|
|
омузиши миграсияи сезий -137. Омузиши миграсияи изотопи сезий-137. Пешгуфтор
Мундариҷа
Пешгуфтор............................................................................................ ........
Боби I. Тавсифи изотопи сезий -137 ва паҳншавии он ...............................
1.1. Хосиятҳои изотопи сезий -137............................................................
1.2. Бориши глобалии сезий -137..............................................................
1.3. Истифодаи изотопи сезий -137 дар саноат ва тиб..........................
1.4. Ғуншавии сезий дар муҳитҳои гуногун..........................................
1.5. Усулҳои муайян кардани сезий -137..................................................
Боби II. Андозагири ва анализ.......................................................................
2.1 Нимноқилҳои гамма-спектрометри.....................................................
2.2.Интихоби намуна ва тайёр кардани намуна...................................
2.3.Натиҷаи санҷиш................................................................................
Хулоса............................................................................
Адабиёт...........................................................................
Пешгуфтор
Сезий-137 яке аз компонентҳои асосии ифлосшавии радиоактивии биосфера мебошад.Озмоишҳои атмосферии яроқҳои ҳастаӣ дар аввали солҳои 60-уми асри гузашта ба он оварда расонид ки сезий -137 дар тамоми хокҳо во мехурад, дар қаъри дарёҳо, кӯлҳо ва баҳрҳо, дар боришҳои атмосфери. Дар нимкураи шимолӣ дар ифлосшавии сезий -137 саҳми асосиро садамаи НБҲЧ ва Фукусима гузошт.
Маҳсулотҳои реаксияи тақсимшавии ҳастаӣ миқдори зиёди радио-нуклидҳои таҷзияшуда дорад ки дар миёни онҳо бештар 137Cs хатарнок аст. Сарчашмаи асосии ифлосшави ин заводҳои радиохимияви мебошад. Партовҳои сезий-137 дар муҳити атроф асосан дар натиҷаи омузишҳои ҳастаи ва садама дар корхонаҳои барқии ҳастаи аст. Дар аввали соли 1981 ҷамъи фаъолияти 137Cs ба муҳити атроф афтида ба 960 ПБк расид. Зичии ифлосшави дар нимкураи Шимолӣ ва Ҷанубии курраи замин ба ҳисоби миёна муносибан 3.42; 0.86 ва 3.14 кБк/м2 ва дар сарзамини собиқ ИҶШС ба ҳисоби миёна – 3.4 кБк/м2 –ро ташкил дод.
Ҳангоми баробар тақсимшавии сезий -137 дар организми инсон бо фаъолияти нисбии 1Бк/кг тавоноии дозаи фурӯбурдашуда, ба маълумоти муаллифони гуногун, аз 2.14 то3.16 мкГр/сол тағйир меёбад.
БОБИ I. ТАВСИФИ ИЗОТОПИ СЕЗИЙ – 137 ВА ПАҲНШАВИИ ОН.
1.1 ХОСИЯТИ ИЗОТОПИ СЕЗИЙ -137
Сезий (лот. сaesium - Cs, элементи химиявии гурӯҳи I –уми системаи Даврии Менделеев, рақами ҳастаи 55,массаи ҳастаи 132,9054. Аз калимаи лотинии caesius- кабуд (кушодан ранги кабуди равшан дар хатҳои спектри). Сезий металли сафеди нуқрагун аз гурӯҳи ишқорҳо буда; зудгудоз, муллоим,ба монанди мум; зичиаш 1,904 г/см³ ва вазни нисбиаш 1,88 (дар 15°C), Т -28,4°С мебошад. Дар ҳаво дар мегирад, дар об метаркад. Минерали асосиаш –поллуисит мебошад.
Маълум аст ки аз 34 изотопи сезий ки рақами тартибиашон 114-148 аст, танҳо (133Cs) устувор аст, дигарҳояшон радтоактивӣ мебошад.Паҳншавии изотопии сезий -133 дар табиат қариб 100% -ро ташкил медиҳад. (133Cs) ба элементҳои паҳншуда дохил мешавад. (133Cs) амалан ба миқдори кам дар ҳамаи ашёҳои берун дида мешава.Таркиби Кларкии (миёна ) нуклид дар қишри замин -3,7·10-4%, дар хок -5·10-5% ташкил медиҳад. Сезий – микроэлементи доимии организми ҳайвонот ва растаниҳо мебошад: дар фитомассаи зинда ба миқдори 6·10-6% ва дар организми инсон – тақрибан 4г-ро ташкил медиҳад. Ҳангоми баробар тақсимшавии сезий -137 дар организми инсон бо фаъолияти нисбии 1Бк/кг тавонои дозаи фурӯбурдашуда, ба маълумоти муаллифони гуногун, аз 2.14 то3.16 мкГр/сол тағйир меёбад.
Дар табиат ин металли сафеди нуқрагуни ишқор дар намуди изотопи устувори Cs -133 во мехурад. Ин элементи нодир бо таркиби миёна дар қишри замин 3,7·10-4% -ро ташкил медиҳад. Сезийи табии муқаррари ва пайвастагиҳои вай радиоактивӣ нест. Фақат изотопи 137Cs ба таври сунъӣ ба даст овардашуда радиоктиви мебошад.Изотопи радиоактивӣ дарозумри сезий 137Cs дар натиҷаи тақсим кардани ҳастаҳои 235U и 239Pu пайдо мешавад бо бароиши қариб 7%. Ҳангоми коҳиши радиоактивии 137Cs электронҳоро бо энергияи максималии 1173 кэВ паҳн карда ва ба γ-афканишоти нуклидии 137mBa табдил меёбад. (расми. 1). Дар байни металлҳои ишқори фаъолияти химявии баландтаринро доро буда, вайро фақат ампулаҳои вакуумии мӯҳршуда нигоҳ доштан мумкин.
Сезийи металлиро дар фотоэлементҳо ва фотофузунсозҳо ҳангоми тайёр кардани фотокатодҳо ва ҳамчун геттер дар люминессетҳо истифода мебаранд.Ҷуфти сезийро- мақомоти кори дар МГД- генераторҳо, лазерҳои гази ва пайвастагиҳои сезийро дар оптика дар дасгоҳҳои биниши шабона истифода мебаранд.
Расми 1. Нақшаи коҳиши сезий -137.
Радиосезий 137Cs танҳо радионуклиди техногеннӣ буда ва дастрасӣ ба вай дар муҳити омузиши ба омузишҳои яроқҳои ҳастаӣ ва ё ба истифодаи технологияи ҳастаӣ алоқаманди дорад. 137Cs – β-γ-афканишоти радиоизотопи сезий, яке аз компонентҳои техногении асосии ифлосшавии радиоактивии биосфера мебошад. Дар натиҷаи реаксияи тақсимшавии ҳастаӣ пайдо мешавад. Дар таркиби боришҳои радиоактивӣ, партовҳо, партовҳои радио- химявии заводҳо мавҷуд аст. ОА 137Cs дар оби нушоки дар сатҳи 11Бк/дм3 ё 8 Бк/дм3 маҳдуд мешавад.
1.2. Бориши глобаkии сезий -137.
Фоҷиаи ҳақиқи соли 1986 рӯй дод, садама дар нерӯгоҳи барқии ҳастаии Чернобил: аз реактори вайронгашта 1850 ПБк радионуклидҳо партов шуда буд, дар айни ҳол ҳиссаи сезийи радиоактивӣ 270 ПБк буд. Радионуклидҳо дар миқёси сайёра паҳн шуд. Аз ним зиёди радионуклидҳо дар Украина , дар Белорусия ва дар ноҳияҳои Марказии Федерасияи Русия борида буд, аз миқдори умумие ки дар территорияи ИДМ ҷойгир гашта буд. Ҳодисаҳои маълуми ифлосшавии муҳити беруна дар натиҷаи бепарвоёна нигоҳ доштани сезийи радиоактивӣ барои тиб ва ҳадафҳои технологӣ.
Дар садамаи Урали Шимолӣ дар соли 1957 таркиши ҳароратии анбори партовҳои радиоактивӣ ба амал омад ва ба атмосфера радионуклидҳо бо ҷамъи фаъолиятии 74 ПБк, аз ҷумла 0,2 ПБк 137Cs ворид шуд. Ҳангоми сӯхтори МРХ дар Уиндскейл дар Британияи Кабир дар соли 1957 паҳншавии 12 ПБк радионуклидҳо рӯй дод, ки аз онҳо 46 ТБк 137Cs буд. Партовҳои технологии партови радиоактивии корхонаи «Маяк» дар Урали Ҷанубӣ дар дарёи Теча дар соли 1950 102 ПБк, аз ҷумла 137Cs 12,4 ПБк -ро ташкил медод. Вазиши шамол радионуклидҳоро аз резишгоҳи кӯли Карачай ба Урали ҷануби овард ки дар соли 1967 30ТБк –ро ташкил медод. Ба ҳиссаи 137Cs 0,4 ТБк рост меомад.
1.3.Истифодаи изотопи сезий -137 дар саноат ва дар тиб.
Сезий -137-ро дар гамма –дефектоскопи, техикаҳои ченкуни, барои тамъизи радиоактивии маҳсулоти хӯроквори, дар препаратҳо ва доруҳои тиббӣ, дар радиотерапия барои табобати омоси бадсифат истифода мебаранд. Ҳамчунин сезий -137 барои истеҳсоли сарчашмаи ҷараёнҳои радиоизотопи, ҷое ки дар он дар намуди хлориди сезий (зичиаш 3,9 г/см3, энергияҷудокуниаш қариб 1,27 Вт/см3) истифода мебаранд.
Сезий -137 –ро дар датчикҳои сатҳи маҳдуди моддаҳои пошхуранда дар бункерҳои ношаффоф истифода мебаранд. Сезий -137 дар назди кобалти-60 радиоактивӣ афзалиятҳо дорад: мӯҳлати дарозтари нимкоҳиши ва гамма –афканишоти камшадид. Дар алоқа бо ҳамин, асбобҳо дар асоси 137Cs дарозумртар ва муҳофизат аз афканишот осонтар аст. Аммо, ин афзалиятҳо ба ҳақиқат табдил меёбад дар ҳоли набудани ғашиҳо 137Cs бо мӯҳлати нимкоҳиши ва гамма –афкнишоти камшадид.
Ҳамчун сарчашмаи γ-афканишот паҳншавии васеъро ба даст овард. Дар тиб сарчашмаҳои сезий дар баробари радий дар γ-аппаратҳо терапевтӣ ва дастгоҳҳои барои бофтаҳои дохили ва дар гамма –терапияи узвҳои дохили истифода карда мешавад. Аз соли 1967 падидаи гузариш байни ду дараҷаи нозуки ҳолати асосии ҳастаи сезий -137 барои муайян кардани воҳиди ченаки вақт – сония истифода мешавад.
1.4. Ғуншавии сезий дар муҳитҳои гуногун.
Хосияти геохимявии 137Cs ин хосияти хело мустаҳкам часпидан ба сорбентҳои табии мебошад. Дар натиҷаи ин ҳангоми дохил шудан ба МТА ( муҳити табии атроф ) фаъолияти вай зуд кам мешавад ба андозаи аз сарчашмаи ифлосӣ ҷудо гардидан. Обҳои табии аз 137Cs нисбатан зуд тоза мешавад, аз ҳисоби фурӯбарии моддаҳои муаллақ ва фурӯравии қаърӣ об.
Сезий метавонад ба миқдори зиёд дар дар растаниҳои кишоварзӣ ва фавқулода дар тухмиҳо ғун шавад. Аз ҳама шиддатноктар ба муҳити оби ворид мешавад ва бо суръати баланд ба растаниҳо ҳаракаат мекунад. Ба хок дохил кардани нуриҳои калийдор ва оҳакдор ба ҳадди зиёд фурӯбарии сезийро дар растаниҳо кам мекунад, чи қадар шиддатноктар ва ҳамон қадар ҳиссаи калий зиёдтар.
Коэффисенти ғуншави дар обсабзҳои оби ширин ва растаниҳои арктикии хушкӣ (хусусан, гулсангҳо) ва аз ҳайвонот бошад, дар гавазнҳо ба воситаи ушнаҳое ки онҳо мехурад, хело баланд аст. Дар организмҳои зинда асосан сезий -137 ба воситаи узвҳои нафаскашӣ ва ҳозима ворид мешавад. Ин нуклид ба организм аслан ба воситаи хӯрок ба миқдори 10 мкг дар як шабонарӯз дохил мегардад. Ва аз организм бештар бо роҳи пешоб хориҷ мегардад ( ба ҳисоби миёна 9 мкг дар як шабонарӯз ). Сезий микрокомпоненти химявии доимии организми ҳайвонт ва растаниҳо мебошад. Ғункунандаи асосии сезий дар организми ҳайвоноти ширхӯр ин мушакҳо, дилу гурда мебошад. Қариб 80% -и сезийи ба организм дохил гашта дар мушакҳо ғун мешавад, 8% дар склет, боқимонда 12% баробар ба дигар бофтаҳо тақсим мешавад.
Сезий -137 асосан ба воситаи гурда ва рӯда хориҷ мегардад. Даври биологии ним хориҷгардии сезий -137 барои инсон баробар аст ба 70 шабонарӯз ( мувофиқи маълумоти комиссияи Байналхалқии ҳимояи радиологи ). Дар рафти хориҷ гаштани миқдори зиёди сезий, аз нав ба хун аз қисми поёнии рӯдаҳо ҷаббида мешавад. Воситаи босамари паст каардани ҷаббиши сезий дар рӯдаҳо ин сорбенти ферросианид мебошад ки нуклидро ба шакли азхуднашаванда алоқаманд месозад. Ба ғайр аз ин, барои босуръаттар хориҷ гардидани нуклидҳо бо равиши хориҷгардии табии комплексофарандаҳои гуногунро истифода мебаранд.
Инкишофи захми радиасиониро дар инсон ҳангоми фурӯбарии дозаи тақрибан 2 Гр ва зиёдтар аз онро интизор шудан мумкин аст. Доза дар 148, 170, ва 740 МБк мувофиқан сабук, миёна ва дараҷаи вазнини захм аст, вале реаксияи нуриро дар як воҳиди МБк мушоҳида кардан мумкин аст.
1.6. Усулҳои муайян кардани сезий -137.
Усулҳои паҳнгаштаи андозагирии фаъолияти 137Cs бо β-афканишоташ лозим медонад, тайёр кардани намунаи радиохимияви ва ҷудо гардии сезий бо дараҷаи баланди тозагӣ барои хориҷ кардан аз таъсири дигар β –афканишоти халал расон. Усулҳои муосири муайян кардани 137Cs одатан дар асоси қайди гамма –афканишот бо энергияи 666,1кэВ ташкил ёфтааст. ( ниг. расми 1). Онҳо ба ҳиссаҳои инстурметалӣ тақсим мешавад, ҳудуди поёнии муайян 1 -10 Бк/кг ( ё Бк/дм3 ) –ро ташкил медиҳад ва бо усулҳои ғанигардонии химиявии пешакӣ ( то 10 -2 Бк/кг ) . Барои косентрасияи 137Cs аз маҳлули равон бештар пайвастагии таҳшини вайро бо ферросианиди никел, мис, руҳ, оҳан, кобалт, калсий, магний ё сорбенти ин элеменҳоро истифода мебаранд.
БОБИ II. АНДОЗАГИРИ ВА АНАЛИЗ
2.1. Нимноқилҳои гамма – спектрометри.
Гамма – спектрометрҳоро барои муайян кардани радионуклидҳо дар интиқолдиҳандаҳои гармӣ дар ҳавои манзил ва ҳамчунон дар партови қубурҳои ҳавотозакунии муҳити атроф, дар партовҳои моеъ, ҳангоми назорати объектҳоҳои муҳити беруна, ҳангоми шуоъзании ҳайати когарон ва дар дигар мавридҳо бо ҳадафи назорат ё таҳқиқоти сабабҳои ифлосшави аз моддаҳои радиоактиви истифода мебаранд.
Пайдоиши гамма –детекторҳои нимноқил дар аввали солҳои шастум, бо тафриқаи баланди энергия, инқилоби ҳақиқиро дар инкишофи гамма –спектрометри ба вуҷуд овард. Айни замон амалан қариб дар ҳамаи лабораторияҳои физики –ҳастаӣ нимноқилҳои гамма-детектори мавҷуд аст. Ин таҷҳизотҳо барои омузиши γ –квантҳои дар натиҷаи коҳиши ҳастаҳои радиоактиви пайдошаванда ва инчунин ҳангоми омузиши спектрҳои у -шуоъҳо дар натиҷаи реаксияи ҳастаи пайдошаванда васеъ истифода бурда мешавад.
Аз якбора зиёд шудани нақши детекторҳои нимноқил дар гамма –спектрометрия ва спектрометрияи зарраҳои заряднок, мутахассони соҳаи физика сохтани нимноқилҳои германигӣ ва силитсийдорро бо доираи нисбатан калон, зарядғундории пайвастро ёд гирифтан ки ба қайдгирии гамма –афканишотро пурсамар гардонид. Дар марҳилаи аввал Ge(Li) ва Si(Li) –ро истифода бурданд. Нақши ҳастаҳои литий ( донорҳо ) дар ин детекторҳо барои компенсасияи сӯрохиҳои ноқили масолеҳҳои ибтидоӣ иборат буд.Ин гуна детекторҳоро бояд мунтазам то ҳарорати нитрогени моеъ хунук кард, барои тағйирпазирии ионҳои литий ва нигоҳдории онҳо дар дохили детектор. Дар натиҷа нимноқилҳои германийгии кристали бо консентрасияи хеле пасти 1010 ҳаста/см3 ба даст оварда шуда буд. Дар алоқа бо ин зарурият гум шуд, аз дохил кардани ҳастаи литий барои компенсасияи ғашиҳо. Ин гуна детекторҳои аз германийи холис HPGe ( детекторҳои -High-Pure-Ge) сохта шударо метавон дар ҳарорати хона нигоҳ дошт вале ҳангоми кор бояд хунук кард. Детекторҳои нимноқилро дар криостатҳои вакуум доштаи 10-6 м ҷойгир мекунанд.
Дар айни замон Ge –детекторҳои бо ҳаҷми 750см3 сохта шудааст ки самаранокии ба қайдгири гамма –шуоъҳо дар ин гуна детекторҳо ба самаранокии кристалҳои синтилясионии NaJ(Tl) баробар аст. Барои бақайдгири зарраҳои зарядноки афканишоти рентгени ва гамма –афканишоти нозук детекторҳои силитсийдорро васеъ истифода истифода мебаранд. |
|
|
Скачать 100.04 Kb.