हमारी दुनिया आज पर्यावरण प्रदूषण को लेकर चिंतित है। और यह समझ में आता है - जिस हवा में हम सांस लेते हैं और जो भोजन हम खाते हैं वह लंबे समय से पर्यावरण के अनुकूल नहीं रहा है। परमाणु हथियारों के पहले परीक्षण (1945) के बाद से, हमारा ग्रह मानवजनित गुणों वाले विभिन्न रेडियोन्यूक्लाइड से प्रदूषित हो गया है। और उनमें से एक सीज़ियम-137 है। इसका आधा जीवन बहुत बड़ा है, और मानव शरीर पर प्रभाव विविध हैं। हम इस बारे में और इस लेख में और भी बहुत कुछ बात करेंगे।
अनेक 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 इसका नाम इसके कारण पड़ा विद्युत चुम्बकीय विकिरण की सापेक्ष तीव्रता के स्पेक्ट्रम में दो नीली रेखाओं की उपस्थिति के लिए (सेलैटिन शब्द कैसियस, जिसका अर्थ है "आकाश नीला")।
एक साधारण पदार्थ के रूप में, सीज़ियम स्पष्ट क्षारीय विशेषताओं के साथ एक नरम, चांदी-पीली धातु है।
इस तत्व की खोज 1860 में दो जर्मन वैज्ञानिकों आर. बन्सन और जी. किरचॉफ ने की थी। उन्होंने वर्णक्रमीय विश्लेषण की विधि का उपयोग किया, और इस तरह से सीज़ियम का पता लगाने वाला पहला तत्व था।
सीज़ियम के कई चेहरे
प्रकृति में, सीज़ियम विशेष रूप से Cs-133 के स्थिर समस्थानिक के रूप में होता है। लेकिन आधुनिक भौतिकी 39 कृत्रिम रूप से निर्मित रेडियोन्यूक्लाइड (रेडियोधर्मी समस्थानिक) जानती है।
याद रखें कि समस्थानिक एक तत्व के परमाणु की किस्में हैं जिनके नाभिक में अलग-अलग संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं।
आइसोटोप Cs-135 सबसे लंबे समय तक (2.3 मिलियन वर्ष तक) जीवित रहता है, अर्ध-जीवन के मामले में दूसरा सीज़ियम-137 है। यह बाद वाला है जो हमारे ग्रह के विकिरण प्रदूषण के लिए जिम्मेदार है। सेकंड में सीज़ियम-137 का आधा जीवन 952066726 है, जो 30.17 वर्ष है।
यह समस्थानिक एक परमाणु रिएक्टर में नाभिक के क्षय के दौरान और साथ ही परमाणु हथियार के साथ हथियारों के परीक्षण के दौरान बनता है।
अस्थिर रेडियोन्यूक्लाइड
सीज़ियम-137 के आधे जीवन के परिणामस्वरूप, यह बीटा क्षय अवस्था से गुजरता है और अस्थिर बेरियम-137m, और फिर स्थिर बेरियम-137 में बदल जाता है। इससे गामा विकिरण निकलता है।
सीज़ियम-137 का पूर्ण आधा जीवन 30 वर्ष है, और बेरियम-137m तक यह 2.55 मिनट में क्षय हो जाता है। इस प्रक्रिया की कुल ऊर्जा है1175.63 ± 0.17 केवी.
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 रूबिडियम और पोटैशियम के निकट है।
सभी समस्थानिक (30.17 वर्ष के आधे जीवन के साथ सीज़ियम-137 सहित) किसी भी तरह से पूरी तरह से अवशोषित हो जाते हैं जब वे किसी जीवित जीव में प्रवेश करते हैं।
बायोस्फेरिक रेडियोन्यूक्लाइड का मुख्य आपूर्तिकर्ता
30 से अधिक वर्षों के आधे जीवन के साथ बायोस्फेरिक रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड सीज़ियम-137 का स्रोत परमाणु ऊर्जा है।
आंकड़े अथक हैं। 2000 के आंकड़ों के अनुसार, लगभग 22.2 × 1019 Bq सीज़ियम-137, जिसका आधा जीवन 30 वर्ष से अधिक है, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के सभी रिएक्टरों द्वारा वायुमंडल में उत्सर्जित किया गया था। दुनिया का।
सिर्फ वातावरण ही प्रदूषित नहीं होता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के साथ टैंकरों और आइसब्रेकरों से, परमाणु पनडुब्बियों से, यह रेडियोन्यूक्लाइड हर साल समुद्र में प्रवेश करता है। इस प्रकार, विशेषज्ञों के अनुसार, एक पनडुब्बी रिएक्टर के संचालन के दौरान, लगभग 24 x 1014 Bq एक वर्ष में समुद्र में प्रवेश करेगा। सीज़ियम-137 की अर्ध-आयु को देखते हुए, यह बहुत लंबे समय तक पर्यावरण प्रदूषण का एक खतरनाक स्रोत बन जाता है।
सबसे प्रसिद्ध ब्लोआउट्स
इससे पहले कि हम मानव शरीर पर रेडियोन्यूक्लाइड सीज़ियम के प्रभावों की ओर मुड़ें, हम कई बड़ी आपदाओं को याद करते हैं,जीवमंडल में इस तत्व के उत्सर्जन के साथ।
कम लोग जानते हैं, लेकिन 1971 में इवानोवो क्षेत्र (गल्किनो का गांव) में हमारे ग्रह की पपड़ी की गहरी जांच पर काम किया गया था। ये भूमिगत परमाणु विस्फोट थे, जिनमें से एक के बाद एक कुएं से मिट्टी का फव्वारा निकल गया। और आज, इन कार्यों के स्थल पर प्रति घंटे 3 मिलीरोएंटजेन का विकिरण दर्ज किया जाता है, और स्ट्रोंटियम-90 और सीज़ियम-137 के रेडियोन्यूक्लाइड अभी भी पृथ्वी की सतह पर आते हैं।
1986 में चेरनोबिल आपदा के बारे में सभी जानते हैं। लेकिन हर कोई नहीं जानता कि उस समय लगभग 1850 पीबीक्यू रेडियोधर्मी तत्व वायुमंडल में प्रवेश कर गए थे। और उनमें से 270 PBq सीज़ियम-137 है।
2011 में, जब जापान के फुकुशिमा परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना हुई, तो 30 साल के आधे जीवन के साथ 15 PBq सीज़ियम-137 प्रशांत महासागर में प्रवेश कर गया।
आगे क्या होता है
रेडियोधर्मी फॉलआउट और कचरे के साथ, सीज़ियम -137 मिट्टी में प्रवेश करता है, जहाँ से यह पौधों में प्रवेश करता है, जिसका अवशोषण गुणांक 100% होता है। इसी समय, 60% तक न्यूक्लाइड पौधे के जीव के ऊपर के हिस्सों में जमा हो जाता है। वहीं, पोटैशियम की कमी वाली मिट्टी में सीज़ियम-137 के जमा होने का असर काफी बढ़ जाता है।
इस न्यूक्लाइड के उच्चतम संचय गुणांक आर्कटिक क्षेत्र के मीठे पानी के शैवाल, लाइकेन और पौधों के जीवों में पाए जाते हैं। जानवरों के शरीर में यह रेडियोन्यूक्लाइड मांसपेशियों और लीवर में जमा हो जाता है।
आर्कटिक तटों पर हिरन और जलपक्षी में उच्चतम सांद्रता देखी गई है।
सीज़ियम और कवक जमा करें।विशेष रूप से पूरे आधे जीवन में तेल मशरूम, पोलिश मशरूम, काई मशरूम और सूअर।
सीज़ियम-137 के जैविक गुण
प्राकृतिक सीज़ियम पशु शरीर के ट्रेस तत्वों में से एक है। हमारे शरीर में सीज़ियम 0.0002-0.06 माइक्रोन प्रति 1 ग्राम कोमल ऊतकों की मात्रा में निहित होता है।
सीज़ियम रेडियोन्यूक्लाइड, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, जीवमंडल में पदार्थों के चक्र में शामिल है और जैविक ट्राफिक श्रृंखला के साथ स्वतंत्र रूप से चलता है।
जठरांत्र संबंधी मार्ग में मानव शरीर के साथ मौखिक संपर्क के बाद, इस न्यूक्लाइड का 100% अवशोषण होता है। हालांकि, अलग-अलग विभागों में इस प्रक्रिया की गति अलग-अलग होती है। तो, शरीर में प्रवेश करने के एक घंटे बाद, मानव पेट में 7% तक सीज़ियम -137, ग्रहणी, जेजुनम और इलियम में 77% तक, सीकुम में 13% तक, और के अंतिम भाग में अवशोषित होता है। आंत (अनुप्रस्थ बृहदान्त्र) - 40% तक।
श्वसन मार्ग से प्रवेश करने वाले सीज़ियम-137 का हिस्सा भोजन से आने वाली मात्रा का 25% है।
रक्त द्वारा मांसपेशियों तक
आंतों में पुन: अवशोषित होने के बाद, सीज़ियम-137 शरीर के ऊतकों में लगभग समान रूप से वितरित होता है।
सूअरों में हाल के अध्ययनों से पता चला है कि यह न्यूक्लाइड मांसपेशियों के ऊतकों में उच्चतम सांद्रता तक पहुंचता है।
हिरन का अध्ययन करने पर पाया गया कि एक इंजेक्शन के बाद सीज़ियम-137 का वितरण इस प्रकार किया जाता है:
- मांसपेशियों - 100%।
- किडनी – 79%।
- दिल - 67%।
- प्रकाश - 55%।
- जिगर- 48%।
आधा जीवन 5 से 14 दिनों का होता है और मुख्य रूप से मूत्र में उत्सर्जित होता है।
मानव शरीर में क्या होता है
शरीर में सीज़ियम प्राप्त करने के मुख्य तरीके पाचन तंत्र और श्वसन पथ के माध्यम से होते हैं। बरकरार त्वचा पर सीज़ियम-137 के बाहरी संपर्क के साथ, 0.007% अंदर प्रवेश करता है। जब अंतर्ग्रहण किया 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, एक रेडियोन्यूक्लाइड का आधा जीवन सत्तर दिन है, लेकिन दर शरीर की स्थिति, उम्र, पोषण और अन्य कारकों पर निर्भर करती है।
विकिरण क्षति, विकिरण बीमारी के लक्षणों के समान, 2 Gy से अधिक की खुराक प्राप्त करने पर विकसित होती है। लेकिन पहले से ही एमबीक्यू की इकाइयों में, डायरिया, आंतरिक रक्तस्राव और कमजोरी के रूप में हल्के विकिरण चोट के लक्षण देखे जाते हैं।
संक्रमण से खुद को कैसे बचाएं
मानव शरीर में सीज़ियम-137 की मात्रा निर्धारित करने के लिए बीटा-गामा रेडियोमीटर या मानव विकिरण मीटर (HCR) शरीर से या स्राव से गामा विकिरण को मापते हैं।
किसी दिए गए रेडियोन्यूक्लाइड के अनुरूप स्पेक्ट्रम की चोटियों का विश्लेषण करते समय, शरीर में इसकी गतिविधि निर्धारित की जाती है।
सीज़ियम-137 के तरल या ठोस यौगिकों से संक्रमण की रोकथाम केवल सीलबंद बक्सों में जोड़तोड़ करना है। तत्व को अंदर जाने से रोकने के लिए साधनों का प्रयोग किया जाता हैव्यक्तिगत सुरक्षा।
याद रखने वाली बात है कि सीज़ियम-137 की अर्ध-आयु 30 वर्ष होती है। तो, 1987 में ब्राजील (गोइयानिया शहर) में एक रेडियोथेरेपी इकाई के एक हिस्से की चोरी हो गई। 2 हफ्ते के अंदर करीब 250 लोग संक्रमित हुए, इनमें से चार की एक महीने के अंदर मौत हो गई।
सहिष्णुता और आपातकालीन देखभाल
इस तत्व की स्वीकार्य प्राप्तियां 7.4 x 102 Bq दिन के दौरान और 13.3 x 104 Bq प्रति वर्ष हैं। हवा में सामग्री 18 x 10-3 Bq प्रति 1 घन मीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए, और पानी में - 5.5 x 102 Bq प्रति लीटर.
यदि निर्दिष्ट मानदंड पार हो गए हैं, तो शरीर से तत्व को हटाने में तेजी लाने के उपायों को लागू करना आवश्यक है। सबसे पहले, सतहों (चेहरे और हाथों) को साबुन और पानी से कीटाणुरहित करने के उपाय करने चाहिए। यदि पदार्थ श्वसन पथ के माध्यम से प्रवेश करता है, तो नासॉफिरिन्क्स को खारा से धो लें।
पानी के भार के साथ शर्बत और मूत्रवर्धक का उपयोग तत्व को हटाने में तेजी लाएगा।
गंभीर मामलों में, हेमोडायलिसिस किया जाता है और विशिष्ट चिकित्सा निर्धारित की जाती है।
लेकिन फायदे हैं
रासायनिक अनुसंधान में, गामा-किरण दोष का पता लगाने, विकिरण प्रौद्योगिकियों में और विभिन्न रेडियोबायोलॉजिकल प्रयोगों में, वैज्ञानिकों ने विकिरण गुणों वाले इस मानव निर्मित तत्व का उपयोग पाया है।
सीज़ियम-137 का उपयोग संपर्क और विकिरण चिकित्सा में, चिकित्सा उपकरणों, खाद्य उत्पादों की नसबंदी में किया जाता है।
इस तत्व ने के निर्माण में अपना आवेदन पाया हैरेडियोआइसोटोप बिजली स्रोत और ठोस स्तर गेज में, जहां इसका उपयोग अपारदर्शी सीलबंद कंटेनरों में किया जाता है।
