активности цезия-137 в продуктах питания и калия-40, радия-226 и тория-232 в строительных материалах. Радий и торий должны находиться в равновесии с продуктами распада.
Спектрометр состоит из сцинтилляционного детектора гамма-излучения в свинцовой защите и компьютера IBM PC с встроенным амплитудно-цифровым преобразователем. Кроме аппаратуры и программного обеспечения , в состав спектрометра входит образцовые меры активности для калибровки, что обеспечивает достоверность измерений. Спектрометр максимально автоматизирован, включая процедуру калибровки, поэтому на нем может работать персонал без специальной подготовки. Спектрометр рассчитан на эксплуатацию в сети санитарно-эпидемиологической службы и экологических лабораторий.
Измерения активности производится по скорости счета импульсов в энергетических окнах, что дает основания называть установку радиометрической. Однако здесь мы будем рассматривать спектрометрические особенности работы установки, именуя ее в данном случае спектрометром.
1. Образцовые меры активности.
В спектрометре применяются аттестованные образцовые меры активности. Они служат для контроля работы и калибровки спектрометра. Спектрометр при наличии образцовых мер выступает в роли сравнивающего устройства, измеряющего отношение активности измеряемого образца к активности образцового источника излучения.
Объемные меры активности обеспечивают ту же геометрию измерений, что и для измеряемых проб. Источники излучения цезия, радия и тория изготавливаются из образцовых растворов. Активность источника излучения калия определяется по весу. Аттестация источников производится в Институте метрологии им. , где они получают статус образцовой меры активности радионуклидов. Погрешность измерения активности составляет 5%.
1.1. Схемы распада и излучение.
Цезий-137 при ядерном распаде превращается в стабильный барий-137 с испусканием гамма-излучения с энергией 661,6 кэВ. Квантовый выход составляет 85 %. При распаде цезия-137 испускается также рентгеновское излучение с энергией 32 кэВ .
Калий-40 в 10,7 % случаев электронным захватом превращается в стабильный аргон-40 с испусканием гамма-кванта с энергией 1460,7 кэВ. В остальных случаях он превращается в стабильный кальций-40 путем бета-распада . Содержание калия-40 в естественной смеси изотопов калия составляет 0,0117 %. Активность источника калия-40 определяют по весу образца. Известно, что активность 60,8 г чистого хлористого калия составляет 1000 Бк .
Значительно сложнее ситуация с естественными радиоактивными ураном-238 и торием-232. При распаде они испытывают ряд превращений, причем гамма-лучение испускается при распаде дочерних продуктов. В таблицах 1 и 2 приведены сведения о цепочках распада урана-238 и тория-232 . В таблицах отмечено излучение с квантовым выходом более 5 %.
Таблица 1. Цепочка распада урана-238
Период полураспада |
гамма-излучения, кэВ | Квантовый |
|
4,5 млн. лет | |||
протактиний-234 | |||
248 тыс. лет | |||
полоний-218 | |||
свинец-214 | |||
висмут-214 | |||
полоний-214 | |||
свинец-210 | |||
висмут-210 | |||
полоний-210 | |||
свинец-206 | стабильный |
Таблица 2. Цепочка распада тория-232
Период полураспада |
гамма-излучения, кэВ | Квантовый |
|
13,9 млн. лет | |||
актиний-228 | |||
полоний-216 | |||
свинец-212 | |||
висмут-212 | |||
таллий-,7 %) | |||
полоний-,3 %) | |||
свинец-208 | стабильный |
1.2. Выбор нуклида для образцовых мер.
Для образцовых мер цезия-137, калия-40 и радия-226 используют непосредственно названные нуклиды.
Для калибровки спектрометра по торию-232 необходимо использовать дочерний продукт распада. Связано это с тем, что активность дочерних продуктов тория-232 должна устанавливаться более 30 лет. Образцы чистого тория-232 с таким временем выдержки в настоящее время трудно доступны. Для образцовых мер активности применяют торий-228, дочерние продукты которого приходят в равновесие примерно через 20 дней. В спектре гамма-излучения тория-228 в отличие от тория-232 нет излучения актиния-228, что нужно учитывать при анализе спектров.
1.3. Активность образцовых мер.
Активность образцовой меры цезия-137 выбрана сравнимой с допустимым уровнем загрязнения, составляющим для основной массы продуктов от 185 до 600 Бк/кг. Она составляет около 100 Бк.
Активность источников излучения калия-40, радия-226 и тория-228 выбрана в соответствии с НРБ-96, где регламентирована удельная активность естественных радионуклидов в строительных материалах. При массе наполнителя примерно 300 г активность калия выбрана около 1000 Бк, радия-226 - около 100 Бк а тория-228 - около 200 Бк.
Такие активности значительно меньше тех уровней активности, которые регламентируются НРБ-96. Минимальные уровни, подлежащие контролю в соответствии с НРБ-96, составляют для цезия-137, радия-226 и тория-кБк а для калиякБк.
Таким образом, источники излучения совершенно безопасны и не требуют радиационного контроля и учета в органах санитарного надзора.
1.4. Спектры излучения образцовых мер.
Рассматривая приведенные ниже спектры излучения образцовых мер, следует учитывать, что их излучение мало по сравнению с фоновым. Так, в кирпичном помещении в Санкт-Петербурге в свинцовой защите толщиной 35 мм излучение образцовых мер составляет около 10 % от фонового. Спектры излучения образцовых мер приведены вместе с фоновым излучением.
На рис.1 приведен спектр излучения, полученный со сцинтиллятором NaJ(Tl) диаметром и высотой по 63 мм в свинцовой защите. Источником излучения служил цезий-137 активностью около 100 Бк. Хорошо виден пик его излучения с энергией 662 кэВ. В спектре можно видеть также фоновый пик калия-40 с энергией 1,46 МэВ. Просматривается пик таллия-208 (дочернего продукта распада тория-232) с энергией 2,62 МэВ.
Рис. 1. Спектр излучения цезия-137.
Спектр калия-40 практически не отличается от фонового за исключением того, что пик с энергией 1,46 МэВ выражен более четко.
В спектре радия-226 (рис.2) хорошо виден пик висмута-214 с энергией 609 кэВ. Просматриваются пики свинца-214 с энергиями 242, 295 и 352 кэВ и пики висмута-214 с энергиями 1,12 МэВ и 1,76 МэВ.
В спектре тория-228 (рис.3), кроме уже названного пика таллия-208 с энергией 2,62 МэВ, можно видеть пик свинца-212 с энергией 238 кэВ и пики таллия-208 с энергиями 510 и 583 кэВ.
Рис. 3. Спектр излучения тория-228.
1.5. Учет распада нуклидов.
Активность образцовых мер постепенно уменьшается из-за ядерного распада. Уменьшение активности подчиняется экспоненциальному закону:
А(t) = Ао * exp (- t / T)
где А - активность источника излучения;
t - текущее время;
Ао - начальная активность источника;
T - постоянная времени экспоненты.
На практике используют период полураспада Tп, в течение которого активность источника излучения уменьшается вдвое. Период полураспада в 0,693 раза меньше постоянной времени экспоненты, поэтому с его использованием уменьшение активности описывается следующим образом:
А(t) = Ао * exp (- 0,693 * t / Tп)
Применяемые в образцовых мерах радионуклиды имеют следующие периоды полураспада:
цезий-,2 года;
калий,26 миллиарда лет;
радий-лет;
торий-,91 года.
Распадом калия и радия можно пренебречь, а распад цезия и тория необходимо учитывать. Активность цезия уменьшается за год на 2,3%, а активность тория-228 уменьшается за год на 30,4 %.
1.6. Конструкция образцовых мер.
Образцовые меры представляют собой алюминиевые контейнеры высотой 55 мм и диаметром 77 мм. Внутренний объем контейнера равен 170 кубическим сантиметрам.
Объемным наполнителем для цезия-137 является пшено с удельным весом 0,8 г на кубический см.
Объемным наполнителем при измерении активности строительных материалов является кварцевый песок с удельным весом 1,5 г на кубический см. Поскольку среди продуктов распада радия-226 и тория-228 имеется газообразный радон, источники излучения герметизированы.
Для измерений проб применяются контейнеры такого же размера.
2. Аппаратура.
Аппаратура спектрометра состоит из блока детектирования на основе сцинтилляционного кристалла NaJ(Tl) диаметром и высотой 63 мм, свинцовой защиты, источников высоковольтного питания детекторов и амплитудно-цифрового преобразователя, встроенного в компьютер IBM PC.
Свинцовая защита имеет толщину стенок 35 мм и примерно в 15 раз уменьшает фоновую скорость счета импульсов в детекторе. В Петербурге в помещении с кирпичными стенами фоновая скорость счета в защитной камере составляет около 40 имп/с.
Для улучшения качества автоматической коррекции спектров по пику излучения калия-40 на детектор гамма-излучения надевается кольцо с проточкой, в которой находится 20 г KCl. При этом скорость счета в пике калия возрастает примерно в 1,5 раза.
Разрешение спектрометра по пику цезия-137 с энергией 662 кэВ лучше 10 % (рис.4). На рисунке также можно видеть пик рентгеновского излучения с энергией 32 кэВ.
Дисперсия" href="/text/category/dispersiya/" rel="bookmark">дисперсии , которая равна сумме квадратов отклонений от среднего, деленной на число измерений. Аналогичную процедуру можно ввести в том случае, когда измеряется не постоянная величина, а некоторая функция. Выбор функции является прерогативой экспериментатора, а подгонку параметров этой функции можно провести по определенному алгоритму, добиваясь минимума суммы квадратов отклонений экспериментальных отсчетов от выбранной функциональной зависимости.
Простейший случай аппроксимирующей функции - линейная зависимость:
Экспериментальные отсчеты Yi не укладываются на эту прямую, то есть:
Yi <> A * Xi + B
Следовательно, в каждом измерении существует отклонение:
yi = Yi - A * Xi - B
Можно получить такие A и B, чтобы сумма квадратов отклонений отсчетов от линейной зависимости была минимальна. Для этого сумму квадратов отклонений нужно продифференцировать по A и B и приравнять нулю. После преобразований получаются следующие выражения:
N * P2 - P1 * S1 P1 * S2 - P2 * S1
A = ¾¾¾¾¾¾¾¾ B = ¾¾¾¾¾¾¾¾
N * S2 - S1 * S1 N * S2 - S1 * S1
где N - число отсчетов;
S1 - сумма всех Xi;
S2 - сумма квадратов всех Xi;
P1 - сумма всех Yi;
P2 - сумма произведений Xi на Yi.
Для квадратичной зависимости:
Y = A * X * X + B * X + C
можно получить следующие выражения:
K3 * K4 - K2 * K5 K1 * K5 - K2 * K3
A = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ B = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾
K1 * K4 - K2 * K2 K1 * K4 - K2 * K2
C = (P1 - A * S2 - B * S1) / N
K1 = N * S4 - S2 * S2
K2 = N * S3 - S1 * S2
K3 = N * P3 - P1 * S2
K4 = N * S2 - S1 * S1
K5 = N * P2 - P1 * S1
В дополнение к обозначениям для линейной зависимости:
S3 - сумма всех Xi в третьей степени
S4 - сумма всех Xi в четвертой степени
P3 - сумма произведений Yi на квадрат Xi
Аппроксимацию параболой можно использовать для того, чтобы найти положение вершины пика в спектре с точностью лучше одного канала. Чем большее количество каналов используется для аппроксимации, тем меньше статистическая погрешность. С другой стороны, при большом количестве каналов появляется систематический сдвиг, поскольку форма пика начинает значительно отличаться от параболы. Удовлетворительный компромисс в нашем случае для пика калия-40 можно получить при числе точек аппроксимации, равном девяти.
Для точного определения вершины пика надо подставить значения A и B в выражение, определяющее максимум параболы:
Xmax = - B / 2 * A
При аппроксимации по девяти точкам выражения для коэффициентов А и В имеют следующий вид, если считать, что максимальный отсчет содержится в канале с номером 5:
A = (28 * Y1 + 7 * Y2 - 8 * Y* Y* Y5 -
17 * Y6 - 8 * Y7 + 7 * Y8 + 28 * Y9) / 924
B = - (4 * Y1 + 3 * Y2 + 2 * Y3 + Y4 - Y6 - 2 * Y7 - 3 * Y8 - 4 * Y9) / 60
На рис.5 приведен пример аппроксимации пика калия-40 с энергией 1,46 Мэв параболой по 9 каналам.
DIV_ADBLOCK168">
Для калибровки спектрометра должны быть предварительно получены спектр фона и спектр излучения образцовой меры активности цезия-137. Согласно указаниям на табло надо ввести фоновый спектр и спектр цезия, причем после ввода спектра цезия программа запросит активность образцовой меры цезия.
Программа запоминает спектр фона в области от 760 до 1200 кэВ для коррекции при обработке других спектров и вычисляют фоновые отсчеты под пиком цезия. Площадь пика цезия с энергией 662 кэВ вычисляется как разность спектров в области от 570 до 760 кэВ. Программа сообщает об отношении скорости счета в пике к активности источника.
Обработка спектров проб производится аналогичным образом. Спектр корректируется в области кэВ, после чего вычисляется активность пробы, равная разности отсчетов в пике и корректированного фона, деленной на калибровочный коэффициент.
Статистическая погрешность вычисляется как корень квадратный из суммы отсчетов в области пика и суммы отсчетов корректированного фона под пиком.
В режиме анализа программа запрашивает вес пробы, а затем предоставляет меню продуктов. Оператор должен указать измеряемый продукт, после чего появляется сообщение о его загрязненности относительно допустимого уровня.
В качестве примера на рис.6 приведен результат измерения грибов из-под Луги.
В таблице 3 приведены допустимые уровни содержания цезия-137 в пищевых продуктах.
Таблица 3. Допустимые уровни содержания цезия-137.
 |
Рис. 6. Результат измерения 50 г сухих грибов из-под Луги.
Удельная активность равна 2980 Бк / кг при погрешности 17 %.
Загрязненность равна 0,5 допустимой.
3.2.2. Обработки спектров калия, радия и тория.
Обработка спектров производится в областях 1,36-1,56 МэВ, 1,64-1,88 МэВ и 2,44-2,80 МэВ, примерно соответствующих ширине пиков калия 1,46 МэВ, радия 1,76 МэВ и тория 2,62 МэВ. Выражения для вычисления активностей составлены в форме, удобной в дальнейшем для вычисления погрешностей:
Akt = (Nt - Nft) / Et
Akr = (Nr - Nfr) / Er - Akt * Etr
Akk = (Nk - Nfk) / Ek - Akr * Erk - Akt * Etk
где Akt, Akr, Akr - активности;
Nt, Nr, Nk - скорости счета;
Nft, Nfr, Nfk - фоновые скорости счета;
Et, Er, Ek - отношения скорости счета в пике к
активности;
Etr, Erk, Etk - коэффициенты взаимовлияния.
В соответствии с этими выражениями при калибровке вычисляют отношение скоростей счета в пиках к активности и коэффициенты взаимовлияния.
Статистические погрешности рассчитываются в соответствии с правилами для случайных величин. Дисперсии измерения активностей равны:
Dt = ¾¾¾¾ Dr = ¾¾¾¾ + Dt Etr 2
T 2 Et 2 T 2 Er 2
Dk = ¾¾¾¾ + Dr Erk 2 + Dt Etk 2
где Dt, Dr, Dk - дисперсии активностей;
Art, Arr, Ark - сумма отсчетов в областях;
T - время измерения.
Для калибровки спектрометра должны быть предварительно набраны спектр фона и спектры излучения образцовых мер активности калия-40, радия-226 и тория-228.
Согласно указаниям на табло надо ввести спектры фона, калия, радия и тория, причем на трех последних программа запросит активность образцовых мер. При вводе спектров программа сообщает о фоновых скоростях счета в выбранных областях, отношениях скорости счета к активности для калия, радия и тория и о коэффициентах взаимного влияния.
При обработке спектров проб активность и статистическая погрешность измерения вычисляется согласно приведенным формулам.
При анализе программа вычисляет эффективную активность и удельную погрешность измерений. Коэффициенты при вычислении эффективной активности составляют для радия-, для тория-,31, а для калия,085.
На рис.7 приведен пример измерения активности калия, радия и тория в гранитной крошке с Карельского перешейка.
 |
Рис. 7. Результат измерения гранитной крошки с Карельского перешейка.
Эффективная активность равна 145 Бк / кг при погрешности 40 %.
Эффективная активность строительных материалов не должна превышать 370 Бк/кг.
4. Метрологическая аттестация.
При метрологической аттестации проводится анализ источников погрешностей измерения и контроль реальной погрешности установки. Задача разработчика аппаратуры и методики выполнения измерения сводится к сведению систематической погрешности до пренебрежимо малой величины и к контролю соответствия расчетной и реальной случайной погрешности измерения.
Систематические погрешности могут возникнуть из-за нестабильности положения энергетической шкалы спектрометра, отличия положения проб в спектрометре от положения образцовых мер и от разницы поглощения излучения в пробах и образцовых мерах.
Положение энергетической шкалы спектрометра корректируется автоматически по пику калия-40. На рис.8 приведена зависимость положения пика цезия во времени. Можно видеть, что нестабильность практически отсутствует при среднеквадратическом отклонении положения шкалы 0,16 %. Исходная нестабильность шкалы спектрометра без коррекции достигает 5 %.
https://pandia.ru/text/77/501/images/image009_0.jpg" width="585 height=340" height="340">
Рис. 9. Распределение результатов измерения активности радия-226
при многократных измерениях.
Расчетное СКО составляет 7,9 Бк. Измеренное – 8,1 Бк
Погрешность при времени измерения 1000 с при доверительной вероятности 0,95 составляет 10 Бк для цезия-137, 100 Бк для калия-40 и 15 Бк для радия-226 и тория-232. Это соответствует погрешности измерения удельной активности для большинства продуктов примерно 20 % от допустимой загрязненности. Для строительных материалов погрешность измерения эффективной активности составляет также примерно 20 % от допустимой активности.
Список использованной литературы.
1. , Дмитриев излучение радиоактивных нуклидов. - М., Атомиздат, 1977.
2. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения. - Публикация 38 МКРЗ, Часть 1, Книга 2, М., Энергоатомиздат, 1987.
3. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения. - Публикация 38 МКРЗ, Часть 1, Книга 1, М., Энергоатомиздат, 1987.
4. Крисюк фон помещений. - М., Энергоатомиздат, 1989.
5. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения. - Публикация 38 МКРЗ, Часть 2, Книга 2, М., Энергоатомиздат, 1987.
6. Ядерные свойства тяжелых элементов. Вып. 4. Изотопы тория, протактиния и урана. - М., Атомиздат, 1969.
История открытия цезия 137
Цезий имеет интересную историю открытия. В 1860г. в лабораторию немецкого ученого Бунзепа врачи прислали воду со шварцвальских источников. Испаривши воду, ученый внес раствор в пламя газовой горелки и стал рассматривать в спектроскоп. Обнаружил, что в пламени появилось новое вещество цвета небесной голубизны. Оно было названо цезием, что в переводе с латинского обозначает «небесно голубой» цезий – один из очень редких элементов, который находится в горных породах, морской воде, небольшая часть его находится в сахарной свекле, зернах какао, чайных листах. Знаком с ним и курильщик: об этом свидетельствует 2 голубые линии в спектре табачного дыма.
Цезий давно изучается учеными. Ученые с индийского института геофизических исследований пришли к выводу, что высокая концентрация в воде может быть приметой магматической активности недров.
Повышенная концентрация радиоактивного изотопа Cs-137 обнаружено в деревьях, которые сохранились в районах Тунгунского взрыва, причем изменения характерные для тех слоев ствола, которые относятся к 1908 г., когда это произошло.
Общая характеристика цезия 137
Изотоп Cs-137 является фактически единственным источником гамма-излучения, применяющимся в агрономических исследованиях для определения плотности и влажности почв, несмотря на то, что имеются и другие источники гамма-излучения. Удобство этого источника усиливается еще и тем, что он имеет 30-летний период полураспада, вследствие чего отпадает необходимость в ежедневной корректировке радиоактивного распада. Относительно низка также стоимость этого изотопа. Радиоактивные изотопы цезия, являющиеся химическими аналогами калия, отличаются высокой биологической подвижностью. При наличии в почвах они интенсивно поступают в растение. Размеры перехода радионуклидов из почвы в растения часто определяют величиной коэффициента накопления (КН) растениями.
Коэффициент накопления представляет собой отношение содержания радионуклида в единице растительной массы (Ср) к содержанию радионуклида в единице массы почвы (Сп):
В таблицу 1 занесены коэффициенты о накоплении радионуклидов в соломе на различных видах почвы.
Таблица 1- Коэффициент накопления радионуклидов в соломе
Так, при поступлении из почвы в растения коэффициент накопления Cs-137 может достигать 2.
Исходя из пяти основных рационов КРС, полученных из кормов, выращенных на основных четырех типах почв (дерново-подзолистые песчаные, супесчаные, суглинистые, и торфяно-болотные) проведены расчеты предельно-допустимого уровня (ПДУ) загрязнения сельскохозяйственных угодий радионуклидами Cs-137 в зависимости от содержания обменного калия в почве (80-500 мг/кг).
ПДУ Cs-137, где в почве содержалось 80 и менее мг/кг калия для дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв составили 0,37-1,09 МБк/м 2 , суглинистых 0,51-1,53 МБк/м 2 ,торфяно-болотистых (калий 250 мг/кг и менее) 0,09-0,14 МБк/м 2 .
Цезий – химический элемент 1 группы периодической системы Д.И.Менделеева. Щелочной металл. Атомная масса 132,91. В природе существует один стабильный изотоп Cs-133. Встречается главным образом в рассеянном состоянии в минералах лепирлите и карполлите. Образует и самостоятельные минералы поллуцит и родицит.
Цезий серебристо-белый металл, мягкий, тягучий. Во всех соединениях одновалентен. Плотность 1,903 г/см 3 (при 20º С), температура плавления
28,5ºС, температура кипения 670ºС. Обладает селективным фотоэлектрическим эффектом. На воздухе моментально воспламеняется с образованием перекиси Сs 2 Оз. Воспламеняется при взаимодействии с галогенами. С серой и фосфором взаимодействует со взрывом, так же протекает взаимодействие его с кислотой и водой. При 300ºС разрушает стекло и кварц, вытесняя кремний. Простые соли цезия (хлориды, сульфаты и др.), хорошо растворимы в воде, двойные и комплексные – плохо. Цезий извлекается из природных минералов вместе с рубидием. В разных почвах действие цезия различно: в глинистых, выщелоченных, обедненных калием он закрепляется прочно, плохо поступает из них в корни растений, в почвах, богатых органикой, хорошо усваивается корневой системой растений (частично этому способствует большая обменная катионная емкость органических почв). Цезий легко передвигается в самих растениях. Накапливается в лишайниках (иногда в 10 раз больше, чем в растениях юга), осоке, хвощах.
Среднее содержание его в растениях примерно 0,022% сухого вещества. В значительных количествах он накапливается в организме беспозвоночных животных – 0,0138% (на сухое вещество), в организме позвоночных его в 4 раза меньше. Цезий поступает в организм животных преимущественно с растительной пищей, легко всасывается в желудочно-кишечном тракте (50-80%) и свободно циркулирует по всему телу. Основная часть его депонируется в мышцах (80%) и костях (около 8%). Причем более активные мышцы поглощают цезий в больших количествах. У лактирующих животных значительная доля цезия переходит в молоко, у кур - в яйца. Выводится из организма с мочой и калом. Жвачные выводят цезий в больших количествах, чем другие животные.
Из пищевых продуктов цезием богаты хлеб, картофель, различная зелень. При парентеральном введении в организм выведение его с мочой и калом значительно увеличивается при обогащении рациона калием, и наоборот, снижение содержания калия в рационе приводит к снижению выведения цезия. О токсическом действии цезия в условиях его непрерывного поступления в организм с рационом данных нет. У разных видов животных уровни накопления различные. Например, в тканях коровы цезия значительно больше, чем в тканях овцы, поскольку масса мягких тканей у коровы примерно в 7 раз больше.
Радиоактивный изотоп Cs-137бета - излучатель. Распадается с испусканием двухкомпонентного бета-спектра. Ев = 511,7 кэВ (94,8%), Ев = 1173,4 кэВ (5,2%). Максимальная энергия 0,52 Мэв, средняя 179 кэВ. Этому изучению сопутствует гамма-излучение, испускаемое дочерним радиоактивным барием, с энергией 661,662 кэВ и рентгеновские лучи с энергией 32-36,5 кэВ. Поскольку цезий при попадании в организм циркулирует по всему телу, дозы облучения всех органов примерно одинаковы, и поэтому возможны генетические и соматические повреждения. Влияние Cs-137 на продолжительность жизни и другие эффекты одинаково при разных путях поступления в организм. При попадании на кожу Cs-137 всасывается по кровеносным сосудам и лимфатическим капиллярам, период полувыведения его из кожи равен одним суткам. Период полувыведения Cs-137 из организма различен у разных видов животных, например, у собак он равен 42 суткам, а у крыс 6. При инкорпорации Cs-137 в организм возможно развитие лейкемии, рака молочной железы и печени, подавление лимфоидного кроветворения, угнетение функции костного мозга, опухоли кожи.
Допустимые уровни активности Cs-137 в открытых водоемах 1,5 10-8 Ки/л (555 Бк/л), воздуха рабочей зоны – 1,4 10 –11 Ки/л (0,52 Бк/л), в атмосферном воздухе – 4,9 10-13 Ки/л (0,02 Бк/л).
В химико-токсикологическом отделе испытательной лаборатории Свердловского референтного центра Россельхознадзора проводятся исследования по определению содержания радионуклидов цезия (Cs-137) и стронция (Sr-90) в пищевых продуктах, зерне, кормах для животных и почве. Нормы содержания данных радионуклидов строго регламентированы на территориях стран Евразийского экономического союза (ЕАЭС) и подлежат обязательному контролю.
Но почему именно эти радионуклиды? Чем они опасны? И, в целом, что вообще такое радионуклиды? В данной статье будут рассмотрены эти вопросы.
Нуклид – это одна из разновидностей атома химического элемента, у которой есть специальная, присущая только ей, характеристика – определенное число протонов и нейтронов в ядре. В настоящий момент известно около 2500 нуклидов, из которых только 271 являются стабильными, т. е. не радиоактивными. Радиоактивность – это свойство нуклидов спонтанно изменять свой состав или внутреннее строение с одновременным испусканием или только частиц, или частиц вместе с излучением. Чаще всего под частицами подразумевают атомы гелия (альфа-распад) и электроны (бета-распад), а под излучением - гамма-излучение. Соответственно, радионуклид – это радиоактивный нуклид.
Испускаемые радионуклидами частицы и излучение обладают достаточно большой энергией и, проходя через какую-либо среду, приводят к ионизации и возбуждению атомов и молекул в ней, т.е. изменяют свойства этой среды. Такой вид взаимодействия со средой называется ионизирующим излучением, или радиацией. И, если под средой прохождения подразумевать ткани живых организмов, то подобное воздействие будет считаться нежелательным и опасным из-за возможных впоследствии нарушений их функций.
Существует два типа радионуклидов:
естественные (калий-40, уран-238, торий-232, радон-222 и др.), встречающиеся в природе;
техногенные (тритий (водород-3), плутоний-239, стронций-90, цезий-137 и др.)
Как вы могли заметить, упомянутые в начале статьи стронций-90 и цезий-137 – это радионуклиды техногенного происхождения, то есть образующиеся при работе ядерных реакторов и не существующие в природе. По наличию их в окружающей среде можно говорить об экологической обстановке какого-либо района, т.е. были ли рядом утечки из хранилищ радиоактивных отходов, аварии на АЭС и подобные чрезвычайные ситуации.
Но чем же все-таки опасны стронций-90 и цезий-137?
Все дело в их периоде полураспада – времени, за которое ровно половина радионуклида полностью распадается. Это одна из самых главных характеристик радиоактивных элементов.
Существуют долгоживущие и короткоживущие радионуклиды. К долгоживущим (с большим периодом полураспада) относят
уран-238 – 4,5 млрд. лет,
калий-40 – 1,3 млрд. лет,
плутоний-239 – 24000 лет,
а также наших «знакомых» - стронций-90 и цезий-137, у которых период полураспада почти одинаков и составляет около 30 лет.
Чем быстрее распадается радионуклид, тем он более радиоактивен. Это объясняется тем, что каждый акт распада сопровождается выбросом ионизирующего излучения, т.е. чем короче период полураспада, тем больше распадов/выбросов на единицу времени.
Радиоактивность нуклидов может быть выражена в единицах измерения Бк (беккерель) или Ки (кюри) и измерена как количество распадов в секунду (на практике используется только Бк, так как Ки слишком большая величина). А ктивность какой-либо массы радионуклида называют удельной активностью, и она обратно пропорциональна его периоду полураспада, т. е., например, удельную активность в 1 млрд. Бк будет иметь 80 кг урана-238 и 0,2 г стронция-90! Очевидна ощутимая разница в опасности для здоровья человека.
Также необходимо учесть, что радиоактивные стронций-90 и цезий-137 способны накапливаться в живых организмах и подвергать их ионизирующему воздействию изнутри, нанося вред. И если деревьям и грибам это не так критично, то для человека цезий-137, обычно накапливающийся в мышцах и печени, и стронций-90, накапливающийся в костной ткани, являются крайне опасными, так как, попав в организм, будут оказывать ионизирующее воздействие годами (период полураспада 30 лет и соотносится с продолжительностью жизни человека). Поэтому наличие этих радионуклидов в окружающей человека среде так строго контролируется.
В заключение следует сказать, что специалистами химико-токсикологического отдела испытательной лаборатории Свердловского референтного центра Россельхознадзора ни разу не было выявлено пищевых продуктов, зерна, кормов для животных и почвы с содержанием радионуклидов цезия-137 и стронция-90 выше установленной нормы.
Информацию подготовил химик-аналитик химико-токсикологического отдела Чекрыгин П. А.
В первые дни после Чернобыльской аварии самая большая опасность для населения исходила от быстро распадающегося изотопа йода-131. В первые десятилетия самой большой угрозой был цезий-137. Этого изотопа выпало больше всего, но период его полураспада - 30 лет. С течением времени наиболее опасным последствием аварии на ЧАЭС становится америций-241 - продукт распада плутония-241. Опасность америция в том, что его количество со временем лишь возрастает. Его период полураспада огромный - 433 года. И он - источник альфа-излучения, а это смертельная угроза для живого организма.
Плутоний - элемент тяжёлый. Поэтому выпадал он лишь на территории Чернобыльской зоны и вокруг неё. От плутония уберечься легко: главное, соблюдать правила личной гигиены и хозяйственной деятельности. О воздействии радиоактивных изотопов «Нашей Ніве» рассказал физик Валерий Гурачевский .
Валерий Гурачевский - кандидат физико-математических наук, доцент. Один из инициаторов создания и руководитель Центра по радиологии и качеству продуктов в АПК при Беларусском государственном агротехническом университете. Автор более 100 научных публикаций, нескольких книг, в том числе издания «Введение в атомную энергетику. Чернобыльская авария и её последствия».
Завершился период полураспада. Это означает, что половина всех радионуклидов данного вида превратилась в стабильные нуклиды, которые уже не излучают. Ещё через 30 лет распадется половина от того объёма, что остался, потом - ещё половина… Чтобы весь выпавший в результате Чернобыльской аварии объём цезия и стронция уменьшился в 1024 раза, нужно 10 периодов полураспада - 300 лет. Так что эта история будет тянуться ещё долго.
Иттрий-90 тоже радиоактивный и опасный. Стронций, распадаясь, выделяет бета-частицу, и получается иттрий, который, в свою очередь, также излучает бета-частицу. Но иттрий имеет очень короткий период полураспада - 64 часа, при расчёте опасности по стронцию автоматически учитывают и иттрий. Сколько было стронция - столько будет и иттрия. Накопления не происходит. Но бета-излучение иттрия опаснее, чем излучение стронция, для живых организмов, и фактически, когда мы говорим об опасности стронция, это не совсем верно. Подразумевается иттрий.
Каково их воздействие на живые организмы?
Стронций находится в одном столбце таблицы Менделеева с кальцием. И живые организмы определяют их как элементы со схожими свойствами: эти вещества накапливаются в костях, в отличие от цезия-137, который (как и калий) накапливается в мягких тканях. А природа предусмотрела отличный способ выведения шлаков из мягких тканей организма - мочеполовая система. Есть такое понятие - период полувыведения из организма. Для цезия это - пара месяцев. Значит, за год он почти полностью из организма выводится.
А для костей такую систему природа не предусмотрела. Поэтому накопленное в них почти никак не выводится. Бета-излучение накопленного в костях стронция воздействует на красный костный мозг - кроветворный орган. При больших дозах накопленный в организме стронций может вызвать рак крови. Речь идёт об очень больших дозах. Такие дозы не получил никто из населения, лишь небольшое число ликвидаторов.
Радионуклиды, стронций в частности, попадают в организм через пищу, с водой, молоком.
В Беларуси более 800 лабораторий занимаются радиационным контролем пищевой продукции. Практически на любом предприятии, которое занимается пищевым производством, есть пункт радиационного контроля. Пункты радиационного контроля существуют в системе Минздрава (санитарно-эпидемиологические учреждения), на крупных рынках.
Накопленный в костях стронций ведёт себя так же, как в природе. Распадается в иттрий, а затем в цирконий. Но концентрация этого вещества в организме микроскопическая.
Где больше всего плутония выпало после Чернобыльской аварии?
Цезий и стронций - осколки деления ядер урана. Но, помимо осколков в реакторе, образуются ядра трансурановых элементов, потяжелее урана. Преобладающую роль играют четыре их вида: плутон-238, плутон-239, плутон-240 и плутон-241. Они образуюся в недрах реактора и были выброшены в атмосферу после аварии. Это тяжёлые вещества: 97% их выпало в радиусе примерно 30 километров вокруг Чернобыля. Это отселённая зона, куда человеку попасть не так-то просто. Три из этих изотопов - 238, 239 и 240 - имеют альфа- излучение. По силе своего воздействия на живые организмы альфа-излучение в 20 раз опаснее, чем бета- и гамма-излучения.
Но вот парадокс: плутоний-241 имеет бета-излучение. Казалось бы, вреда от него меньше. Но именно он во время распада превращается в америций-241 - источник альфа-излучения. Период полураспада плутония-241 - 14 лет. То есть, два периода уже прошло, и три четверти выпавшего вещества превратилось в америций.
Плутония-241 во время аварии на ЧАЭС выпало больше всего - это связано с техническими характеристиками реактора. И вот теперь он превращается в америций-241. Ранее в 30-километровой зоне вокруг реактора и за её пределами америция не было, а теперь он появляется. Его содержание возрастает и за пределами 30-километровой зоны, где трансураны были, но в количествах не превышающих допустимый уровень. И теперь нужно следить, превысит ли содержание америция допустимый уровень или нет.
Америций - 95-й элемент таблицы Менделеева. Синтезирован в 1944 году в Чикаго. Назван в честь Америки подобно тому, как ранее выявленный элемент с похожей внешней электронной оболочкой был назван в честь Европы. Мягкий металл, светится в темноте за счет собственного альфа-излучения. Изотоп америций-241 накапливается в выработанном оружейном плутонии - этим обусловлено наличие альфа-излучения в ядерных отходах. Период полураспада америция-241 - 432,2 года. Провести анализ на содержание америция можно только в лабораториях с радиохимическим оборудованием. Этим занимаются Центр радиационного контроля и мониторинга окружающей среды Министерства природы, Полесский государственный радиационный заповедник, Гомельский институт радиобиологии и Институт радиологии МЧС.
Допустимый уровень
Законодательство америций-241 пока не учитывает, и точные допустимые нормы его содержания в природе не определены. Но они должны быть примерно такие, как и для других изотопов с альфа-излучением. И сейчас мы наблюдаем тревожную ситуацию: в зонах, расположенных близко от реактора, растёт уровень альфа-излучения и возрастают размеры этих зон. Прогноз - к 2060 году америция там станет вдвое больше, чем сейчас там насчитывается всех изотопов плутония вместе взятых. А период полураспада америция - 432 года. Так что эта проблема на долгие-долгие годы.
От облучения снаружи защитит одежда
Проникающая способность альфа-излучения мизерная. Но при условии, что радиация воздействует на организм снаружи. От такого облучения можно укрыться листом бумаги - и бумага вбирает в себя альфа-излучение. Для человека роль такой бумаги выполняет ороговевший верхний слой кожи. Да и одежду надо учесть - ведь никто голый по зоне не бегает. Но есть ещё облучение внутреннее - в случае, если источник альфа-излучения попадает в организм. С пищей, например. И оно уже опасное, так как изнутри организму нечем от него защититься. 80-90% полученных населением доз облучения сегодня, а также связанных с радиацией заболеваний, - результат внутреннего облучения.
Америций накапливается в костях, как и стронций. Это опасный радионуклид.
Радикальный прогноз: вплоть до отселения части Речицкого района
Исследованиями содержания америций в почве и его распространения занимается Центр радиационного контроля и мониторинга окружающей среды Министерства природы, Полесский государственный радиационный заповедник. Также соответствующим оборудованием располагают Гомельский институт радиобиологии и Институт радиологии МЧС.
Выявление америция возможно только в лабораториях с радиохимическим оборудованием. Это длительное и дорогостоящее исследование. Но, если кто-то обратится в указанные выше институции, думаю, там им помогут. В большинстве из названных 800 лабораторий можно определить уровень цезия-137 и калия-40. На стронций исследования делают не везде.
Какие территории Беларуси заражены (или могут быть в последующие годы заражены) америцием?
В отношении этого учёные спорят. Некоторые считают, что ситуация очень серьёзная, и даже часть Речицкого района может попасть в зону заражения. Правда, это только версия. Но в крайнем случае никакие меры не помогут. Только контроль. И, если ситуация будет складываться так, как прогнозируют упомянутые учёные, - вплоть до отселения.
Основные радионуклиды в аварийном выбросе
О том, как изучают уровень содержания америция в почве, «НН» рассказал Вячеслав Забродский , заведующий лабораторией Полесского государственного радиационно-экологического заповедника. Лаборатория имеет американские альфа- и гамма-спектрометры фирмы Canberra, с помощью которых можно исследовать содержание америция и других радиоактивных изотопов в почве и продуктах питания.
Определение уровня гамма-излучения в пробах почвы и донных отложений, рассказал Вячеслав Забродский, это не дорогостоящий процесс. Однако альфа-спектрометрия требует в тысячу раз более точных измерений. Процесс занимает около семи дней и требует дорогостоящих реактивов - анализ одной пробы может стоить сумму около двух миллионов рублей. На вопрос, может ли фермер, который хочет проверить свою продукцию или почву, обратиться в лабораторию, заведующий ответил положительно. Правда, отметил он, никто пока ещё не обращался.
В любой точке заповедника небольшое количество америция в почве присутствует, говорит Забродский. Может он быть и в прилегающих районах. Учёный отмечает, что как последствие ядерных испытаний америций есть в любой точке земного шара. В меньшей концентрации, конечно.
Если америций содержится в почве, почему же не меняется законодательная база, не определены нормы его содержания? Возможно, потому не торопятся, отмечает Забродский, что америций имеет достаточно низкий коэффициент перехода в живые организмы. Связано это с тем, что, например, цезий и стронций - это радиационные аналоги калия и кальция, элементов, которые являются основой биологической жизни. А америций и плутоний, из которого он образуется, воспринимаются организмом как чужеродные элементы. И остаются, таким образом, в почве и в растения не переходят.
И всё же для попадания в человеческий организм этот радиоактивный лежебока шансы имеет. Например, через организмы тех, в чей рацион входит почва.
Учёные провели исследования на диких кабанах. Почва составляет 2% их рациона. Америций, плутоний обнаружили даже в их мышечной ткани. На минимуме возможности обнаружения, но нашли.
Могут ли эти изотопы попасть в организм с дымом?
Маловероятно, отмечает Забродский. «Когда были пожары в Хойниках, мы собирали пробы частиц дыма, сажи. Цезий, стронций в них был, но плутоний, америций - нет, поскольку его нет в древесине» .
Весь плутоний выпал на закрытой территории
«Законодательство менять можно и нужно , - говорит начальник управления реабилитации пострадавших территорий Департамента по ликвидации последствий Чернобыльской АЭС Дмитрий Павлов . - Но сначала нужно оценить целесообразность. У нас весь плутоний выпал на закрытой территории, в заповеднике, куда мы не пускаем ни туристов, ни пешие группы. Зачем нормы, применяемые к этой территории, распространять на всю страну?
Да, в заповеднике есть проблема: ядерное топливо во время взрыва выпало в виде дисперсных частиц. И можно подцепить эту частицу на обувь и перенести в любую сторону. Поэтому бывает ситуация, когда в одной точке радиационный фон нормальный, а через пять метров - превышешение в сотни раз» .
Но проблема с америцием, считает Павлов, раздувается искусственно: «Никто почему-то не сопоставляет территории распространения америция и самоочищения почв от цезия и стронция - посмотрите, какая там будет разница в площадях. Украина и Россия завидуют нам, ведь мы не бросили эти территории. Мы не имеем столько земли, сколько в России, чтобы можно было их бросить. Там люди живут, работают. Как можно получать там чистые продукты? Например, вносятся удобрения, они подменяют собой имеющийся в почве цезий» .
Как измеряется уровень стронция в молоке
Дмитрий Павлов также прокомментировал громкое дело с молоком , взятым на пробу на беларусской ферме в 45 км от Чернобыля. В том молоке, по мнению журналистов Associated Press, было выявлено десятикратное превышение содержания стронция-90.
Исследование того молока, объяснил Дмитрий Павлов, осуществлялось на устройстве MKС-АТ1315 производства беларусского предприятия «Атомтех». Для определения содержания каждого из радиоактивных изотопов требуется особенным образом готовить пробу. Простейший анализ - на цезий-137. Для него достаточно литра жидкого молока, времени на такой анализ требуется 30 минут.
Анализ на стронций требует специальной подготовки пробы. Во-первых, молока должна быть не менее трех литров. Сначала его выпаривают в течение пяти дней, пропускают через специальный фильтр. Потом сухое вещество, остающееся на фильтре, сжигают. И из трех литров молока выходит пара десятков граммов сожженного вещества. В нем-то устройство и определяет уровень содержания стронция, а потом с помощью расчетных таблиц рассчитывается содержание радионуклида в исходных трех литрах молока.
Анализ на стронций тогда даже не проводился, но в протоколе измерений, который получили на руки журналисты, устройство автоматически выдало цифры по всем возможным на нем измерениям. По стронцию-90 и калия-40 это цифры произвольные, совершенно случайные, объясняет Дмитрий Павлов.
а. е. м.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 137 Cs наиболее высок у пресноводных водорослей и арктических наземных растений, особенно лишайников . В организме животных 137 Cs 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 .
Образование и распад
Цезий-137 является дочерним продуктом β − -распада нуклида мин):
. .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
- 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.
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 .
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 .
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 .
Биологический период полувыведения накопленного цезия-137 для человека принято считать равным 70 суткам (согласно данным Международной комиссии по радиологической защите) . 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) .
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 .
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 137 Ba m , образующегося при распаде цезия-137: длина пробега гамма-квантов в мягких тканях человека достигает 12 см .
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 . Дозам в 148, 370 и 740 МБк соответствуют лёгкая, средняя и тяжелая степени поражения, однако лучевая реакция отмечается уже при единицах МБк .
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.) .
Получение
Из растворов, полученных при переработке радиоактивных отходов ядерных реакторов, 137 Cs извлекается методами соосаждения с гексацианоферратами железа, никеля, цинка или фторовольфраматом аммония. Используют также ионный обмен и экстракцию .
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 , 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 137 Cs долговечнее, а защита от излучения менее громоздка. Однако, эти преимущества становятся реальными лишь при отсутствии примеси 134 Cs с более коротким периодом полураспада и более жестким гамма-излучением .
См. также
Ссылки
Примечания
- G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references. ». Nuclear Physics A 729 : 337-676. DOI :10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 .
- G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties ». Nuclear Physics A 729 : 3–128. DOI :10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 .
- А. Г. Шишкин Чернобыль (2003). - Радиоэкологические исследования грибов и дикорастущих ягод. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 27 июля 2009.
