रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम-90

पर्यावरण प्रदूषण के स्रोत.स्ट्रोंटियम-90 के साथ बाहरी वातावरण के संदूषण का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत परमाणु हथियार परीक्षण है, और फॉलआउट का एक स्पष्ट रूप से व्यक्त इलाका है (फॉलआउट का घनत्व कुछ क्षेत्रों की भौगोलिक और जलवायु विशेषताओं पर निर्भर करता है)। यह रेडियोन्यूक्लाइड परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और खर्च किए गए परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन संयंत्रों से बाहरी वातावरण में भी प्रवेश करता है (यह आसानी से घुलनशील रूप में उत्सर्जन में पाया जाता है)। परमाणु ऊर्जा संयंत्र की सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम का उत्सर्जन नगण्य है।

स्ट्रोंटियम रेडियोआइसोटोप की विशेषता यूरेनियम और प्लूटोनियम की विखंडन प्रतिक्रियाओं में उच्च उपज और प्राकृतिक पर्यावरण की पारिस्थितिक श्रृंखलाओं में उच्च गतिशीलता है। परमाणु रिएक्टरों के डिजाइन में, उनके संचालन की अवधि और रेडियोधर्मी अपशिष्ट प्रबंधन प्रणाली का निर्धारण करते समय यह सब ध्यान में रखा जाना चाहिए।

खाद्य पथ (जंजीरें)।रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम प्रवास की मुख्य खाद्य श्रृंखलाएं हैं: वायुमंडल - पौधे - मनुष्य; वातावरण - मिट्टी - पौधे - लोग; वातावरण - मिट्टी - पौधे - जानवर - मनुष्य; वायुमंडल - जल निकाय - पेय जल- इंसान; वायुमंडल - जल निकाय - जलजीव - मछली - मनुष्य;

अपशिष्ट जल - मिट्टी - पौधे - मनुष्य; अपशिष्ट जल - मिट्टी - पौधे - जानवर - मनुष्य; अपशिष्ट जल - जलजीव - मछली - मनुष्य।

स्ट्रोंटियम हरे पौधों, विशेष रूप से अनाज (अनाज) में जमा होता है, और पके हुए माल के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश करता है। घास (चारा) के माध्यम से यह जानवरों (गायों) के ऊतकों में प्रवेश करता है। इसलिए, स्ट्रोंटियम के मानव शरीर में प्रवेश करने के लिए रोटी के बाद दूध दूसरा तरीका है। अंत में, रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम जो जल निकायों की सतह पर गिरता है या सतही अपवाह द्वारा वहां धोया जाता है, आसानी से एककोशिकीय शैवाल (फाइटोप्लांकटन) द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है, जो क्रस्टेशियंस और अन्य छोटे जानवरों (ज़ोप्लांकटन) द्वारा खाद्य श्रृंखला के साथ जमा होता है, और फिर मछली द्वारा।

जैसे-जैसे आप खाद्य श्रृंखला में ऊपर जाते हैं, स्ट्रोंटियम की सांद्रता बढ़ती जाती है; कुछ मछलियों के शरीर में यह पानी की तुलना में हजारों गुना अधिक हो सकती है। इस प्रकार, मछली, विशेष रूप से उसका कंकाल, मानव शरीर में स्ट्रोंटियम के प्रवेश के लिए एक और सामान्य भोजन मार्ग है। अंत में, सब्जियाँ और फल रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, स्ट्रोंटियम अपने गुणों में कैल्शियम के बहुत करीब है और इसके साथ जीवमंडल में घूमता है। वायुमंडलीय वायु प्राथमिक भंडार है जहां से स्ट्रोंटियम जल निकायों और भूमि में प्रवेश करता है। हवा से रेडियोन्यूक्लाइड का जमाव गुरुत्वाकर्षण, निष्क्रिय धूल पर जमाव, जो वायुमंडल में लगातार मौजूद रहता है, और वर्षा (बारिश, बर्फ) द्वारा निर्धारित होता है। वायुमंडल में रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम कणों का निवास समय 30-40 दिन है, और समताप मंडल में - कई वर्ष।

रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम के भंडार के रूप में मिट्टी का विशेष महत्व है (यह लगभग सभी गतिशील रूप में है)। प्रारंभ में, यह इसकी सतह पर जमा होता है, और फिर धीरे-धीरे इसकी प्रोफ़ाइल पर पुनर्वितरित हो जाता है। स्ट्रोंटियम रेडियोधर्मी सीज़ियम की तुलना में बहुत कम आसानी से मिट्टी के ठोस चरण द्वारा अवशोषित होता है। मिट्टी में रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम का प्रवासन निम्न से प्रभावित होता है: जलवायु परिस्थितियाँ, भूभाग, जल विज्ञान व्यवस्था, वनस्पति की प्रकृति, कृषि पद्धतियाँ और मिट्टी का प्रकार। रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम की अवशोषण क्षमता में वृद्धि की डिग्री के अनुसार, मिट्टी को निम्नलिखित श्रृंखला में व्यवस्थित किया जा सकता है: चेरनोज़म - चेस्टनट - सोडी-पोडज़ोलिक।

रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम पौधों में उनके जमीनी हिस्से के सीधे संदूषण (रेडियोन्यूक्लाइड गिरने और माध्यमिक धूल निर्माण के समय), मिट्टी से अवशोषण के माध्यम से प्रवेश कर सकता है मूल प्रक्रियाऔर इसमें मौजूद पानी से सिंचाई करें। वनस्पति पर रेडियोन्यूक्लाइड अवधारण की डिग्री पौधों की विशेषताओं, रेडियोधर्मी कणों के आकार और मौसम संबंधी स्थितियों से निर्धारित होती है। पौधों की सतह पर जमा स्ट्रोंटियम-90 को इसके द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। जंगली और कृषि वनस्पति द्वारा वैश्विक गिरावट से रेडियोन्यूक्लाइड की अवधारण दर लगभग 25% है। समशीतोष्ण जलवायु क्षेत्रों के लिए जड़ी-बूटियों के पौधों से 50% बरकरार रेडियोन्यूक्लाइड को हटाने का समय (बारिश, हवा, आदि द्वारा) 1-5 सप्ताह है। रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम का संचय मिट्टी में विनिमय योग्य कैल्शियम की मात्रा के विपरीत आनुपातिक है; इसके अलावा, यह पौधों के प्रकार और विविधता पर निर्भर करता है। इस प्रकार, इसका अधिकांश भाग फलियों में जमा होता है, जबकि बीजों, फलों और कंदों में यह पत्तियों और तनों की तुलना में बहुत कम होता है।

रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम मुख्य रूप से भोजन के साथ जानवरों के शरीर में प्रवेश करता है। पशु मूल के उत्पादों में रेडियोन्यूक्लाइड का संक्रमण इसकी जैवउपलब्धता, जानवरों की प्रजातियों और आयु विशेषताओं और उनकी शारीरिक स्थिति पर निर्भर करता है। बछड़ों, मेमनों, बच्चों और सूअरों में स्ट्रोंटियम का अवशोषण वयस्क जानवरों की तुलना में कई गुना अधिक होता है। रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम का मुख्य भाग हड्डियों में जमा होता है, मुख्यतः एपिफ़ेज़ (जोड़ों) में। इस प्रकार, बढ़ते जीव में स्ट्रोंटियम का सबसे बड़ा संचय संभव है, और हड्डियों में जमा इस रेडियोन्यूक्लाइड को शरीर से निकालना बेहद मुश्किल है। खेत जानवरों के कंकाल में इसके संचय की डिग्री के अनुसार, उन्हें निम्नलिखित पंक्ति में व्यवस्थित किया जा सकता है: मवेशी - बकरी - भेड़ - सूअर - मुर्गियां। रेडियोन्यूक्लाइड का सबसे बड़ा संचय पैरेन्काइमल अंगों - यकृत, गुर्दे, फेफड़े, न्यूनतम - मांसपेशियों और विशेष रूप से ग्रंथियों में देखा जाता है। खेत जानवरों की मांसपेशियों और पैरेन्काइमल अंगों में रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम के जमाव की डिग्री के अनुसार, उन्हें एक पंक्ति में भी व्यवस्थित किया जा सकता है: मवेशी - भेड़ - मुर्गियां। वयस्क पशुओं में स्ट्रोंटियम होता है मुलायम ऊतकयुवा जानवरों की तुलना में अधिक मात्रा में जमा होता है, लेकिन युवा जानवरों में यह वयस्कों की तुलना में बहुत तेजी से उत्सर्जित होता है। पशु आहार में कैल्शियम की वृद्धि से स्ट्रोंटियम-90 का उत्सर्जन तेज हो जाता है। दूध पिलाने वाले पशुओं में, रेडियोन्यूक्लाइड दूध में महत्वपूर्ण मात्रा में उत्सर्जित होता है।

96% तक रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम अंडों के छिलके में, 3.5% जर्दी में और 0.5% सफेद भाग में पाया जाता है।

जलाशयों से एक विशेष ख़तरा उत्पन्न होता है क्योंकि उनमें रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम जमा हो जाता है। यह हाइड्रोबायोन्ट्स द्वारा, विशेष रूप से मछलियों द्वारा, खाद्य श्रृंखला के साथ और सीधे पानी से अवशोषित किया जाता है। इसी समय, जलीय जीवों में स्ट्रोंटियम-90 की सामग्री न केवल पानी में इसकी सांद्रता पर निर्भर करती है, बल्कि इसके खनिजकरण की डिग्री पर भी निर्भर करती है: इसकी कमी के साथ, जलीय जीवों में रेडियोन्यूक्लाइड का संचय बढ़ जाता है।

परिणामस्वरूप, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि मानव शरीर में प्रवेश करने वाले रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम का मुख्य स्रोत पौधे और पशु मूल के उत्पाद हैं। स्ट्रोंटियम के घुलनशील रूप जठरांत्र संबंधी मार्ग से अच्छी तरह अवशोषित होते हैं। रेडियोन्यूक्लाइड बच्चों के लिए विशेष रूप से खतरनाक है, जिनके शरीर में यह दूध के साथ प्रवेश करता है और हड्डियों में बड़ी मात्रा में जमा हो जाता है। उम्र के साथ, रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम का अवशोषण कम हो जाता है। आहार में उच्च कैल्शियम सामग्री रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम के अवशोषण को रोकती है, जो सबसे खतरनाक, अत्यधिक जहरीले रेडियोन्यूक्लाइड में से एक है। बड़ी खुराक मनुष्यों में तीव्र विकिरण बीमारी का कारण बनती है, जबकि छोटी खुराक के लंबे समय तक संपर्क में रहने से जीर्ण रूप का विकास होता है। उत्तरार्द्ध को हेमटोपोइएटिक प्रणाली को दीर्घकालिक क्षति, रक्त रोगों (ल्यूकेमिया) और हड्डी के ट्यूमर के विकास की विशेषता है।

रेडियोधर्मी सीज़ियम-137

मानव निर्मित रेडियोन्यूक्लाइड्स में, सीज़ियम के रेडियोधर्मी आइसोटोप विशेष रूप से खतरनाक हैं, विशेष रूप से लंबे समय तक जीवित रहने वाले सीज़ियम-137, जिसका आधा जीवन 30 ± 0.2 वर्ष है। इस रेडियोन्यूक्लाइड को प्राकृतिक पर्यावरण की पारिस्थितिक श्रृंखलाओं में उच्च गतिशीलता और इसके व्यक्तिगत लिंक में जमा होने की क्षमता की विशेषता है।

पर्यावरण प्रदूषण के स्रोत. सीज़ियम-137 के निर्माण का मुख्य स्रोत परमाणु हथियार परीक्षण और उद्यम हैं परमाणु शक्ति. परमाणु रिएक्टरों के संचालन के दौरान उनमें बड़ी मात्रा में रेडियोन्यूक्लाइड जमा हो जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र की सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, रेडियोधर्मी उत्सर्जन नगण्य है और परमाणु रिएक्टर के डिजाइन, संयंत्र से उत्सर्जित रेडियोधर्मी पदार्थों और हवा के लिए शुद्धिकरण प्रणाली के प्रकार, रिएक्टर के परिचालन समय आदि पर निर्भर करता है। सीज़ियम- 137 पर्यावरण प्रदूषक खर्च किए गए ईंधन तत्वों के पुनर्संसाधन के लिए संयंत्र भी हो सकते हैं। प्राकृतिक वातावरण में प्रवेश करने वाले सीज़ियम-137 के संभावित स्रोत परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से खुले मीठे जल निकायों और रेडियोधर्मी अपशिष्ट भंडारण सुविधाओं में रेडियोधर्मी पदार्थों का निर्वहन हैं। सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत परमाणु ईंधन चक्र उद्यमों से उत्सर्जन के कारण आबादी को विकिरण की खुराक नगण्य और अनुशंसित मानकों से नीचे है।

रेडियोधर्मी सीज़ियम से पर्यावरण के दूषित होने का बड़ा खतरा परमाणु ऊर्जा संयंत्र दुर्घटनाओं के दौरान उत्पन्न होता है, जब इसका उत्सर्जन काफी बढ़ जाता है। इस मामले में, दुर्घटना के पैमाने और इसे खत्म करने के उपायों की प्रभावशीलता के आधार पर विकिरण की खुराक तेजी से बढ़ती है और उतार-चढ़ाव होती है। सीज़ियम-137 का सेवन काफी हद तक लंबी अवधि में विकिरण के खतरे को निर्धारित करता है। पर्यावरण के रेडियोधर्मी सीज़ियम संदूषण का स्तर क्षेत्रों की भौतिक, भौगोलिक और जलवायु विशेषताओं, वायुमंडलीय वर्षा के वितरण आदि पर भी निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, कुछ क्षेत्रों (यूक्रेनी-बेलारूसी पोलेसी, उपनगरीय क्षेत्रों) में सीज़ियम का स्तर -137 जानवरों और पौधों की उत्पत्ति के उत्पादों का सेवन अन्य की तुलना में अधिक है। उत्तर में, यह लाइकेन (हिरण का मुख्य भोजन) की वृद्धि विशेषताओं द्वारा सुविधाजनक है, जो इस रेडियोन्यूक्लाइड की अवधारण और लंबे समय तक इसके संचय का पक्ष लेते हैं।

खाद्य पथ (जंजीरें)।रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम की तरह, सीज़ियम-137 को बाहरी वातावरण में उच्च गतिशीलता की विशेषता है, विशेष रूप से इसके जमाव के बाद पहली बार, साथ ही खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से जो स्ट्रोंटियम-90 के प्रवास के समान हैं। रेडियोन्यूक्लाइड्स के प्रवास के लिए एक और संभावित खाद्य श्रृंखला: संदूषण का स्रोत - औषधीय पौधे - औषधीय पौधे कच्चे माल - औषधीय उत्पाद - मनुष्य। यह माना जाना चाहिए कि रेडियोन्यूक्लाइड प्रवासन की इस खाद्य श्रृंखला का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। इस संबंध में, कलुगा क्षेत्र के दक्षिणी क्षेत्रों में जंगली औषधीय पौधों के कच्चे माल के अध्ययन के आंकड़े, जो रेडियोधर्मी संदूषण के अधीन थे, रुचिकर हैं। परिणामस्वरूप, यह पता चला कि खुले आवासों में वृक्ष प्रजातियों के फल वास्तव में सीज़ियम-137 जमा नहीं करते हैं। सीज़ियम-137 की सुरक्षित सामग्री के साथ उन पर उगने वाले औषधीय पौधों की कटाई के लिए मिट्टी के प्रदूषण के सबसे कम मूल्यों की पहचान घास के मैदानों (रेंगने वाले थाइम) और जंगलों (सामान्य लिंगोनबेरी, मार्श जंगली मेंहदी) में उगने वाली बारहमासी झाड़ियों और उप झाड़ियों के लिए की गई थी। .

मिट्टी की सतह पर जमा रेडियोधर्मी सीज़ियम क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दिशाओं में स्थानांतरित होता है, और इसकी घुलनशीलता महत्वपूर्ण हो जाती है। मिट्टी में, सीज़ियम-137 आसानी से ऐसे रूप में बदल जाता है जिसे पचाना मुश्किल होता है, जिससे खराब घुलनशील लवण बनते हैं। अतः जड़ों के माध्यम से पौधों में इसका प्रवेश कठिन होता है। अम्लीय वर्षा सीज़ियम-137 को घुलनशील रूप में परिवर्तित करने में सहायता करती है। मिट्टी में रेडियोन्यूक्लाइड का प्रवासन इलाके, हाइड्रोलॉजिकल शासन, मिट्टी के प्रकार, वनस्पति की प्रकृति, की गई कृषि गतिविधियों और मिट्टी के साथ रेडियोन्यूक्लाइड के बंधन की ताकत से काफी प्रभावित होता है। सीज़ियम की अवशोषण क्षमता में वृद्धि की डिग्री के अनुसार, मिट्टी को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जा सकता है: चेरनोज़म - चेस्टनट - सोडी-पोडज़ोलिक।

रेडियोधर्मी सीज़ियम पत्तियों, तनों, पुष्पक्रमों और फलों के सीधे संदूषण के परिणामस्वरूप पौधों में प्रवेश कर सकता है, और जड़ प्रणाली के माध्यम से मिट्टी से भी अवशोषित किया जा सकता है। पौधों की सतह के संदूषण का स्तर उनकी रूपात्मक विशेषताओं, वर्षा घनत्व और एरोसोल के भौतिक रासायनिक गुणों पर निर्भर करता है। सीज़ियम-137 की सांद्रता की डिग्री के अनुसार, पौधों को निम्नलिखित पंक्ति में व्यवस्थित किया जा सकता है: गोभी - चुकंदर - आलू - गेहूं - प्राकृतिक कांटे। चरागाह वनस्पति के प्रदूषण में कमी (बारिश, हवा, बायोमास वृद्धि के कारण) लगभग 14 दिनों की अवधि में होती है। पहले 2 महीनों में 90% से अधिक जमा रेडियोन्यूक्लाइड हटा दिया जाता है। घुलनशील सीज़ियम-137 मिट्टी के घोल से पौधों की जड़ों द्वारा अवशोषित हो जाता है और मिट्टी में मजबूती से चिपक जाता है। पौधों में सीज़ियम-137 के बढ़ते स्थानांतरण की डिग्री के अनुसार, मिट्टी की निम्नलिखित श्रृंखला बनाई जा सकती है: सोडी-पोडज़ोलिक मिट्टी - लाल मिट्टी - मैदानी-कार्बोनेट मिट्टी - चेरनोज़ेम - ग्रे मिट्टी। पीट-बोगी मिट्टी (यूक्रेनी-बेलारूसी पोलेसी) वाले क्षेत्रों में रेडियोधर्मी सीज़ियम का अधिक संक्रमण देखा जाता है। कंद और अनाज में इस रेडियोन्यूक्लाइड के संचय की डिग्री के अनुसार, पौधों को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जा सकता है: जौ - बाजरा - गेहूं - एक प्रकार का अनाज - सेम - जई - चुमिज़ा - आलू - सेम। पौधों में सीज़ियम-137 संचय की मात्रा उनके प्रकार, मिट्टी के प्रकार और कृषि पद्धतियों की प्रकृति पर निर्भर करती है। इसी समय, पौधों के जनन और वानस्पतिक अंगों में रेडियोधर्मी सीज़ियम की सांद्रता लगभग समान होती है।

मनुष्यों के लिए सीज़ियम-137 के स्रोत पौधे (रोटी, सब्जियाँ, फल) और पशु उत्पाद (मांस, मछली, दूध, आदि) हो सकते हैं। चूँकि इस रेडियोन्यूक्लाइड में पोटेशियम के साथ कुछ गुण समान हैं, पौधे और पशु मूल के ऊतक पोटेशियम और रेडियोधर्मी सीज़ियम दोनों को जमा करते हैं। सीज़ियम-137 मुख्य रूप से भोजन के माध्यम से पशु शरीर में प्रवेश करता है, और रेडियोन्यूक्लाइड मुख्य रूप से गुर्दे के माध्यम से उत्सर्जित होता है। इसकी मुख्य मात्रा मांसपेशियों (80% से अधिक) में जमा होती है, इसके बाद कंकाल (लगभग 10%) में जमा होती है। गाय, भेड़, बकरी, सूअर और मुर्गियों की 1 किलोग्राम मांसपेशियों में रेडियोन्यूक्लाइड सामग्री क्रमशः दैनिक सेवन का 4, 8, 20, 26 और 45% है। स्तनपान कराने वाले पशुओं के दूध में रेडियोधर्मी सीज़ियम महत्वपूर्ण मात्रा में उत्सर्जित होता है। गायों को रेडियोन्यूक्लाइड के लंबे समय तक सेवन के साथ, दूध में इसकी सामग्री 0.8 - 1.2% प्रति 1 लीटर दैनिक सेवन तक पहुंच जाती है, बकरियों में - 10 - 20%, भेड़ में - 5 - 15%। ये अंतर जानवरों की शारीरिक विशेषताओं, भोजन की प्रकृति और उनके रखने की स्थितियों से जुड़े हैं।

चिकन अंडे भी मानव शरीर में प्रवेश करने वाले सीज़ियम -37 का एक स्रोत हैं, और सफेद में जर्दी की तुलना में 2-3 गुना अधिक रेडियोधर्मी सीज़ियम होता है, और अंडे के खोल में रेडियोन्यूक्लाइड की कुल मात्रा का 1-2% होता है।

जलीय जीवों में रेडियोधर्मी सीज़ियम बड़ी मात्रा में जमा हो जाता है। मछली सीज़ियम-137 को सीधे पानी से और मुख्य रूप से भोजन के माध्यम से अवशोषित करती है। इस रेडियोन्यूक्लाइड के संचय की डिग्री प्रत्येक मछली प्रजाति की जैविक और शारीरिक विशेषताओं से निर्धारित होती है। कमजोर जल खनिजकरण सीज़ियम-137 के उच्च संचय में योगदान देता है। मीठे पानी की मछली में समुद्री मछली की तुलना में दसियों से सैकड़ों गुना अधिक रेडियोधर्मी सीज़ियम होता है। उसी समय, वाणिज्यिक मछली में अटलांटिक महासागर- अंतर्देशीय समुद्रों (उदाहरण के लिए, कैस्पियन) से आने वाली मछलियों की तुलना में 10-30 गुना कम। सीज़ियम-137 के संचय के आधार पर जलीय पौधों को निम्नलिखित पंक्ति में व्यवस्थित किया जा सकता है: शैवाल - पानी में डूबे हुए पौधे - तटीय जलीय पौधे - सतह पर तैरते हुए पौधे।

रेडियोधर्मी सीज़ियम में काफी उच्च रेडियोटॉक्सिसिटी होती है। यह श्वसन तंत्र, त्वचा, घाव और जली हुई सतहों के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश कर सकता है। हालाँकि, मुख्य तरीका भोजन से है। रेडियोधर्मी सीज़ियम, पोटेशियम की तरह, मानव ऊतकों और अंगों में समान रूप से वितरित होता है (जिससे अपेक्षाकृत समान विकिरण होता है), लेकिन इसका अधिकांश भाग मांसपेशियों के ऊतकों (80% और हड्डियों में केवल 10%) में केंद्रित होता है। सीज़ियम-137 शरीर से अपेक्षाकृत आसानी से निकल जाता है। यह मुख्य रूप से मूत्र में और आंशिक रूप से मल में उत्सर्जित होता है। शरीर से इस रेडियोन्यूक्लाइड का आधा जीवन 65-100 दिन है। शरीर से इसके निष्कासन की दर चयापचय दर में व्यक्तिगत अंतर से निर्धारित होती है और उम्र, लिंग, आहार और कई पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर करती है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि सीज़ियम-137 माँ के शरीर से नाल के माध्यम से भ्रूण तक (और दूध पिलाने की अवधि के दौरान, नवजात शिशुओं में दूध के माध्यम से) महत्वपूर्ण मात्रा में गुजरता है।

रेडियोन्यूक्लाइड परमाणुओं के समूह होते हैं जिनमें एक निश्चित द्रव्यमान संख्या, परमाणु क्रमांक और परमाणु ऊर्जा स्थिति के साथ रेडियोधर्मिता का गुण होता है।

रेडियोन्यूक्लाइड्स को प्रौद्योगिकी, विज्ञान और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों के सभी क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग मिला है। चिकित्सा पद्धति में, रेडियोन्यूक्लाइड्स का उपयोग रोगों के निदान, दवाओं, उपकरणों और अन्य उत्पादों को स्टरलाइज़ करने के लिए किया जाने लगा। कई रोगसूचक और चिकित्सीय रेडियोथेरेपी दवाएं विकसित की गई हैं।

चिकित्सा में रेडियोन्यूक्लाइड के लाभ और उपयोग का इस वीडियो में विस्तार से वर्णन किया गया है:

रेडियोन्यूक्लाइड रेडियोधर्मी आइसोटोप हैं रासायनिक तत्वविभिन्न द्रव्यमान संख्या के साथ. आइए मानव स्वास्थ्य को इन पदार्थों से होने वाले नुकसान के मुद्दे को संक्षेप में और वैज्ञानिक आंकड़ों में पड़े बिना समझने का प्रयास करें।

रेडियोन्यूक्लाइड्स के वर्गीकरण के बारे में

रेडियोधर्मी आइसोटोप उनके गुणों के अनुसार विभिन्न श्रेणियों में आते हैं। हम उनमें से केवल सबसे महत्वपूर्ण पर ही बात करेंगे।

रेडियोआइसोटोप को इसमें विभाजित किया गया है:

• प्राकृतिक;
• कृत्रिम, मानव गतिविधि के कारण परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित।

उत्तरार्द्ध आवर्त सारणी के सभी तत्वों से प्राप्त होते हैं। इनकी कुल संख्या 2000 तक पहुंचती है और बढ़ती रहती है। प्राकृतिक तत्व बहुत कम हैं, लगभग 100।

नाभिक की स्थिरता के अनुसार, रेडियोन्यूक्लाइड को निम्न में वर्गीकृत किया गया है:

• अल्पकालिक - 10 दिनों से कम के आधे जीवन के साथ;
• दीर्घजीवी - लंबी अर्ध-आयु के साथ।

में पिछले साल काराष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में, कई मिनटों की पूर्ण क्षय अवधि वाले रेडियोआइसोटोप का तेजी से उपयोग किया जाने लगा है, जो उन्हें व्यावहारिक रूप से हानिरहित बनाता है।

विकिरण विषाक्तता के आधार पर, रेडियोन्यूक्लाइड्स को 4 श्रेणियों में विभाजित किया गया है:

• ए - मनुष्यों के लिए सबसे अधिक विषैला। ये भारी तत्वों के समस्थानिक हैं जिनके नाभिक स्वतःस्फूर्त क्षय के अधीन होते हैं। उनका आधा जीवन अपेक्षाकृत लंबा होता है। साथ ही, ये रेडियोधर्मी पदार्थ शरीर के विभिन्न अंगों में जमा हो जाते हैं;
• बी - अत्यधिक विषैले रेडियोन्यूक्लाइड;
• बी - मध्यम विषाक्तता के रेडियोआइसोटोप;
• जी - कम विषाक्तता के विकिरण समस्थानिक।

रेडियोधर्मी प्रतिक्रियाओं को विभाजित किया गया है अल्फा क्षय- अल्फा कणों की उपस्थिति के साथ नाभिक की संरचना में सहज परिवर्तन और बेट्टा क्षयइलेक्ट्रॉनों, पॉज़िट्रॉन, न्यूट्रिनो या एंटीन्यूट्रिनो के उत्सर्जन या अवशोषण के साथ।

हम क्षय के प्रकारों की अधिक विस्तृत विशेषताओं पर ध्यान नहीं देंगे। आइए रेडियोतत्वों के गुणों के बारे में अधिक जानने का प्रयास करें।

प्राकृतिक रेडियोन्यूक्लाइड चट्टानों, मिट्टी की परतों, प्राकृतिक और कृत्रिम जल भंडारों में पाए जाते हैं। ब्रह्मांडीय विकिरण के साथ मिलकर वे बनाते हैं .

यूरेनियम और थोरियम के आइसोटोप भोजन, पानी और साँस की हवा के माध्यम से शरीर में प्रवेश करते हैं और आंतरिक विकिरण के स्रोत के रूप में काम करते हैं।

इस वीडियो में प्राकृतिक पृष्ठभूमि विकिरण का विस्तार से वर्णन किया गया है:

टेक्नोजेनिक पृष्ठभूमि विकिरणईंधन के दहन और बिजली संयंत्रों से उत्सर्जन के दौरान निर्माण सामग्री में निहित रेडियोन्यूक्लाइड्स के कारण बनता है।

परमाणु रिएक्टर और कण त्वरक प्रदान करते हैं कृत्रिम विकिरण पृष्ठभूमि.

टिप्पणी:रेडियोन्यूक्लाइड्स के महत्वपूर्ण गुणों में से एक है हाफ लाइफ. रेडियोन्यूक्लाइड्स में होने वाली प्रक्रियाओं से नाभिकों की संख्या आधी हो जाती है, जिससे आइसोटोप की विकिरण गतिविधि कम हो जाती है।

रेडियोन्यूक्लाइड हवा के साँस लेने, भोजन सेवन, खरोंच, घाव और जलने के माध्यम से ऊतकों और अंगों में प्रवेश करते हैं।

मानव शरीर में रेडियोन्यूक्लाइड कहाँ पाए जाते हैं?

रेडियोधर्मी आइसोटोप के मानव शरीर में उनके "पसंदीदा" स्थान हैं।

कुल मिलाकर, इस संपत्ति के अनुसार 4 समूह प्रतिष्ठित हैं:

1. रेडियोन्यूक्लाइड शरीर के ऊतकों में समान रूप से वितरित होते हैं - सीज़ियम 134, सीज़ियम 137 (रेडियोसेज़ियम), सोडियम 24, आदि।
2. अस्थि ऊतक में अवक्षेपित - स्ट्रोंटियम 89, 90, बेरियम 140, रेडियम 226, 224, कैल्शियम 40, येट्रियम।
3. रेटिकुलोएंडोथेलियल अंगों (लाल अस्थि मज्जा, लिम्फ नोड्स, यकृत, प्लीहा) में जमा होना - सेरियम, प्रोमेथियम, अमेरिकियम, प्लूटोनियम, लैंथेनम।
4. ऑर्गेनोट्रोपिक - थायरॉइड ग्रंथि में आयोडीन के आइसोटोप, एरिथ्रोसाइट्स में आयरन, अग्न्याशय में जिंक, आईरिस में मोलिब्डेनम।

रेडियोन्यूक्लाइड कैसे निकलते हैं?

अधिकांश रेडियोधर्मी आइसोटोप आंतों द्वारा शरीर से उत्सर्जित होते हैं। घुलनशील पदार्थ (सीज़ियम और ट्रिटियम) मूत्र प्रणाली के माध्यम से उत्सर्जित होते हैं। गैसीय तत्व त्वचा और श्वसन तंत्र द्वारा हटा दिए जाते हैं। रेडियोन्यूक्लाइड का मुख्य भाग प्राप्ति के कुछ दिनों के भीतर समाप्त हो जाता है। बड़े परमाणु द्रव्यमान वाले आइसोटोप और रेडियोधर्मी कोलाइड (पोलोनियम, रेडियम, यूरेनियम) बरकरार रहते हैं। ये तत्व यकृत और पित्त नलिकाओं में प्रवेश करते हैं।

टिप्पणी: शरीर से रेडियोन्यूक्लाइड्स को हटाने की प्रक्रिया के लिए माप की इकाई है हाफ लाइफ, मानव शरीर में प्रवेश करने वाले आधे रेडियोधर्मी पदार्थ की रिहाई की विशेषता है।

उदाहरण के लिए: थायरॉइड ग्रंथि में पाए जाने वाले आयोडीन के रेडियोआइसोटोप का आधा जीवन 138 दिनों का होता है, गुर्दे में - 7 दिन, हड्डी के ऊतकों में - 14 दिन।

रेडियोधर्मी तत्व हड्डी के ऊतकों से धीरे-धीरे हटा दिए जाते हैं। नरम ऊतकों में, रिहाई की प्रक्रिया बहुत तेज होती है। हम सीज़ियम, मोलिब्डेनम, आयोडीन आदि के बारे में बात कर रहे हैं, लेकिन स्ट्रोंटियम, ज़िरकोनियम, प्लूटोनियम इत्यादि जैसे पदार्थ अधिक समस्याग्रस्त रूप से जारी होते हैं, जो लंबे समय तक मानव हड्डियों में बसते हैं।

मनुष्यों पर रेडियोन्यूक्लाइड के हानिकारक प्रभावों के बारे में

मानव शरीर में रेडियोधर्मी आइसोटोप का प्रभाव होता है जिससे कोशिका वृद्धि और विभाजन रुक जाता है, सामान्य जैव रासायनिक चक्रों को नुकसान पहुंचता है, डीएनए के संरचनात्मक बंधन में व्यवधान होता है और आनुवंशिक कोड नष्ट हो जाता है। परिणामस्वरूप, कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं।

बड़ी मात्रा में शरीर में प्रवेश करने वाले मुक्त कण गंभीर ऊतक क्षति का कारण बनते हैं। छोटी खुराक में, वे कोशिका परिपक्वता और विकास की प्रक्रिया को बाधित कर सकते हैं और घातक नियोप्लाज्म का कारण बन सकते हैं। आनुवंशिक परिवर्तन से गंभीर वंशानुगत बीमारियाँ हो सकती हैं जो वंशजों में प्रकट होंगी।

आइए कुछ रेडियोन्यूक्लाइड्स के विनाशकारी प्रभाव के तंत्र पर विचार करें।

मानव शरीर पर स्ट्रोंटियम-90 और सीज़ियम-137 का प्रभाव

स्ट्रोंटियम-90संपर्क में आने पर, यह हड्डी के ऊतकों, अस्थि मज्जा और हेमटोपोइएटिक अंगों में जमा हो जाता है। हानिकारक प्रभाव एनीमिया (एनीमिया) का कारण बनता है। इसका प्रभाव दशकों तक रहता है, क्योंकि तत्व का आधा जीवन 29 वर्ष है, और उन्मूलन आधा जीवन 30 वर्ष है। जब अंतर्ग्रहण किया जाता है, तो स्ट्रोंटियम 15 मिनट के भीतर रक्त में केंद्रित हो जाता है, और 5 घंटे के बाद लक्षित अंगों में पूरी तरह से बस जाता है। इस रेडियोधर्मी पदार्थ को हटाना एक कठिन कार्य है। अभी तक नहीं प्रभावी तरीके, इसके प्रभावों का विरोध करें।

सीज़ियम-137- मनुष्यों के लिए दूसरा सबसे आम और खतरनाक रेडियोन्यूक्लाइड। यह पौधों की कोशिकाओं में जमा हो जाता है और, पहले से ही खाद्य उत्पादों में, पेट और आंतों के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश करता है। आधा जीवन 30 वर्ष. पसंदीदा स्थानीयकरण मांसपेशियाँ हैं। यह बहुत धीरे-धीरे निकलता है.

किन उत्पादों में रेडियोन्यूक्लाइड होते हैं?

रेडियोन्यूक्लाइड की सबसे अधिक मात्रा बेकरी उत्पादों में पाई जाती है। उनके बाद दूध और डेयरी उत्पाद, फिर सब्जियां और फल आते हैं। रेडियोआइसोटोप की सबसे कम संख्या मांस और मछली में होती है, विशेषकर समुद्री भोजन में। अर्थात्, विकिरण सुरक्षा की दृष्टि से पशु उत्पाद पादप उत्पादों की तुलना में अधिक स्वच्छ होते हैं।

समुद्री जल में ताजे जल की तुलना में कम रेडियोधर्मी तत्व होते हैं। आर्टिसियन जल व्यावहारिक रूप से आइसोटोप से मुक्त हैं। अन्य जल निकायों में उनकी भौगोलिक स्थिति और अन्य कारकों (प्रदूषण) के आधार पर उच्च खुराक हो सकती है।

स्वीकार्य मानकसीज़ियम-137 और स्ट्रोंटियम-90 रेडियोन्यूक्लाइड की सामग्री तालिका में दी गई है:

भोजन और औषधीय पदार्थों के रेडियोप्रोटेक्टिव गुणों पर

मानव शरीर का रेडियो प्रतिरोध पॉलीसेकेराइड, चाय की पत्तियों से प्राप्त लिपोपॉलीसेकेराइड, अंगूर, मेडिकल अल्कोहल, विटामिन, खनिज, एंजाइमों के लगभग सभी समूहों और कई हार्मोनों से बढ़ जाता है।

दवाओं में, एंटीबायोटिक्स, मादक पदार्थ और कृत्रिम रूप से उत्पादित विटामिन विकिरण स्रोतों के प्रभावों के प्रति प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं।

ऐसे उत्पाद जिनमें रेडियोन्यूक्लाइड हटाने का गुण होता है

आइए खाद्य उत्पादों के मुख्य समूहों पर विचार करें जिनमें विकिरण-रोधी प्रभाव हो सकता है और मानव ऊतकों से आइसोटोप की रिहाई में तेजी आ सकती है।

इन उत्पादों में शामिल हैं:

• अंडे का छिलका - इसमें मौजूद कैल्शियम रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम को हटा देता है। इसका प्रयोग प्रतिदिन 5 ग्राम तक करें। गोले, जिन्हें पहले कुचलकर पाउडर बना लिया जाता है, भोजन में मिलाए जाते हैं;
• पके हुए माल से रेय का आठा. उनमें फाइटिन होता है, जो स्ट्रोंटियम को बांधता है, जो उत्पादों के साथ जठरांत्र संबंधी मार्ग में प्रवेश करता है;
• साइट्रस, चोकबेरी, नागफनी जामुन, समुद्री हिरन का सींग, नद्यपान। इन पौधों और उनके फलों में फ्लेवोनोइड्स होते हैं, जिनमें रेडियोन्यूक्लाइड को हटाने का गुण भी होता है।

क्या आप जानना चाहते हैं कि कौन से उत्पाद शरीर से रेडियोन्यूक्लाइड को हटाने में मदद करते हैं? वीडियो समीक्षा देखें:

रेडियोधर्मिता को दूर करने के लिए भोजन को सर्वोत्तम तरीके से कैसे संसाधित करें

नियमित यांत्रिक तरीकेखाद्य प्रसंस्करण उनकी सतह पर स्ट्रोंटियम और सीज़ियम को हटाने में मदद करता है। बस उन्हें धो लें ठंडा पानीऔर गंदगी से साफ़ करें.

सब्जियों की फसल काटने की जरूरत है सबसे ऊपर का हिस्साभ्रूण, क्योंकि इसमें लगभग 80% जहरीले और रेडियोधर्मी पदार्थ जमा होते हैं। पत्तागोभी को ऊपरी पत्तियों से छील लेना चाहिए और भीतरी "डंठल" का उपयोग नहीं करना चाहिए।

ताप उपचार से उत्पाद में मौजूद लगभग आधे रेडियोन्यूक्लाइड निकल जाते हैं। लेकिन, इसके विपरीत, तलने से उनमें देरी होती है।

मांस और मछली के अर्ध-तैयार उत्पादों को पकाने से पहले सिरके के साथ पानी में भिगोना चाहिए। मांस शोरबा को सूखाने की सिफारिश की जाती है, खाना पकाने के बाद इसमें विषाक्त पदार्थ और रेडियोधर्मी आइसोटोप जमा हो जाते हैं। यदि आपको शोरबा तैयार करने की ज़रूरत है, तो आपको मांस डालना होगा ठंडा पानी, 10 मिनट तक पकाएं, फिर शोरबा को छान लें। ताज़ा पानी लें और मांस को नरम होने तक उबालें। परिणामी शोरबा में आधे से अधिक हानिकारक रेडियोधर्मी पदार्थ होंगे।

मांस को बारीक काटकर कई घंटों तक पानी में भिगोने से रेडियोधर्मी तत्वों की मात्रा कम हो जाती है। यह याद रखना चाहिए कि इस तरह के प्रसंस्करण के साथ, दोनों लाभकारी विशेषताएंउत्पाद।

मशरूम को पहले से भिगोने से 30% तक सीज़ियम निकल जाता है, और पकाने पर 90% तक सीज़ियम निकल जाता है। इस प्रकार के प्रसंस्करण से स्ट्रोंटियम व्यावहारिक रूप से हटाया नहीं जाता है।

परिष्कृत किस्में रेडियोधर्मिता के मामले में "सबसे स्वच्छ" हैं वनस्पति तेल, चीनी और स्टार्च।

दूध को मक्खन की अवस्था में संसाधित करने से लगभग पूरी तरह से स्ट्रोंटियम की कमी हो जाती है, और पनीर और पाउडर वाले पदार्थों में दूध के प्रसंस्करण के दौरान सीज़ियम बेअसर हो जाता है।

जेरूसलम आटिचोक एक ऐसा फल है जो रेडियोधर्मिता जमा नहीं करता है।

कान मछली की हड्डियों, पंखों और शल्कों से रेडियोन्यूक्लाइड को अवशोषित कर सकता है। इसी कारण से, डिब्बाबंद खाद्य पदार्थ जिनमें अर्ध-तैयार उत्पाद को उच्च तापमान का उपयोग करके दबाव में संसाधित किया जाता है, विकिरण का खतरा भी पैदा कर सकता है। इससे मछली के अखाद्य हिस्से नरम हो जाते हैं, जिनमें आमतौर पर रेडियोन्यूक्लाइड केंद्रित होते हैं।

अनाज की भूसी के उत्पाद स्ट्रोंटियम रेडियोआइसोटोप भी जमा करते हैं।

रेडियोन्यूक्लाइड से प्रभावित होने पर क्या करें?

शरीर में प्रवेश करने वाले रेडियोधर्मी आइसोटोप को उनके उन्मूलन की प्रक्रिया में तेजी लाने की आवश्यकता होती है। रेडियोन्यूक्लाइड के हानिकारक प्रभावों के प्रतिरोध में सबसे महत्वपूर्ण कारक प्रतिरक्षा प्रणाली की स्थिति है। मौजूदा प्राकृतिक विकिरण पृष्ठभूमि, जो हजारों वर्षों से मनुष्यों को प्रभावित कर रही है, ने प्राकृतिक रक्षा तंत्र बनाए हैं जिनका रेडियोन्यूक्लाइड-निष्क्रिय प्रभाव होता है। हम बात कर रहे हैं पित्त, आंत, गुर्दे और यकृत द्वारा विदेशी पदार्थों को बाहर निकालने की।

यदि किसी विकिरण समूह के पदार्थों के शरीर में प्रवेश की प्रक्रिया स्थायी है, तो यह आवश्यक है:

• मल्टीविटामिन के साथ कैल्शियम की खुराक लें जो हड्डी के ऊतकों की रक्षा में मदद करते हैं;
• पोटेशियम से भरपूर खाद्य पदार्थ खाएं - मटर, बीन्स, दालें, सूखे मेवे। उनमें मौजूद पदार्थ शरीर से सीज़ियम को हटाने में योगदान करते हैं;
• अपने आहार में चिकन अंडे और दूध शामिल करें। उनमें मौजूद कैल्शियम स्ट्रोंटियम को हटाने में सक्षम है;
• पेक्टिन से भरपूर फल और सब्जियां खाएं, जो रेडियोन्यूक्लाइड को बांधते हैं
• मूत्रवर्धक लें;
• एक सक्रिय जल व्यवस्था बनाए रखें। मिनरल वाटर पियें, जो पोटेशियम, सोडियम और मैग्नीशियम के रेडियोधर्मी आइसोटोप से छुटकारा पाने में मदद करेगा।

रेडियोधर्मी संदूषण के परिणामों के बारे में रोचक तथ्य

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाएँ, परमाणु हथियारों का परीक्षण और परमाणु प्रयोगशालाओं में प्रयोग वायुमंडल, पानी और मिट्टी पर अपनी छाप छोड़ते हैं। वैज्ञानिकों ने पाया है कि इस तरह लगभग 20 रेडियोन्यूक्लाइड बाहरी वातावरण में छोड़े जाते हैं। उनमें से अधिकांश दीर्घकालिक नुकसान नहीं पहुंचाते हैं, क्योंकि वे कई हफ्तों और महीनों के भीतर निष्क्रिय हो जाते हैं। सबसे पहले, हम उत्कृष्ट गैसों के समस्थानिकों के बारे में बात कर रहे हैं, जो रेडियोधर्मी बादल का आधार बनते हैं। वे मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

अगले खतरनाक तत्व की पहचान आइसोटोप आयोडीन-131 के रूप में की गई। यह खाद्य पदार्थों, विशेषकर दूध में तेजी से जमा हो जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हमारे देश में विकिरण सुरक्षा मानक यूरोप की तुलना में बहुत सख्त हैं।

एक तत्व जो उपरोक्त पदार्थों की तुलना में अपने हानिकारक मूल्य के मामले में उतना आक्रामक नहीं है, लेकिन अधिक स्थिर है, प्लूटोनियम है। फेफड़ों की गंभीर बीमारियाँ पैदा करने की अपनी क्षमता के कारण यह विशेष रूप से खतरनाक है।

और फिर भी, अधिक नुकसान सीज़ियम और स्ट्रोंटियम से होता है जिसका हम पहले ही विश्लेषण कर चुके हैं, जो दशकों तक शरीर में रहते हैं।

टिप्पणी: चल रही त्रासदियों (चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना, फुकुशिमा -1 परमाणु ऊर्जा संयंत्र में विस्फोट, अन्य मानव निर्मित आपदाओं) की पृष्ठभूमि के खिलाफ, धोखेबाज़ों की एक पूरी आकाशगंगा सामने आई है, जो लोगों को उन कहानियों से डरा रही है जो कथित तौर पर विशाल क्षेत्र हैं। रेडियोधर्मिता से दूषित होते हैं और पूरी आबादी प्रभावित होती है। वे पैसे के बदले शरीर से रेडियोधर्मी पदार्थों की 100% सफाई की पेशकश करते हैं। इन बयानों में कोई तर्कसंगत अंश है या नहीं, यह एक अलग गंभीर चर्चा का विषय है। ज्यादातर मामलों में, "चमत्कारिक" तरीके धोखे पर आधारित होते हैं। इसलिए, विकिरण संदूषण के संपर्क में आने वाले किसी भी व्यक्ति को केवल आधिकारिक चिकित्सा से ही मदद लेनी चाहिए.

लोटिन अलेक्जेंडर व्लादिमीरोविच, रेडियोलॉजिस्ट

आज हमारा विश्व पर्यावरण प्रदूषण को लेकर चिंतित है। और यह समझने योग्य है - जिस हवा में हम सांस लेते हैं और जो भोजन हम खाते हैं उसकी संरचना लंबे समय से पर्यावरण के अनुकूल नहीं रही है। परमाणु हथियारों के पहले परीक्षण (1945) के बाद से, हमारा ग्रह मानवजनित गुणों वाले विभिन्न रेडियोन्यूक्लाइड से दूषित हो गया है। और उनमें से एक है सीज़ियम-137। इसका आधा जीवन बहुत बड़ा है, और मानव शरीर पर इसके प्रभाव विविध हैं। हम इस लेख में इसके बारे में और भी बहुत कुछ बात करेंगे।

कई में से एक

दिमित्री मेंडेलीव की आवर्त सारणी में सीज़ियम छठे आवर्त के पहले समूह के मुख्य उपसमूह से संबंधित है और इसकी परमाणु संख्या 55 है। तत्व का रासायनिक प्रतीक Cs (सीज़ियम) है, और स्पेक्ट्रम में इसकी उपस्थिति के कारण इसे इसका नाम मिला है। सापेक्ष गाढ़ता विद्युत चुम्बकीय विकिरणदो नीली रेखाएँ (लैटिन शब्द से कैसियस,जिसका अर्थ है "आसमानी नीला")।

एक साधारण पदार्थ के रूप में, सीज़ियम स्पष्ट क्षारीय विशेषताओं वाली एक नरम, चांदी-पीली धातु है।

इस तत्व की खोज 1860 में जर्मनी के दो वैज्ञानिकों आर. बन्सन और जी. किरचॉफ ने की थी। उन्होंने वर्णक्रमीय विश्लेषण की एक विधि का उपयोग किया और सीज़ियम इस विधि द्वारा खोजा जाने वाला पहला तत्व था।

सीज़ियम के अनेक पहलू

प्रकृति में, सीज़ियम विशेष रूप से स्थिर आइसोटोप Cs-133 के रूप में होता है। लेकिन आधुनिक भौतिकी 39 कृत्रिम रूप से निर्मित रेडियोन्यूक्लाइड्स (रेडियोधर्मी आइसोटोप) को जानता है।

याद रखें कि आइसोटोप एक तत्व के परमाणु की किस्में हैं जिनके नाभिक में विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं।

सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाला आइसोटोप (2.3 मिलियन वर्ष तक) Cs-135 है, आधे जीवन में दूसरा सीज़ियम-137 है। यह उत्तरार्द्ध है जो हमारे ग्रह के विकिरण प्रदूषण के लिए जिम्मेदार है। सेकेण्ड में सीज़ियम-137 का आधा जीवन 952066726 है, जो 30.17 वर्ष है।

यह आइसोटोप परमाणु रिएक्टर में नाभिक के क्षय के साथ-साथ परमाणु हथियार वाले हथियारों के परीक्षण के दौरान बनता है।

अस्थिर रेडियोन्यूक्लाइड

सीज़ियम-137 के आधे जीवन के परिणामस्वरूप, यह बीटा क्षय से गुजरता है और अस्थिर बेरियम-137एम और फिर स्थिर बेरियम-137 बन जाता है। इससे गामा विकिरण निकलता है।

सीज़ियम-137 का पूरा आधा जीवन 30 वर्ष है, और यह 2.55 मिनट में बेरियम-137एम में विघटित हो जाता है। इस प्रक्रिया की कुल ऊर्जा 1175.63 ± 0.17 keV है।

सीज़ियम-137 के आधे जीवन का वर्णन करने वाले सूत्र जटिल हैं और यूरेनियम के क्षय का हिस्सा हैं।

भौतिक और रासायनिक गुण

हम पहले ही आइसोटोप के भौतिक गुणों और इसके क्षय की विशेषताओं के बारे में लिख चुके हैं। रासायनिक गुणों की दृष्टि से यह तत्व रुबिडियम और पोटैशियम के निकट है।

सभी आइसोटोप (30.17 वर्ष के आधे जीवन के साथ सीज़ियम-137 सहित) जब किसी भी माध्यम से जीवित जीव में पेश किए जाते हैं तो पूरी तरह से अवशोषित होते हैं।

जीवमंडल रेडियोन्यूक्लाइड का मुख्य आपूर्तिकर्ता

30 वर्ष से अधिक के आधे जीवन के साथ जीवमंडल रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड सीज़ियम -137 का स्रोत परमाणु ऊर्जा है।

आँकड़े कठोर हैं. 2000 के आंकड़ों के अनुसार, दुनिया के सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टरों ने वायुमंडल में लगभग 22.2 × 10 19 Bq सीज़ियम-137 छोड़ा, जिसका आधा जीवन 30 वर्ष से अधिक है।

सिर्फ वातावरण ही प्रदूषित नहीं है। यह रेडियोन्यूक्लाइड हर साल परमाणु प्रतिष्ठानों वाले टैंकरों और आइसब्रेकरों और परमाणु पनडुब्बियों से समुद्र में प्रवेश करता है। इस प्रकार, विशेषज्ञों के अनुसार, एक वर्ष में एक पनडुब्बी रिएक्टर के संचालन के दौरान, लगभग 24 x 10 14 Bq समुद्र में प्रवेश करेगा। जब सीज़ियम-137 के आधे जीवन को ध्यान में रखा जाता है, तो यह बहुत दीर्घकालिक पर्यावरण प्रदूषण का एक खतरनाक स्रोत बन जाता है।

सबसे प्रसिद्ध उत्सर्जन

मानव शरीर पर रेडियोन्यूक्लाइड सीज़ियम के प्रभावों पर आगे बढ़ने से पहले, आइए जीवमंडल में इस तत्व की रिहाई के साथ हुई कई प्रमुख आपदाओं को याद करें।

कम ही लोग जानते हैं, लेकिन 1971 में, इवानोवो क्षेत्र (गाल्किनो गांव) में, हमारे ग्रह की परत की गहरी जांच पर काम किया गया था। ये भूमिगत थे परमाणु विस्फोटजिसके बाद एक कुएं से मिट्टी का फव्वारा फूट पड़ा। और आज, इन कार्यों के स्थल पर, प्रति घंटे 3 मिलीरोएंटजेन का विकिरण दर्ज किया गया है, और रेडियोन्यूक्लाइड स्ट्रोंटियम-90 और सीज़ियम-137 अभी भी पृथ्वी की सतह तक पहुंच रहे हैं।

1986 में चेरनोबिल आपदा के बारे में हर कोई जानता है। लेकिन हर कोई नहीं जानता कि उस समय लगभग 1850 PBq विकिरण तत्व वायुमंडल में प्रवेश कर गये थे। और उनमें से 270 PBq सीज़ियम-137 हैं।

2011 में, जब जापानी फुकुशिमा परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना हुई, तो 30 साल के आधे जीवन के साथ 15 पीबीक्यू सीज़ियम-137 पानी में प्रवेश कर गया। प्रशांत महासागर.

आगे क्या होता है

रेडियोधर्मी गिरावट और अपशिष्ट के साथ, सीज़ियम-137 मिट्टी में प्रवेश करता है, जहां से यह पौधों में प्रवेश करता है, जिसका अवशोषण गुणांक 100% होता है। इस मामले में, 60% तक न्यूक्लाइड पौधे के जीव के ऊपरी-जमीन भागों में जमा हो जाता है। साथ ही, पोटेशियम की कमी वाली मिट्टी में, सीज़ियम-137 के संचय का प्रभाव काफ़ी बढ़ जाता है।

इस न्यूक्लाइड की उच्चतम संचय दर आर्कटिक क्षेत्र के मीठे पानी के शैवाल, लाइकेन और पौधों के जीवों में देखी जाती है। जानवरों के शरीर में यह रेडियोन्यूक्लाइड मांसपेशियों और लीवर में जमा हो जाता है।

इसकी उच्चतम सांद्रता आर्कटिक तटों के बारहसिंगा और जलपक्षी में देखी गई।

कवक सीज़ियम भी जमा करते हैं। विशेष रूप से बटर मशरूम, पोलिश मशरूम, मॉस मशरूम और सुअर मशरूम अपने पूरे आधे जीवन के दौरान।

सीज़ियम-137 के जैविक गुण

प्राकृतिक सीज़ियम पशु शरीर के सूक्ष्म तत्वों में से एक है। हमारे शरीर में, प्रति 1 ग्राम नरम ऊतक में 0.0002-0.06 माइक्रोन की मात्रा में सीज़ियम मौजूद होता है।

सीज़ियम रेडियोन्यूक्लाइड, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, जीवमंडल में पदार्थों के चक्र में शामिल है और जैविक ट्रॉफिक श्रृंखलाओं के साथ स्वतंत्र रूप से चलता है।

मानव शरीर में मौखिक प्रवेश पर, इस न्यूक्लाइड का 100% अवशोषण जठरांत्र संबंधी मार्ग में होता है। हालाँकि, इस प्रक्रिया की गति अलग-अलग विभागों में भिन्न-भिन्न होती है। तो, शरीर में प्रवेश करने के एक घंटे बाद, सीज़ियम-137 का 7% तक मानव पेट में, ग्रहणी, जेजुनम ​​​​और इलियम में - 77% तक, सीकुम में - 13% तक और आखिरी में अवशोषित हो जाता है। आंत का भाग (अनुप्रस्थ बृहदान्त्र) - 40% तक।

श्वसन पथ के माध्यम से प्रवेश करने वाले सीज़ियम-137 का अनुपात भोजन से आने वाली मात्रा का 25% है।

रक्त के माध्यम से - मांसपेशियों में

आंत में पुनर्अवशोषण के बाद, सीज़ियम-137 शरीर के ऊतकों में लगभग समान रूप से वितरित होता है।

सूअरों पर हाल के अध्ययनों से पता चला है कि यह न्यूक्लाइड मांसपेशियों के ऊतकों में अपनी उच्चतम सांद्रता तक पहुंचता है।

रेनडियर का अध्ययन करते समय, यह पाया गया कि एक इंजेक्शन के बाद सीज़ियम-137 निम्नानुसार वितरित किया जाता है:

• मांसपेशियाँ - 100%।
• गुर्दे - 79%।
• हृदय - 67%।
• फेफड़े - 55%।
• लीवर - 48%।

अर्ध-जीवन 5 से 14 दिनों तक होता है और मुख्य रूप से मूत्र में होता है।

मानव शरीर में क्या होता है

शरीर में सीज़ियम के प्रवेश का मुख्य मार्ग पाचन तंत्र और श्वसन पथ के माध्यम से होता है। बरकरार त्वचा पर सीज़ियम-137 के बाहरी संपर्क से 0.007% अंदर प्रवेश कर जाता है। जब निगल लिया जाता है, तो इसका 80% कंकाल की मांसपेशियों में जमा हो जाता है।

तत्व गुर्दे और आंतों के माध्यम से उत्सर्जित होता है। एक महीने के भीतर, 80% तक सीज़ियम हटा दिया जाता है। रेडियोलॉजिकल प्रोटेक्शन पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग के अनुसार, रेडियोन्यूक्लाइड का आधा जीवन सत्तर दिन है, लेकिन दर शरीर की स्थिति, उम्र, पोषण और अन्य कारकों पर निर्भर करती है।

विकिरण चोटें, विकिरण बीमारी के लक्षणों के समान, 2 Gy से अधिक की खुराक प्राप्त करने पर विकसित होती हैं। लेकिन एमबीक्यू की इकाइयों के साथ भी, दस्त, आंतरिक रक्तस्राव और कमजोरी के रूप में हल्के विकिरण क्षति के लक्षण देखे जाते हैं।

खुद को संक्रमण से कैसे बचाएं

मानव शरीर में सीज़ियम-137 की मात्रा निर्धारित करने के लिए, बीटा-गामा रेडियोमीटर या मानव विकिरण काउंटर (एचआरयू) शरीर से या स्राव से गामा विकिरण को मापते हैं।

किसी दिए गए रेडियोन्यूक्लाइड के अनुरूप स्पेक्ट्रम चोटियों का विश्लेषण करते समय, शरीर में इसकी गतिविधि निर्धारित की जाती है।

सीज़ियम-137 के तरल या ठोस यौगिकों के साथ संदूषण की रोकथाम में विशेष रूप से सीलबंद बक्सों में हेरफेर करना शामिल है। तत्व को अंदर जाने से रोकने के लिए व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण का उपयोग किया जाता है।

यह याद रखने योग्य है कि सीज़ियम-137 का आधा जीवन 30 वर्ष है। इस प्रकार, 1987 में, ब्राज़ील (गोइआनिया शहर) में, रेडियोथेरेपी स्थापना से एक हिस्सा चोरी हो गया। 2 सप्ताह के भीतर, लगभग 250 लोग संक्रमित हो गए, उनमें से चार की एक महीने के भीतर मृत्यु हो गई।

स्वीकार्य मानक और आपातकालीन सहायता

इस तत्व का स्वीकार्य सेवन 7.4 x 10 2 बीक्यू प्रति दिन और 13.3 x 10 4 बीक्यू प्रति वर्ष माना जाता है। हवा में सामग्री 18 x 10 -3 Bq प्रति 1 घन मीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए, और पानी में - 5.5 x 10 2 Bq प्रति लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए।

यदि इन मानकों को पार कर लिया जाता है, तो शरीर से तत्व के उन्मूलन में तेजी लाने के लिए उपाय करना आवश्यक है। सबसे पहले, सतहों (चेहरे और हाथों) को साबुन और पानी से कीटाणुरहित करने के उपाय किए जाने चाहिए। यदि पदार्थ श्वसन पथ में प्रवेश करता है, तो नासॉफिरिन्क्स को खारे घोल से धोएं।

जल लोडिंग के साथ शर्बत और मूत्रवर्धक के उपयोग से तत्व के उन्मूलन में तेजी आएगी।

गंभीर मामलों में, हेमोडायलिसिस किया जाता है और विशिष्ट चिकित्सा निर्धारित की जाती है।

लेकिन इसके फायदे भी हैं

रासायनिक अनुसंधान, गामा दोष का पता लगाने, विकिरण प्रौद्योगिकियों में और विभिन्न रेडियोबायोलॉजिकल प्रयोगों के दौरान, वैज्ञानिकों ने विकिरण गुणों वाले इस मानवजनित तत्व का उपयोग पाया है।

सीज़ियम-137 का उपयोग संपर्क और विकिरण चिकित्सा, चिकित्सा उपकरणों और खाद्य उत्पादों के बंध्याकरण में किया जाता है।

इस तत्व का उपयोग रेडियोआइसोटोप वर्तमान स्रोतों के निर्माण और थोक ठोस पदार्थों के स्तर गेज में किया गया है, जहां इसका उपयोग अपारदर्शी सीलबंद कंटेनरों में किया जाता है।

सीज़ियम-137 (137 Cs) के जैविक गुण - में प्रवेश करने वाले सबसे जैविक रूप से महत्वपूर्ण रेडियोन्यूक्लाइड्स में से एक पर्यावरणचेरनोबिल दुर्घटना के बाद.

रेडियोन्यूक्लाइड के गुण 137 Cs

सीज़ियम-137 एक बीटा उत्सर्जक है जिसका आधा जीवन 30.174 वर्ष है। 137 Cs की खोज 1860 में जर्मन वैज्ञानिकों किरचॉफ और बन्सेन ने की थी। इसे इसका नाम लैटिन शब्द कैसियस - नीला, से मिला है, जो स्पेक्ट्रम के नीले क्षेत्र में विशिष्ट चमकीली रेखा पर आधारित है। वर्तमान में सीज़ियम के कई समस्थानिक ज्ञात हैं। महानतम व्यवहारिक महत्वयह है 137 सी.एस, यूरेनियम के सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाले विखंडन उत्पादों में से एक।

परमाणु ऊर्जा आय का एक स्रोत है 137 सी.एसपर्यावरण में. प्रकाशित आंकड़ों के अनुसार, 2000 में, दुनिया के सभी देशों में परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टरों द्वारा लगभग 22.2 x 10 19 Bq वायुमंडल में छोड़ा गया था। 137 सी.एस. बुझाना 137 सी.एसन केवल वायुमंडल में, बल्कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से सुसज्जित परमाणु पनडुब्बियों, टैंकरों, आइसब्रेकरों से महासागरों में भी ले जाया गया। एक वर्ष तक निरंतर संचालन के दौरान 60 मेगावाट की परमाणु पनडुब्बी के परमाणु रिएक्टर में बनने वाले विखंडन उत्पादों की कुल गतिविधि 3.7 x 10 17 वीके से अधिक तक पहुंच जाती है, जिसमें शामिल हैं 137 सी.एस- लगभग 24 x 10 14 बीक्यू। स्वाभाविक रूप से, दो अमेरिकी परमाणु पनडुब्बियों (1963 में ट्रेटर और 1967 में स्कॉर्पियन) के साथ हुई बड़ी दुर्घटनाओं के दौरान, अधिकांश रेडियोधर्मी पदार्थ, जिनमें शामिल हैं 137 सी.एस, पानी में प्रवेश कर सकता है और दीर्घकालिक प्रदूषण का स्रोत बन सकता है।

इसके रासायनिक गुणों के अनुसार सीज़ियमरुबिडियम और पोटेशियम के करीब - समूह 1 के तत्व। सीज़ियम के रेडियोआइसोटोप का उपयोग रासायनिक अनुसंधान, गामा दोष का पता लगाने, विकिरण प्रौद्योगिकी और रेडियोबायोलॉजिकल प्रयोगों में किया जाता है। 137 सी.एससंपर्क और बाहरी बीम विकिरण चिकित्सा के लिए विकिरण के स्रोत के रूप में, साथ ही विकिरण नसबंदी के लिए उपयोग किया जाता है। सीज़ियम आइसोटोप शरीर में प्रवेश के किसी भी मार्ग से अच्छी तरह से अवशोषित होते हैं।

चेरनोबिल दुर्घटना के बादसीज़ियम-137 का 1.0 एमसीआई बाहरी वातावरण में छोड़ा गया। वर्तमान में, यह दुर्घटना से प्रभावित क्षेत्रों में मुख्य खुराक बनाने वाला रेडियोन्यूक्लाइड है। चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र. पूर्ण जीवन के लिए दूषित क्षेत्रों की उपयुक्तता बाहरी वातावरण में इसकी सामग्री और व्यवहार पर निर्भर करती है।

यूक्रेनी-बेलारूसी पोलेसी की मिट्टी है विशिष्ट विशेषता- सीज़ियम-137 उनके द्वारा खराब तरीके से स्थिर होता है और परिणामस्वरूप, यह आसानी से जड़ प्रणाली के माध्यम से पौधों में प्रवेश कर जाता है। इसलिए, दुर्घटना-पूर्व समय में भी, यहां उगाए जाने वाले उत्पादों में इस रेडियोन्यूक्लाइड की सामग्री देश के मध्य क्षेत्रों की तुलना में 35-40 गुना अधिक थी। चेरनोबिल दुर्घटना के बाद, लोगों को सबसे अधिक प्रभावित क्षेत्रों से पुनर्स्थापित करना पड़ा, खतरनाक रूप से उच्च पृष्ठभूमि विकिरण के कारण बिल्कुल नहीं - वहां खेती करना असंभव हो गया।

यूक्रेन में ऐसे स्थान हैं जहां 1 Ci/km 2 के सीज़ियम-137 संदूषण स्तर के साथ भी शुद्ध उत्पाद प्राप्त करना असंभव है।

137 Cs का जैविक प्रभाव

सीज़ियम आइसोटोप, यूरेनियम के विखंडन उत्पाद होने के कारण, जैविक चक्र में शामिल होते हैं और विभिन्न जैविक श्रृंखलाओं के माध्यम से स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित होते हैं। वर्तमान में 137 सी.एसविभिन्न जानवरों और मनुष्यों के शरीर में पाया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि स्थिर सीज़ियम मानव और पशु शरीर में 0.002 से 0.6 μg प्रति 1 ग्राम नरम ऊतक की मात्रा में शामिल होता है।

चूषण 137 सी.एसजानवरों और मनुष्यों के जठरांत्र संबंधी मार्ग में 100% है। में अलग-अलग क्षेत्रजठरांत्र पथ अवशोषण 137 सी.एसअलग-अलग गति से होता है. वैज्ञानिकों के अनुसार, प्रशासन के एक घंटे बाद, यह प्रशासित खुराक के संबंध में अवशोषित हो जाता है: 7% पेट में अवशोषित हो जाता है 137 सी.एस, ग्रहणी में - 77%, जेजुनम ​​​​में - 76%, इलियम में - 78%, सेकुम में - 13%, अनुप्रस्थ बृहदान्त्र में - 39%।

श्वसन पथ के माध्यम से मानव शरीर में 137 सी.एसआहार से आने वाले मूल्य का 0.25% है। सीज़ियम के मौखिक सेवन के बाद, अवशोषित रेडियोन्यूक्लाइड की महत्वपूर्ण मात्रा आंत में स्रावित होती है और फिर अवरोही आंत में पुन: अवशोषित हो जाती है। सीज़ियम पुनर्अवशोषण की सीमा बीच में काफी भिन्न हो सकती है अलग - अलग प्रकारजानवरों। रक्त में प्रवेश करने के बाद, यह पूरे अंगों और ऊतकों में अपेक्षाकृत समान रूप से वितरित होता है। प्रवेश का मार्ग और जानवर का प्रकार आइसोटोप के वितरण को प्रभावित नहीं करता है।

एल.ए. बुलदाकोव, जी.के. कोरोलेव का मानना ​​है कि सीज़ियम आइसोटोप मांसपेशियों में सबसे अधिक जमा होते हैं। यू.आई. मोस्कालेव के अनुसार अंतःशिरा प्रशासन के बाद 137 सी.एसजल्दी से रक्तप्रवाह छोड़ देता है। पहले 10 - 30 मिनट में, इसकी अधिकतम सांद्रता गुर्दे में दर्ज की जाती है (1 ग्राम ऊतक में 7-10%)। फिर इसे पुनर्वितरित किया जाता है, और मुख्य मात्रा - 52.2% तक - मांसपेशियों के ऊतकों में बरकरार रहती है।

वितरण पर अध्ययन आयोजित किया 137 सी.एससूअरों के शरीर में. सूअरों को खाना खिलाया गया 137 सी.एस 2.9 या 1.6 kBq की कुल खुराक में 7 दिनों तक एक बार या बार-बार भोजन के साथ। आइसोटोप के प्रशासन के 1, 7, 14, 28 और 60 दिनों में, जानवरों को मार दिया गया और उनकी सामग्री की जांच की गई। 137 सी.एसमांसपेशी ऊतक में. उपचारित पशुओं की मांसपेशियों के ऊतकों में गतिविधि की सामग्री 137 सी.एस 2.967 kBq की खुराक पर, प्राप्त करने वाले जानवरों की तुलना में लगभग 2 गुना अधिक था 137 सी.एस 1.609 kBq की खुराक पर। रेडियोन्यूक्लाइड की दोनों खुराक लेने पर मांसपेशियों के ऊतकों में रेडियोधर्मिता में कमी पहले 14 दिनों में सबसे अधिक स्पष्ट थी। निष्कासन 137 सी.एससूअरों के शरीर से मुख्य रूप से मूत्र के माध्यम से बाहर निकाला जाता था। उन्मूलन दरें 137 सी.एसएकल और बार-बार प्रशासन के साथ काफी अंतर था। एकल इंजेक्शन के साथ आइसोटोप का आधा जीवन 5 दिन था, और बार-बार प्रशासन के साथ यह 14 दिन था।

बारहसिंगा के शरीर में, एक ही इंजेक्शन के बाद, 137 सी.एसइस तरह वितरित किया जाएगा. 100% मांसपेशियों में, 79% गुर्दे में, 60% हृदय में, 60% प्लीहा में, 55% फेफड़ों में, और 48% यकृत में जमा होता है।

1968 में कुत्तों पर किए गए प्रयोगों में यह पाया गया कि एक ही अंतःशिरा प्रशासन के साथ 137 सी.एस 3.5 - 14 x 10 7 बीक्यू/किग्रा की मात्रा में अंगों के बीच वितरण का अध्ययन किया। यह दिखाया गया है कि सबसे बड़ी मात्रा 137 सी.एस 19-81 दिनों के बाद वे कंकाल की मांसपेशियों, यकृत और गुर्दे में समाहित हो जाते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रशासित खुराक 137 सी.एसऔर जानवरों का लिंग अंगों और ऊतकों के बीच न्यूक्लाइड के वितरण को प्रभावित नहीं करता है।

परिभाषा 137 सी.एसमानव शरीर में शरीर से गामा विकिरण और स्राव (मूत्र, मल) से बीटा, गामा विकिरण को मापकर किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, बीटा-गामा रेडियोमीटर और एक मानव विकिरण काउंटर (एचआरयू) का उपयोग किया जाता है। विभिन्न गामा उत्सर्जकों के अनुरूप स्पेक्ट्रम में व्यक्तिगत चोटियों के आधार पर, शरीर में उनकी गतिविधि निर्धारित की जा सकती है। विकिरण चोटों को रोकने के लिए 137 सी.एसतरल और ठोस यौगिकों के साथ सभी कार्य सीलबंद बक्सों में करने की अनुशंसा की जाती है। शरीर में सीज़ियम और उसके यौगिकों के प्रवेश को रोकने के लिए, व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण का उपयोग करना और व्यक्तिगत स्वच्छता नियमों का पालन करना आवश्यक है।

0.37-3.7 mBq (10-100 μCi) की गतिविधि वाली खुली सीज़ियम तैयारी स्वच्छता और महामारी विज्ञान सेवा की अनुमति के बिना कार्यस्थल में मौजूद हो सकती है।

सीज़ियम आइसोटोप से गंभीर चोट के लिए आपातकालीन देखभाल

आइसोटोप क्षति के लिए आपातकालीन देखभाल 137 सी.एसइसमें साबुन और पानी, "एरा" और "एस्ट्रा" वाशिंग पाउडर से हाथों और चेहरे को कीटाणुरहित करना शामिल है। नासॉफरीनक्स को कुल्ला करना आवश्यक है और मुंहपानी या खारा घोल.

शरीर से सीज़ियम के उन्मूलन में तेजी लाने के लिए, निम्नलिखित शर्बत का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है: फेरोसिन, 1.0: 100 मिली पानी, या बेंटोनाइट, 20.0: 200 मिली पानी, इसके बाद उल्टी प्रेरित करना (1% एपोमोर्फिन - 0.5 मिली)। त्वचा), या पानी से प्रचुर मात्रा में गैस्ट्रिक पानी से धोना। पेट साफ करने के बाद, फेरोसिन के साथ उपचार का कोर्स दोबारा लिखें (15-20 दिनों के लिए दिन में 1.0 ग्राम 2-3 बार)। गंभीर मामलों में, हेमोडायलिसिस (कृत्रिम किडनी उपकरण का उपयोग)। जल-नमक चयापचय में चौतरफा वृद्धि। पोटेशियम एसीटेट का प्रिस्क्रिप्शन, 30.0: :200.0, 1 बड़ा चम्मच दिन में 5 बार। पोटेशियम आहार (किशमिश, सूखे खुबानी) सोडियम साइट्रेट का अंतःशिरा प्रशासन 10% - 2 - 3 मिली। पानी की लोडिंग के साथ मूत्रवर्धक। डिफेनहाइड्रामाइन 0.05 ग्राम मौखिक रूप से, एंटीबायोटिक्स।

स्वीकार्य सेवन 137 सी.एसमानव शरीर में 7.4 x 10 2 बीक्यू/दिन से अधिक नहीं होना चाहिए। स्वीकार्य वार्षिक सेवन 137 सी.एसश्वसन प्रणाली के माध्यम से कर्मियों के शरीर में 13.3 x 10 4 Bq/वर्ष है। अनुमेय एकाग्रता 137 सी.एसकार्य परिसर की हवा में 5.18 x 10 -1 Bq/l, पानी में - 5.5 x 10 2 Bq/l, में वायुमंडलीय वायु 18 x 10 -3 बीक्यू/एल.

मिट्टी में 137 Cs का स्थानांतरण

चेरनोबिल दुर्घटना के बाद ज़मीन पर गिर पड़े 137 सी.एसऊपरी ह्यूमस परत में मजबूती से बरकरार रहता है। समय के साथ, इसके भौतिक और रासायनिक परिवर्तन होते हैं, मिट्टी की रूपरेखा के साथ प्रवासन होता है, और वनस्पति द्वारा संचय होता है। सीज़ियम आमतौर पर मिट्टी के खनिज भाग द्वारा अवशोषित होता है। तत्व मिट्टी के खनिजों के क्रिस्टल जाली में अंतर्निहित है, जो मिट्टी के बहुत बारीक बिखरे हुए हिस्से से मजबूती से बंधा हुआ है। सीज़ियम को वर्मीक्यूलाइट, फ़्लोगोपाइट, हाइड्रोफ़्लोगोपाइट, एस्कनाइट और गमब्रिन द्वारा सबसे अधिक तीव्रता से अवशोषित किया जाता है। मिट्टी में अवक्षेपण के बाद मृदा अवशोषण परिसर द्वारा सीज़ियम का अवशोषण शुरू में मोटे कणों द्वारा किया जाता है, फिर बारीक अंश द्वारा अवशोषण की ओर बढ़ता है। सात वर्षों में, मिट्टी के खनिज भाग द्वारा निर्धारित सीज़ियम का अनुपात ग्रे वन मिट्टी में 2.5 गुना, सोडी-पोडज़ोलिक मिट्टी में 4.5 गुना और चेरनोज़ेम मिट्टी में 7 गुना बढ़ गया और कुल सामग्री का 80-95% तक पहुंच सकता है। मिट्टी में मौजूद तत्व. सीज़ियम मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों से मजबूती से बंधा होता है, विशेष रूप से ह्यूमेट्स और फुलवेट बनाता है। उत्तरार्द्ध को काफी अधिक गतिशीलता की विशेषता है। पानी में घुलनशील पदार्थ धातु की गतिशीलता को बढ़ाते हैं कार्बनिक पदार्थ, वनस्पति के अपघटन के दौरान गठित। जब सीज़ियम मिट्टी के क्षितिज में गहराई तक स्थानांतरित होता है, तो दो प्रकार के द्रव्यमान स्थानांतरण को प्रतिष्ठित किया जाता है: तेज़ (बारीक कणों के साथ धातु की गति के कारण) और धीमा (पानी में घुलनशील रूपों की गति के कारण)। सोडी-पोडज़ोलिक मिट्टी की दोमट किस्मों में, केवल धीमी गति से स्थानांतरण देखा जाता है, रेतीली दोमट और रेतीली मिट्टी में - बाद की प्रबलता के साथ धीमी और तेज दोनों। औसतन, सीज़ियम के सभी प्रवासी रूपों में तेजी से स्थानांतरण का हिस्सा 15% है।

एन.वी. टिमोफीव-रेसोव्स्की और सह-लेखक 137 सी.एसमृदा-समाधान प्रणाली में उनके व्यवहार की प्रकृति के आधार पर आइसोटोप के एक अलग समूह को आवंटित किया जाता है - विनिमेय और गैर-विनिमेय व्यवहार के संकेतों वाले समूह में। अधिकांश महत्वपूर्ण कारकमृदा-समाधान प्रणाली में सीज़ियम का प्रवास इसकी स्वयं की सांद्रता में परिवर्तन है (यह मिट्टी में मात्रा के आधार पर अलग-अलग तरीके से स्थानांतरित होता है: सिस्टम में सीज़ियम का व्यवहार सूक्ष्म सांद्रता में गैर-विनिमय योग्य होता है और के क्षेत्र में विनिमय योग्य होता है) ​मैक्रोसांद्रण)।

नगण्य हाइड्रोलिसिस के कारण, सोरशन 137 सी.एसयह मिट्टी के घोल के pH पर निर्भर करता है।

संचय नोट किया गया 137 सी.एसबाढ़ के दौरान यांत्रिक निलंबन के अतिरिक्त परिचय के कारण बाढ़ग्रस्त मिट्टी में। बाढ़ की मिट्टी में 137 सी.एस, एक नियम के रूप में, ऊपरी 5-सेंटीमीटर परत में रहता है। हालाँकि, ऐसे मामलों में जहां बाढ़ के मैदान की मिट्टी की सतह क्षितिज को कम ह्यूमस सामग्री के साथ प्रकाश यांत्रिक संरचना की परतों द्वारा दर्शाया जाता है, 137 सी.एसइन क्षितिजों से निक्षालित होता है और अंतर्निहित क्षितिजों में बना रहता है। प्रवासन क्षमता 137 सी.एसकुछ पीट मिट्टी में भी इसकी मात्रा बढ़ जाती है, जहां इसे पौधों को जोरदार आपूर्ति की जाती है। जापानी शोधकर्ताओं ने पैठ के साक्ष्य नोट किए 137 सी.एस 3-5 सेमी की गहराई तक चट्टानों (बिना मौसम के बेसाल्ट) में।

पौधों द्वारा रेडियोन्यूक्लाइड 137 Cs का संचय

सीज़ियम वनस्पति द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित होता है, कृषि फसलों में तत्व की संचय दर 100% तक पहुंच सकती है; संचय मुख्य रूप से जमीन के ऊपर के फाइटोमास (अवशोषित तत्व का 60% तक) में होता है। बलुई दोमट मिट्टी पर 137 सी.एसकी तुलना में पौधों के लिए 7 गुना अधिक सुलभ 137 सी.एस. जैविक चक्र में तत्व की गहन भागीदारी पोलेसी परिदृश्य की अम्लता के कारण होती है, जो जीवों द्वारा धातु के शारीरिक संचय, धातु की गतिशीलता, साथ ही पोटेशियम के साथ इसकी सादृश्यता - एक जैव रासायनिक रूप से सक्रिय तत्व, की कमी का पक्ष लेती है। जिसका उच्चारण पोलेसी परिदृश्यों में होता है, लेकिन जो पौधों के लिए महत्वपूर्ण है।

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प्राकृतिक सीज़ियम में स्थिर 133 Cs के अलावा किसी भी आइसोटोप का पता लगाना संभव नहीं था। 114 से 148 तक द्रव्यमान संख्या वाले सीज़ियम के 33 ज्ञात रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं। ज्यादातर मामलों में, वे अल्पकालिक होते हैं: आधा जीवन सेकंड और मिनटों में मापा जाता है, कम अक्सर - कई घंटों या दिनों में। हालाँकि, उनमें से तीन इतनी जल्दी नष्ट नहीं होते हैं - ये 134 Cs, 137 Cs और 135 Cs हैं जिनका आधा जीवन 2 वर्ष, 30 वर्ष और 3·10 6 वर्ष है। तीनों आइसोटोप परमाणु रिएक्टरों में यूरेनियम, थोरियम और प्लूटोनियम के क्षय के दौरान या परमाणु हथियार परीक्षण के दौरान बनते हैं।

ऑक्सीकरण अवस्था +1.

1846 में, टायरानियन सागर में एल्बा द्वीप के पेगमाटाइट्स में सीज़ियम सिलिकेट - पोलुसाइट - की खोज की गई थी। इस खनिज का अध्ययन करते समय, सीज़ियम, जो उस समय अज्ञात था, को गलती से पोटेशियम समझ लिया गया। पोटेशियम सामग्री की गणना प्लैटिनम यौगिक के द्रव्यमान से की गई थी, जिसकी सहायता से तत्व को अघुलनशील अवस्था में स्थानांतरित किया गया था। चूँकि पोटैशियम सीज़ियम से हल्का होता है, इसलिए परिणामों की गणना रासायनिक विश्लेषणलगभग 7% की कमी देखी गई। यह रहस्य 1859 में जर्मन वैज्ञानिकों रॉबर्ट बुन्सन और गुस्ताव किरचॉफ द्वारा वर्णक्रमीय विश्लेषण की खोज से ही सुलझ सका था। बन्सन और किरचॉफ ने 1861 में सीज़ियम की खोज की थी। यह मूल रूप से पाया गया था खनिज जलब्लैक फॉरेस्ट के उपचारात्मक झरने। सीज़ियम स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा खोजा गया पहला तत्व था। इसका नाम स्पेक्ट्रम में सबसे चमकीली रेखाओं के रंग को दर्शाता है (लैटिन कैसियस से - आसमानी नीला)।

सीज़ियम के खोजकर्ता इस तत्व को मुक्त अवस्था में अलग करने में असमर्थ थे। धात्विक सीज़ियम पहली बार केवल 20 साल बाद, 1882 में, स्वीडिश रसायनज्ञ के. सेटरबर्ग सी. द्वारा 4:1 के अनुपात में सीज़ियम और बेरियम साइनाइड के पिघले हुए मिश्रण के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया गया था। गलनांक को कम करने के लिए बेरियम साइनाइड मिलाया गया था, लेकिन उनकी उच्च विषाक्तता के कारण साइनाइड के साथ काम करना मुश्किल था, और बेरियम ने अंतिम उत्पाद को दूषित कर दिया, और सीज़ियम की उपज बहुत कम थी। 1890 में प्रसिद्ध रूसी रसायनज्ञ एन.एन. बेकेटोव द्वारा एक अधिक तर्कसंगत विधि पाई गई, जिन्होंने ऊंचे तापमान पर हाइड्रोजन प्रवाह में मैग्नीशियम धातु के साथ सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड को कम करने का प्रस्ताव दिया। हाइड्रोजन ने उपकरण को भर दिया और सीज़ियम के ऑक्सीकरण को रोक दिया, जिसे एक विशेष रिसीवर में आसुत किया गया था, हालांकि, इस मामले में भी, सीज़ियम की उपज सैद्धांतिक के 50% से अधिक नहीं थी।

प्रकृति में सीज़ियम और इसका औद्योगिक निष्कर्षण।

सीज़ियम एक दुर्लभ तत्व है. यह कई चट्टानों में बिखरी हुई अवस्था में (प्रतिशत के हजारवें क्रम पर) पाया जाता है; इस धातु की थोड़ी मात्रा भी पाई गई समुद्र का पानी. यह कुछ पोटेशियम और लिथियम खनिजों में उच्च सांद्रता (प्रतिशत के कई दसवें हिस्से तक) में पाया जाता है, मुख्य रूप से लेपिडोलाइट में। रुबिडियम और अधिकांश अन्य दुर्लभ तत्वों के विपरीत, सीज़ियम अपने स्वयं के खनिज बनाता है - पोलुसाइट, एवोगैड्राइट और रोडीसाइट।

रोडीसाइट अत्यंत दुर्लभ है। इसे अक्सर लिथियम खनिज के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, क्योंकि इसकी संरचना (एम 2 ओ 2 अल 2 ओ 3 3 बी 2 ओ 3, जहां एम 2 ओ क्षार धातु ऑक्साइड का योग है) में आमतौर पर सीज़ियम की तुलना में अधिक लिथियम होता है। एवोगैड्रिटस (K,Cs) भी दुर्लभ है। अधिकांश सीज़ियम पोलुसाइट (Cs,Na) में पाया जाता है एनएच 2 ओ (सीएस 2 ओ सामग्री वजन के अनुसार 29.8-36.7% है)।

वैश्विक सीज़ियम संसाधनों पर डेटा बहुत सीमित है। उनका अनुमान अन्य पेगमाटाइट खनिजों के साथ उप-उत्पाद के रूप में खनन किए गए पोलुसाइट पर आधारित है।

प्रदूषक उत्पादन में कनाडा अग्रणी है। बर्निक झील जमा (दक्षिणपूर्वी मैनिटोबा) में दुनिया के 70% सीज़ियम भंडार (लगभग 73 हजार टन) शामिल हैं। पोलुसाइट का खनन नामीबिया और ज़िम्बाब्वे में भी किया जाता है, जिनके संसाधनों का अनुमान क्रमशः 9 हजार टन और 23 हजार टन सीज़ियम है। रूस में, प्रदूषक जमा कोला प्रायद्वीप, पूर्वी सायन पर्वत और ट्रांसबाइकलिया में स्थित हैं। वे कजाकिस्तान, मंगोलिया और इटली (एल्बा द्वीप) में भी पाए जाते हैं।

इस खनिज को खोलने और मूल्यवान घटकों को घुलनशील रूप में परिवर्तित करने के लिए इसे सांद्र खनिज अम्लों के साथ गर्म करके उपचारित किया जाता है। यदि पोलुसाइट को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ विघटित किया जाता है, तो SbCl 3 की क्रिया द्वारा परिणामी घोल से Cs 3 अवक्षेपित हो जाता है, जिसे बाद में उपचारित किया जाता है गर्म पानीया अमोनिया घोल. जब पोलुसाइट को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ विघटित किया जाता है, तो सीज़ियम एलम CsAl(SO 4) 2 12H 2 O प्राप्त होता है।

एक अन्य विधि का भी उपयोग किया जाता है: पोलुसाइट को ऑक्साइड और कैल्शियम क्लोराइड के मिश्रण से सिंटर किया जाता है, केक को गर्म पानी के साथ एक आटोक्लेव में लीच किया जाता है, घोल को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सूखने तक वाष्पित किया जाता है, और अवशेषों को गर्म पानी से उपचारित किया जाता है। घोल से कैल्शियम सल्फेट को अलग करने के बाद, सीज़ियम यौगिकों को अलग किया जाता है।

पोलुसाइट से सीज़ियम निकालने की आधुनिक विधियाँ अतिरिक्त चूने और थोड़ी मात्रा में फ्लोरस्पार के साथ सांद्रण के प्रारंभिक संलयन पर आधारित हैं। यदि प्रक्रिया 1200 डिग्री सेल्सियस पर की जाती है, तो लगभग सभी सीज़ियम सीएस 2 ओ ऑक्साइड के रूप में उर्ध्वपातित हो जाता है। यह उर्ध्वपातन अन्य क्षार धातुओं के मिश्रण से दूषित होता है, लेकिन यह खनिज एसिड में घुलनशील होता है, जो आगे सरल बनाता है परिचालन. धात्विक सीज़ियम को कैल्शियम या एल्यूमीनियम के साथ कुचले हुए पोलुसाइट के मिश्रण (1:3) को 900°C तक गर्म करके निकाला जाता है।

लेकिन, मुख्य रूप से, सीज़ियम को लेपिडोलाइट से लिथियम के उत्पादन में एक प्लग उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है। लेपिडोलाइट को जिप्सम या पोटेशियम सल्फेट और बेरियम कार्बोनेट के साथ लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पूर्व-फ्यूज (या सिंटर) किया जाता है। इन परिस्थितियों में, सभी क्षार धातुएं आसानी से घुलनशील यौगिकों में परिवर्तित हो जाती हैं - उन्हें गर्म पानी से निक्षालित किया जा सकता है। लिथियम को अलग करने के बाद, यह परिणामी फ़िल्ट्रेट को संसाधित करने के लिए रहता है, और यहां सबसे कठिन ऑपरेशन रुबिडियम से सीज़ियम और पोटेशियम की भारी मात्रा को अलग करना है।

सीज़ियम, रुबिडियम और पोटेशियम को अलग करने और शुद्ध सीज़ियम यौगिक प्राप्त करने के लिए, फिटकरी और नाइट्रेट के बार-बार क्रिस्टलीकरण, Cs 3 या Cs 2 के अवक्षेपण और पुन: क्रिस्टलीकरण की विधियों का उपयोग किया जाता है। क्रोमैटोग्राफी और निष्कर्षण का भी उपयोग किया जाता है। उच्च शुद्धता वाले सीज़ियम यौगिक प्राप्त करने के लिए पॉलीहैलाइड्स का उपयोग किया जाता है।

उत्पादित अधिकांश सीज़ियम लिथियम उत्पादन से आता है, इसलिए जब लिथियम का उपयोग संलयन उपकरणों में किया जाने लगा और 1950 के दशक में ऑटोमोबाइल स्नेहक में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा, तो लिथियम खनन, साथ ही सीज़ियम, बढ़ गया और सीज़ियम यौगिक पहले की तुलना में अधिक उपलब्ध हो गए।

सीज़ियम और इसके यौगिकों के वैश्विक उत्पादन और खपत पर डेटा 1980 के दशक के उत्तरार्ध से प्रकाशित नहीं किया गया है। सीज़ियम का बाज़ार छोटा है, जिसकी वार्षिक खपत केवल कुछ हज़ार किलोग्राम होने का अनुमान है। परिणामस्वरूप, कोई व्यापार नहीं है और कोई आधिकारिक बाज़ार मूल्य नहीं है।

एक साधारण पदार्थ के लक्षण, धात्विक सीज़ियम का औद्योगिक उत्पादन और उपयोग।

सीज़ियम एक सुनहरी-पीली धातु है, जो तीन गहरे रंग की धातुओं (तांबे और सोने के साथ) में से एक है। पारे के बाद यह सबसे अधिक गलने योग्य धातु है। सीज़ियम 28.44°C पर पिघलता है, 669.2°C पर उबलता है। इसके वाष्प हरे-नीले रंग के होते हैं।

सीज़ियम की घुलनशीलता को अत्यधिक हल्केपन के साथ जोड़ा जाता है। तत्व के बड़े परमाणु द्रव्यमान के बावजूद, 20 डिग्री सेल्सियस पर इसका घनत्व केवल 1.904 ग्राम/सेमी 3 है। सीज़ियम आवर्त सारणी में अपने पड़ोसियों की तुलना में बहुत हल्का है। उदाहरण के लिए, लैंथेनम, जिसका परमाणु द्रव्यमान लगभग समान है, सीज़ियम से तीन गुना अधिक सघन है। सीज़ियम सोडियम से केवल दोगुना भारी है, जबकि उनके परमाणु द्रव्यमान 6:1 के अनुपात में हैं। जाहिर है, इसका कारण सीज़ियम परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना (अंतिम में एक इलेक्ट्रॉन) में निहित है एस-सबलेवल), इस तथ्य की ओर ले जाता है कि सीज़ियम की धात्विक त्रिज्या बहुत बड़ी (0.266 एनएम) है।

सीज़ियम की इलेक्ट्रॉनिक संरचना से संबंधित एक और बहुत महत्वपूर्ण गुण है - यह किसी भी अन्य धातु की तुलना में अपना एकमात्र वैलेंस इलेक्ट्रॉन अधिक आसानी से खो देता है; इसके लिए बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है - केवल 3.89 eV, इसलिए, उदाहरण के लिए, सीज़ियम से प्लाज्मा का उत्पादन करने के लिए किसी भी अन्य रासायनिक तत्व का उपयोग करने की तुलना में बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

सीज़ियम प्रकाश के प्रति संवेदनशीलता में अन्य सभी धातुओं से बेहतर है। सीज़ियम कैथोड 0.80 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के साथ अवरक्त किरणों के संपर्क में आने पर भी इलेक्ट्रॉनों की एक धारा उत्सर्जित करता है। हरे प्रकाश से प्रकाशित होने पर सीज़ियम के लिए अधिकतम इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन होता है, जबकि अन्य प्रकाश संवेदनशील धातुओं के लिए यह अधिकतम केवल बैंगनी या पराबैंगनी किरणों के संपर्क में आने पर दिखाई देता है।

रासायनिक दृष्टि से सीज़ियम बहुत सक्रिय है। हवा में, यह तुरंत सूजन के साथ ऑक्सीकरण करता है, पेरोक्साइड सीएस 2 ओ 2 के मिश्रण के साथ सुपरऑक्साइड सीएसओ 2 बनाता है। सीज़ियम गहरी निर्वात स्थितियों में ऑक्सीजन के मामूली अंश को अवशोषित करने में सक्षम है। यह पानी के साथ विस्फोटक रूप से प्रतिक्रिया करके हाइड्रॉक्साइड CsOH बनाता है और हाइड्रोजन छोड़ता है। सीज़ियम -116 डिग्री सेल्सियस पर बर्फ के साथ भी प्रतिक्रिया करता है। इसके भंडारण के लिए बहुत देखभाल की आवश्यकता होती है।

सीज़ियम कार्बन के साथ भी क्रिया करता है। केवल कार्बन का सबसे उन्नत संशोधन - हीरा - सीज़ियम का सामना करने में सक्षम है। तरल पिघला हुआ सीज़ियम और उसका वाष्प कालिख, लकड़ी का कोयला और यहां तक ​​कि ग्रेफाइट को ढीला कर देता है, खुद को कार्बन परमाणुओं के बीच डालता है और सुनहरे पीले रंग के काफी मजबूत यौगिकों का उत्पादन करता है। 200-500 डिग्री सेल्सियस पर, C 8 Cs 5 संरचना का एक यौगिक बनता है, और उच्च तापमान पर - C 24 Cs, C 36 Cs। वे हवा में प्रज्वलित होते हैं, पानी से हाइड्रोजन को विस्थापित करते हैं, और जब दृढ़ता से गरम किया जाता है, तो वे विघटित हो जाते हैं और सभी अवशोषित सीज़ियम को छोड़ देते हैं।

सामान्य तापमान पर भी, फ्लोरीन, क्लोरीन और अन्य हैलोजन के साथ सीज़ियम की प्रतिक्रिया प्रज्वलन के साथ होती है, और सल्फर और फास्फोरस के साथ - विस्फोट के साथ होती है। गर्म करने पर सीज़ियम हाइड्रोजन के साथ मिल जाता है। सामान्य परिस्थितियों में सीज़ियम नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। सीएस 3 एन नाइट्राइड सीज़ियम से बने इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत निर्वहन के दौरान तरल नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया में बनता है।

सीज़ियम तरल अमोनिया, एल्काइलमाइन और पॉलीइथर में घुल जाता है, जिससे नीले घोल बनते हैं जो इलेक्ट्रॉनिक रूप से प्रवाहकीय होते हैं। अमोनिया घोल में, सीज़ियम धीरे-धीरे अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन छोड़ता है और एमाइड CsNH 2 बनाता है।

सीज़ियम की मिश्र धातुएँ और इंटरमेटेलिक यौगिक अपेक्षाकृत कम पिघलने वाले होते हैं। सीज़ियम ऑराइड CsAu, जिसमें सोने और सीज़ियम परमाणुओं के बीच आंशिक रूप से आयनिक बंधन का एहसास होता है, एक अर्धचालक है एन-प्रकार।

धात्विक सीज़ियम प्राप्त करने की समस्या का सबसे अच्छा समाधान 1911 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए.एक्सपिल द्वारा खोजा गया था। उनकी विधि के अनुसार, जो अभी भी सबसे आम है, सीज़ियम क्लोराइड को निर्वात में कैल्शियम धातु के साथ कम किया जाता है:

2CsCl + Ca → CaCl 2 + 2Cs

इस स्थिति में प्रतिक्रिया लगभग पूरी होने की ओर बढ़ती है। यह प्रक्रिया 0.1-10 पा के दबाव और 700-800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर की जाती है। जारी सीज़ियम वाष्पित हो जाता है और आसुत हो जाता है, और कैल्शियम क्लोराइड पूरी तरह से रिएक्टर में रहता है, क्योंकि इन स्थितियों के तहत अस्थिरता होती है नमक नगण्य है (CaCl2 का गलनांक 773°C है)। निर्वात में बार-बार आसवन के परिणामस्वरूप, बिल्कुल शुद्ध सीज़ियम धातु प्राप्त होती है।

इसके यौगिकों से सीज़ियम धातु के उत्पादन की कई अन्य विधियों का वर्णन किया गया है। कैल्शियम धातु को कार्बाइड से बदला जा सकता है, लेकिन प्रतिक्रिया तापमान को 800 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया जाना चाहिए, ताकि अंतिम उत्पाद अतिरिक्त अशुद्धियों से दूषित हो जाए। तरल लेड कैथोड का उपयोग करके सीज़ियम हैलाइड पिघल का इलेक्ट्रोलिसिस भी किया जाता है। परिणाम सीज़ियम और सीसा का एक मिश्र धातु है, जिसमें से धात्विक सीज़ियम को निर्वात में आसवन द्वारा अलग किया जाता है।

सीज़ियम एजाइड को विघटित करना या ज़िरकोनियम के साथ इसके डाइक्रोमेट को कम करना संभव है, लेकिन ये प्रतिक्रियाएं कभी-कभी विस्फोट के साथ होती हैं। सीज़ियम डाइक्रोमेट को क्रोमेट के साथ प्रतिस्थापित करते समय, कटौती की प्रक्रिया सुचारू रूप से आगे बढ़ती है, और यद्यपि उपज 50% से अधिक नहीं होती है, बहुत शुद्ध धात्विक सीज़ियम आसवित होता है। यह विधि एक विशेष वैक्यूम उपकरण में थोड़ी मात्रा में धातु प्राप्त करने के लिए लागू होती है।

सीज़ियम का विश्व उत्पादन अपेक्षाकृत कम है।

धात्विक सीज़ियम फोटोकल्स, फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब और टेलीविजन ट्रांसमिटिंग कैथोड रे ट्यूब के लिए कैथोड सामग्री का एक घटक है। जटिल सिल्वर-सीज़ियम फोटोकैथोड वाले फोटोकल्स रडार के लिए विशेष रूप से मूल्यवान हैं: वे न केवल दृश्य प्रकाश के प्रति संवेदनशील हैं, बल्कि अदृश्य अवरक्त किरणों के प्रति भी संवेदनशील हैं और, उदाहरण के लिए, सेलेनियम के विपरीत, वे जड़ता-मुक्त काम करते हैं। टेलीविजन और सिनेमा में एंटीमनी-सीज़ियम सौर सेल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है; 250 घंटे के ऑपरेशन के बाद भी उनकी संवेदनशीलता केवल 5-6% कम हो जाती है; वे -30 डिग्री सेल्सियस से +90 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान रेंज में विश्वसनीय रूप से काम करते हैं। वे तथाकथित मल्टी-स्टेज फोटोकल्स बनाते हैं; इस मामले में, कैथोड में से एक में प्रकाश किरणों के कारण होने वाले इलेक्ट्रॉनों के प्रभाव में, द्वितीयक उत्सर्जन होता है - डिवाइस के अतिरिक्त फोटोकैथोड द्वारा इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं। परिणामस्वरूप, फोटोकेल में उत्पन्न होने वाली कुल विद्युत धारा कई गुना बढ़ जाती है। बढ़ी हुई धारा और बढ़ी हुई संवेदनशीलता सीज़ियम फोटोकल्स को अक्रिय गैस (आर्गन या नियॉन) से भरने से भी प्राप्त होती है।

सीज़ियम धातु का उपयोग विशेष रेक्टिफायर बनाने के लिए किया जाता है जो कई मामलों में पारा रेक्टिफायर से बेहतर होते हैं। इसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों में शीतलक, अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के लिए स्नेहक के एक घटक और वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक गेटर के रूप में किया जाता है। सीज़ियम धातु कार्बनिक यौगिकों की प्रतिक्रियाओं में भी उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करती है।

सीज़ियम का उपयोग परमाणु समय मानकों में किया जाता है। सीज़ियम घड़ियाँ अविश्वसनीय रूप से सटीक होती हैं। उनकी क्रिया परमाणु नाभिक और वैलेंस इलेक्ट्रॉन के आंतरिक चुंबकीय क्षणों के समानांतर और एंटीपैरल समानांतर अभिविन्यास के साथ सीज़ियम परमाणु के दो राज्यों के बीच संक्रमण पर आधारित है। यह संक्रमण सख्ती से स्थिर विशेषताओं (तरंग दैर्ध्य 3.26 सेमी) के साथ दोलनों के साथ होता है। 1967 में, वजन और माप पर अंतर्राष्ट्रीय आम सम्मेलन ने स्थापित किया: "एक सेकंड सीज़ियम-133 परमाणु की जमीनी अवस्था के दो अति सूक्ष्म स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप विकिरण की 9,192,631,770 अवधियों के बराबर का समय है।"

हाल ही में, सीज़ियम प्लाज्मा पर बहुत ध्यान दिया गया है, इसके गुणों और गठन की स्थितियों का व्यापक अध्ययन; शायद इसका उपयोग भविष्य के प्लाज्मा इंजनों में किया जाएगा। इसके अलावा, सीज़ियम प्लाज्मा के अध्ययन पर काम नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर संलयन की समस्या से निकटता से संबंधित है। कई लोग मानते हैं कि परमाणु रिएक्टरों की तापीय ऊर्जा का उपयोग करके सीज़ियम प्लाज्मा बनाने की सलाह दी जाती है।

सीज़ियम को आर्गन वातावरण में कांच की शीशियों में या निर्जलित पेट्रोलियम जेली की एक परत के नीचे सीलबंद स्टील के बर्तनों में संग्रहित किया जाता है। पेंटानॉल से उपचारित करके धातु के अवशेषों का निपटान करें।

सीज़ियम यौगिक.

सीज़ियम बनता है द्विआधारी यौगिकअधिकांश अधातुओं के साथ। सीज़ियम हाइड्राइड और ड्यूटेराइड हवा के साथ-साथ फ्लोरीन और क्लोरीन वातावरण में अत्यधिक ज्वलनशील होते हैं। नाइट्रोजन, बोरॉन, सिलिकॉन और जर्मेनियम के साथ सीज़ियम यौगिक अस्थिर और कभी-कभी ज्वलनशील और विस्फोटक होते हैं। अधिकांश अम्लों के हैलाइड और लवण अधिक स्थिर होते हैं।

ऑक्सीजन यौगिक. सीज़ियम ऑक्सीजन के साथ नौ यौगिक बनाता है, जिनकी संरचना Cs 7 O से CsO 3 तक होती है।

सीज़ियम ऑक्साइड Cs 2 O भूरे-लाल क्रिस्टल बनाता है जो हवा में फैलता है। यह ऑक्सीजन की अपर्याप्त (स्टोइकोमेट्रिक का 2/3) मात्रा के साथ धीमी गति से ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। अप्रतिक्रिया न किए गए सीज़ियम का शेष भाग 180-200° C पर निर्वात में आसवित होता है। सीज़ियम ऑक्साइड 350-450° C पर निर्वात में उर्ध्वपातित होता है, और 500° C पर विघटित हो जाता है:

2Cs 2 O = Cs 2 O 2 + 2Cs

सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड उत्पन्न करने के लिए पानी के साथ तीव्रता से प्रतिक्रिया करता है।

सीज़ियम ऑक्साइड जटिल फोटोकैथोड, विशेष ग्लास और उत्प्रेरक का एक घटक है। यह स्थापित किया गया है कि जल गैस से सिंथॉल (सिंथेटिक तेल) और एथिलबेन्जीन से स्टाइरीन के साथ-साथ कुछ अन्य संश्लेषणों में, उत्प्रेरक में थोड़ी मात्रा में सीज़ियम ऑक्साइड (पोटेशियम ऑक्साइड के बजाय) जोड़ने से अंतिम की उपज बढ़ जाती है। उत्पाद और प्रक्रिया स्थितियों में सुधार करता है।

सीज़ियम पेरोक्साइड Cs 2 O 2 के हाइग्रोस्कोपिक हल्के पीले क्रिस्टल को सीज़ियम (या तरल अमोनिया में इसका घोल) को ऑक्सीजन की एक निश्चित मात्रा के साथ ऑक्सीकरण करके प्राप्त किया जा सकता है। 650 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, सीज़ियम पेरोक्साइड परमाणु ऑक्सीजन की रिहाई के साथ विघटित हो जाता है और निकल, चांदी, प्लैटिनम और सोने को तेजी से ऑक्सीकरण करता है। सीज़ियम पेरोक्साइड घुल जाता है बर्फ का पानीबिना अपघटन के, और 25°C से ऊपर यह इसके साथ प्रतिक्रिया करता है:

2Cs2O2 + 2H2O = 4CsOH + O2

यह एसिड में घुलकर हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनाता है।

जब सीज़ियम को हवा या ऑक्सीजन में जलाया जाता है, तो सुनहरे-भूरे रंग का सीज़ियम सुपरऑक्साइड CsO 2 बनता है। 350°C से ऊपर यह ऑक्सीजन छोड़ने के साथ वियोजित हो जाता है। सीज़ियम सुपरऑक्साइड एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है।

सीज़ियम पेरोक्साइड और सुपरऑक्साइड ऑक्सीजन के स्रोत के रूप में काम करते हैं और अंतरिक्ष यान और पानी के नीचे वाहनों में इसके पुनर्जनन के लिए उपयोग किए जाते हैं।

सेसक्विऑक्साइड "सीएस 2 ओ 3" सीज़ियम सुपरऑक्साइड के सावधानीपूर्वक थर्मल अपघटन के दौरान एक गहरे पैरामैग्नेटिक पाउडर के रूप में बनता है। इसका उत्पादन तरल अमोनिया में घुली धातु के ऑक्सीकरण या पेरोक्साइड के नियंत्रित ऑक्सीकरण द्वारा भी किया जा सकता है। इसे डाइनाड पेरोक्साइड-पेरोक्साइड [(Cs +)4(O 2 2–)(O 2 –) 2 ] माना जाता है।

कम तापमान पर सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड या पेरोक्साइड के निर्जल पाउडर पर ओजोन की क्रिया द्वारा नारंगी-लाल ओजोनाइड सीएसओ 3 प्राप्त किया जा सकता है। खड़े होने पर, ओजोनाइड धीरे-धीरे ऑक्सीजन और सुपरऑक्साइड में विघटित हो जाता है, और हाइड्रोलिसिस पर यह तुरंत हाइड्रॉक्साइड में बदल जाता है।

सीज़ियम उपऑक्साइड भी बनाता है, जिसमें तत्व की औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था +1 से काफी कम होती है। रचना Cs 7 O के ऑक्साइड का रंग कांस्य है, इसका गलनांक 4.3°C है, और सक्रिय रूप से ऑक्सीजन और पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। बाद के मामले में, सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड बनता है। धीरे-धीरे गर्म करने पर Cs 7 O, Cs 3 O और सीज़ियम में विघटित हो जाता है। सीएस 11 ओ 3 के बैंगनी क्रिस्टल 52.5 डिग्री सेल्सियस पर विघटन के साथ पिघलते हैं। लाल-बैंगनी सीएस 4 ओ 10.5 डिग्री सेल्सियस से ऊपर विघटित होते हैं। गैर-स्टोइकोमेट्रिक चरण सीएस 2+ एक्स O, Cs 3 O तक अपनी संरचना बदलता है, जो 166°C पर विघटित हो जाता है।

सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड CsOH रंगहीन क्रिस्टल बनाता है जो ° C पर पिघलते हैं। हाइड्रेट्स का पिघलने का तापमान और भी कम होता है, उदाहरण के लिए, CsOH H 2 O मोनोहाइड्रेट 2.5 ° C पर अपघटन के साथ पिघलता है, और CsOH 3H 2 O ट्राइहाइड्रेट -5.5 ° C पर भी पिघलता है।

सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड फॉर्मिक एसिड के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। इस उत्प्रेरक के साथ, प्रतिक्रिया बिना 300°C पर होती है उच्च दबाव. अंतिम उत्पाद की उपज बहुत अधिक है - 91.5%।

सीज़ियम हैलाइड्स CsF, CsCl, CsBr, CsI (रंगहीन क्रिस्टल) बिना अपघटन के पिघलते हैं; गलनांक से ऊपर वे अस्थिर होते हैं। फ्लोराइड से आयोडाइड की ओर बढ़ने पर तापीय स्थिरता कम हो जाती है; वाष्प में ब्रोमाइड और आयोडाइड आंशिक रूप से सरल पदार्थों में विघटित हो जाते हैं। सीज़ियम हैलाइड पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। 25 डिग्री सेल्सियस पर 100 ग्राम पानी में 530 ग्राम सीज़ियम फ्लोराइड, 191.8 ग्राम सीज़ियम क्लोराइड, 123.5 ग्राम सीज़ियम ब्रोमाइड, 85.6 ग्राम सीज़ियम आयोडाइड घुल जाता है। से जलीय समाधाननिर्जल क्लोराइड, ब्रोमाइड और आयोडाइड क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं। सीज़ियम फ्लोराइड CsF· रचना के क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में जारी किया जाता है एनएच 2 ओ, कहां एन = 1, 1,5, 3.

कई तत्वों के हैलाइडों के साथ परस्पर क्रिया करते समय, सीज़ियम हैलाइड आसानी से जटिल यौगिक बनाते हैं। उनमें से कुछ, उदाहरण के लिए सीएस 3, का उपयोग सीज़ियम के अलगाव और विश्लेषणात्मक निर्धारण के लिए किया जाता है।

सीज़ियम फ्लोराइड का उपयोग ऑर्गेनोफ्लोरीन यौगिकों, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक और विशेष ग्लास के उत्पादन के लिए किया जाता है। सीज़ियम क्लोराइड ईंधन कोशिकाओं में एक इलेक्ट्रोलाइट है, मोलिब्डेनम वेल्डिंग के लिए एक फ्लक्स है।

सीज़ियम ब्रोमाइड और आयोडाइड का व्यापक रूप से प्रकाशिकी और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है। इन यौगिकों के क्रिस्टल 15 से 30 μm (CsBr) और 24 से 54 μm (CsI) तरंग दैर्ध्य के साथ अवरक्त किरणों के लिए पारदर्शी होते हैं। सोडियम क्लोराइड से बने पारंपरिक प्रिज्म 14 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के साथ किरणों को प्रसारित करते हैं, और पोटेशियम क्लोराइड - 25 माइक्रोन के साथ, इसलिए सोडियम और पोटेशियम क्लोराइड के बजाय सीज़ियम ब्रोमाइड और आयोडाइड के उपयोग ने जटिल अणुओं के स्पेक्ट्रा को रिकॉर्ड करना संभव बना दिया है। सुदूर अवरक्त क्षेत्र.

यदि, टेलीविजन और वैज्ञानिक उपकरणों के लिए फ्लोरोसेंट स्क्रीन बनाते समय, जिंक सल्फाइड क्रिस्टल के बीच लगभग 20% सीज़ियम आयोडाइड डाला जाता है, तो स्क्रीन एक्स-रे को बेहतर ढंग से अवशोषित करेगी और इलेक्ट्रॉन किरण से विकिरणित होने पर अधिक चमकेगी।

थैलियम द्वारा सक्रिय सीज़ियम आयोडाइड के एकल क्रिस्टल वाले भारी आवेशित कणों का पता लगाने के लिए सिंटिलेशन उपकरणों में इस प्रकार के सभी उपकरणों की तुलना में उच्चतम संवेदनशीलता होती है।

सीज़ियम-137.

137 Cs आइसोटोप सभी परमाणु रिएक्टरों में बनता है (औसतन 100 यूरेनियम नाभिक में से 6 137 Cs नाभिक)।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, रेडियोधर्मी सीज़ियम सहित रेडियोन्यूक्लाइड का उत्सर्जन नगण्य है। अधिकांश विखंडन उत्पाद ईंधन में रहते हैं। डोसिमेट्रिक मॉनिटरिंग डेटा के अनुसार, जिन क्षेत्रों में परमाणु ऊर्जा संयंत्र स्थित हैं, वहां सीज़ियम की सांद्रता नियंत्रण क्षेत्रों में इस न्यूक्लाइड की सांद्रता से अधिक नहीं होती है।

दुर्घटनाओं के बाद कठिन परिस्थितियाँ उत्पन्न होती हैं, जब भारी मात्रा में रेडियोन्यूक्लाइड बाहरी वातावरण में प्रवेश करते हैं और बड़े क्षेत्र दूषित हो जाते हैं। वातावरण में सीज़ियम-137 की रिहाई 1957 में दक्षिणी यूराल में एक दुर्घटना के दौरान नोट की गई थी, जहां 1957 में यूके में विंडेनले में एक रेडियोकेमिकल संयंत्र में आग लगने के दौरान रेडियोधर्मी अपशिष्ट भंडारण सुविधा का एक थर्मल विस्फोट हुआ था। झील के बाढ़ क्षेत्र से रेडियोन्यूक्लाइड को पवन द्वारा हटाना। 1967 में दक्षिणी उराल में कराची। चेरनोबिल में दुर्घटना एक आपदा बन गई परमाणु ऊर्जा प्लांट 1986 में, सीज़ियम-137 कुल विकिरण संदूषण का लगभग 15% था। मानव शरीर में प्रवेश करने वाले रेडियोधर्मी सीज़ियम का मुख्य स्रोत न्यूक्लाइड से दूषित पशु मूल के खाद्य उत्पाद हैं।

रेडियोन्यूक्लाइड 137 Cs का उपयोग मानव लाभ के लिए भी किया जा सकता है। इसका उपयोग दोष का पता लगाने के साथ-साथ निदान और उपचार के लिए दवा में भी किया जाता है। एक्स-रे थेरेपी के क्षेत्र में विशेषज्ञ सीज़ियम-137 में रुचि रखने लगे। यह आइसोटोप अपेक्षाकृत धीरे-धीरे विघटित होता है, जिससे प्रति वर्ष इसकी मूल गतिविधि का केवल 2.4% नष्ट होता है। यह घातक ट्यूमर के इलाज के लिए उपयोगी साबित हुआ है। रेडियोधर्मी कोबाल्ट-60 की तुलना में सीज़ियम-137 के कुछ फायदे हैं: लंबा आधा जीवन और कम कठोर जी-विकिरण। इस संबंध में, 137 Cs पर आधारित उपकरण अधिक टिकाऊ होते हैं, और विकिरण सुरक्षा कम बोझिल होती है। हालाँकि, ये फायदे केवल कम आधे जीवन और कठिन जी-विकिरण के साथ 134 Cs अशुद्धता की अनुपस्थिति में ही वास्तविक हो जाते हैं।

रेडियोधर्मी कचरे के प्रसंस्करण के दौरान प्राप्त समाधानों से परमाणु रिएक्टर, 137 Cs को लौह, निकल, जिंक हेक्सासायनोफेरेट्स या अमोनियम फ्लोरोटुंगस्टेट के साथ सहअवक्षेपण विधियों द्वारा निकाला जाता है। आयन विनिमय और निष्कर्षण का भी उपयोग किया जाता है।

ऐलेना सविन्किना