Байгалийн стронци нь 88 Sr (82.56%), 86 Sr (9.86%), 87 Sr (7.02%), 84 Sr (0.56%) гэсэн дөрвөн тогтвортой изотопоос бүрдэнэ. Байгалийн 87 Rb задралын улмаас 87 Sr үүсдэг тул стронцийн изотопын элбэг дэлбэг байдал харилцан адилгүй байдаг. Ийм учраас рубиди агуулсан чулуулаг эсвэл эрдсийн стронцийн изотопын найрлага нь чулуулаг эсвэл эрдсийн нас, Rb/Sr харьцаанаас хамаарна.
Ураны задралын явцад үүссэн 90 Sr (T 1/2 = 29.12 жил) зэрэг 80-аас 97 хүртэлх масстай цацраг идэвхт изотопуудыг зохиомлоор гаргаж авсан. Исэлдэлтийн төлөв +2, маш ховор +1.
Элементийн нээлтийн түүх.
Стронций нь 1787 онд Стронтиан (Шотланд) хотын ойролцоох хар тугалгын уурхайгаас олдсон стронцианитын эрдэсээс нэрээ авсан. 1790 онд Английн химич Адер Кроуфорд (1748-1795) стронтианит нь шинэ, хараахан үл мэдэгдэх "дэлхий" агуулдаг болохыг харуулсан. Стронтианитын энэ шинж чанарыг Германы химич Мартин Генрих Клапрот (1743-1817) мөн тогтоосон. Английн химич Т.Хоуп 1791 онд стронтианит нь шинэ элемент агуулдаг болохыг баталжээ. Тэрээр бари, стронци, кальцийн нэгдлүүдийг бусад аргуудын дунд галын өнгөний онцлог шинж чанарыг ашиглан тодорхой ялгаж өгсөн: барийн хувьд шар-ногоон, стронцийн хувьд тод улаан, кальци нь улбар шар-улаан.
Барууны эрдэмтдээс үл хамааран Санкт-Петербургийн академич Тобиас (Товий Егорович) Ловиц (1757–1804) 1792 онд баритын эрдэсийг судалж байхдаа барийн ислээс гадна "стронцийн шороо" агуулдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. бохирдол. Тэрээр хүнд жаднаас 100 гаруй грамм шинэ "дэлхий" гаргаж авч, шинж чанарыг нь судалжээ. Энэ ажлын үр дүн 1795 онд хэвлэгдэн гарсан.Ловиц тэр үед бичжээ: “Би ноён профессор Клапротын стронцийн дэлхийн тухай маш сайн нийтлэлийг уншаад үнэхээр их гайхсан, тэр болтол тун тодорхойгүй санаа байсан... Түүний заасан давсны хүчлүүд болон дундах нитратын давсны бүх шинж чанарууд нь миний ижил давсны шинж чанартай төгс давхцаж байна... Би зөвхөн шалгах хэрэгтэй байсан ... стронцийн газрын гайхалтай шинж чанар нь спиртийн дөлийг өнгөт өнгөөр буддаг. кармин-улаан өнгө, үнэхээр миний давс ... энэ өмчийг бүрэн эзэмшсэн."
Стронцийг анх 1808 онд Английн химич, физикч Хамфри Дэви чөлөөт хэлбэрээр нь ялгаж авчээ. Металл стронцийг чийгшүүлсэн гидроксидын электролизээр гаргаж авсан. Катод дээр ялгарсан стронций нь мөнгөн устай нийлж амальгам үүсгэдэг. Амьальгамыг халаах замаар задлах замаар Дэви цэвэр металлыг тусгаарлав.
Байгальд стронцийн тархалт, үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэл. Дэлхийн царцдас дахь стронцийн агууламж 0.0384% байна. Энэ нь хамгийн түгээмэл арван тав дахь бөгөөд фторын дараа барийн дараа шууд ордог. Стронций нь чөлөөт хэлбэрээр олддоггүй. Энэ нь 40 орчим эрдэс бодис үүсгэдэг. Тэдгээрийн хамгийн чухал нь celestine SrSO 4 юм. Мөн стронтианит SrCO 3 олборлодог. Стронций нь янз бүрийн магни, кальци, барийн эрдэст изоморф хольц хэлбэрээр байдаг.
Стронций нь байгалийн усанд бас байдаг. Далайн усанд түүний агууламж 0.1 мг/л байна. Энэ нь Дэлхийн далайн усанд хэдэн тэрбум тонн стронций агуулагдаж байна гэсэн үг. Стронций агуулсан эрдэс ус нь энэ элементийг тусгаарлах ирээдүйтэй түүхий эд гэж тооцогддог. Далайд стронцийн нэг хэсэг нь ферроманганы зангилаанд (жилд 4900 тонн) төвлөрдөг. Стронцийг мөн далайн хамгийн энгийн организмууд - араг яс нь SrSO 4-ээс бүтээгдсэн радиолярчууд хуримтлуулдаг.
Дэлхийн аж үйлдвэрийн стронцийн нөөцийг нарийн тооцоолоогүй ч 1 тэрбум тонноос давсан гэж үздэг.
Селестины хамгийн том ордууд Мексик, Испани, Туркт байдаг. Орос улсад Хакас, Пермь, Тула мужид ижил төстэй ордууд байдаг. Харин манай улсын стронцийн хэрэгцээг голчлон импортоор, мөн апатитын баяжмалыг боловсруулах замаар хангаж байгаа бөгөөд стронцийн карбонат 2.4 хувийг эзэлдэг. Саяхан нээгдсэн Кишерцкое ордод (Пермийн бүс) стронцийн үйлдвэрлэл энэ бүтээгдэхүүний дэлхийн зах зээлийн нөхцөл байдалд нөлөөлж болзошгүй гэж шинжээчид үзэж байна. Пермийн стронцийн үнэ Америкийн стронцийнхоос ойролцоогоор 1.5 дахин бага байж болох ба одоо нэг тонн нь 1200 ам.долларт хүрч байна.
Энгийн бодисын шинж чанар, металлын стронцийн үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэл.
Стронцийн метал нь мөнгөлөг цагаан өнгөтэй. Цэвэршүүлээгүй нөхцөлд энэ нь цайвар шар өнгөтэй байна. Энэ нь харьцангуй зөөлөн металл бөгөөд хутгаар амархан зүсдэг. Өрөөний температурт стронци нь нүүр төвтэй куб тортой (a-Sr); 231 ° C-аас дээш температурт энэ нь зургаан өнцөгт өөрчлөлт болж хувирдаг (b -Sr); 623 ° C-т энэ нь куб биет төвлөрсөн өөрчлөлт (g -Sr) болж хувирдаг. Стронций нь хөнгөн металл бөгөөд түүний а хэлбэрийн нягт нь 2.63 г / см3 (20 ° C) юм. Стронцийн хайлах цэг нь 768 ° C, буцлах цэг нь 1390 ° C байна.
Шүлтлэг шороон метал болох стронций нь металл бустай идэвхтэй урвалд ордог. Өрөөний температурт стронцийн метал нь исэл ба хэт ислийн хальсаар бүрхэгдсэн байдаг. Агаарт халах үед гал авалцдаг. Стронций нь нитрид, гидрид, карбидыг амархан үүсгэдэг. Өндөр температурт стронций нь нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй урвалд ордог.
5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO
Стронций металл ус, хүчилтэй урвалд орж, тэдгээрээс устөрөгчийг ялгаруулдаг.
Sr + 2H 3 O + = Sr 2+ + H 2 + 2H 2 O
Муу уусдаг давс үүссэн тохиолдолд урвал явагдахгүй.
Стронций нь шингэн аммиакт уусч, хар хөх өнгийн уусмал үүсгэдэг бөгөөд үүнээс ууршсаны дараа гялалзсан зэс өнгөтэй аммиак Sr(NH 3) 6 гаргаж авах ба энэ нь аажмаар Sr(NH 2) 2 амид болж задардаг.
Байгалийн түүхий эдээс металлын стронцийг авахын тулд эхлээд целестин баяжмалыг нүүрсээр халааж стронцийн сульфид болгон бууруулна. Дараа нь стронцийн сульфидыг давсны хүчлээр боловсруулж, үүссэн стронцийн хлоридыг усгүйжүүлнэ. Стронтианитын баяжмалыг 1200 ° C-т шатааж задалж, дараа нь үүссэн стронцийн ислийг ус эсвэл хүчилд уусгана. Ихэнхдээ стронтианит нь азотын эсвэл давсны хүчилд шууд уусдаг.
Стронцийн металыг хайлсан стронцийн хлорид (85%) ба кали эсвэл аммонийн хлоридын (15%) хольцыг 800 ° С-т никель эсвэл төмрийн катод дээр электролизоор олж авдаг. Энэ аргаар олж авсан стронцийг ихэвчлэн 0.3-0.4% кали агуулдаг.
Стронцийн ислийг хөнгөн цагаанаар өндөр температурт бууруулах аргыг мөн ашигладаг.
4SrO + 2Al = 3Sr + SrO Al 2 O 3
Стронцийн ислийг металлотермик аргаар бууруулахын тулд цахиур эсвэл ферросиликоныг бас ашигладаг. Уг процессыг ган хоолойд вакуум орчинд 1000°С-т хийнэ. Стронцийн хлоридыг устөрөгчийн агаар мандалд магнийн металлаар багасгадаг.
Стронцийн хамгийн том үйлдвэрлэгчид нь Мексик, Испани, Турк, Их Британи юм.
Дэлхийн царцдас дахь нэлээд өндөр агууламжтай хэдий ч металл стронций өргөн хэрэглээг хараахан олоогүй байна. Бусад шүлтлэг шороон металлын нэгэн адил хар металлыг хортой хий, хольцоос цэвэрлэх чадвартай. Энэ шинж чанар нь стронцийг металлургийн салбарт ашиглах боломжийг олгодог. Үүнээс гадна стронций нь магни, хөнгөн цагаан, хар тугалга, никель, зэсийн хайлшийг хайлшлах нэмэлт бодис юм.
Стронцийн металл нь олон хий шингээдэг тул вакуум технологид хүлээн авагч болгон ашигладаг.
Стронцийн нэгдлүүд.
Стронцийн зонхилох исэлдэлтийн төлөв (+2) нь үндсэндээ түүний электрон тохиргоотой холбоотой юм. Энэ нь олон тооны хоёртын нэгдлүүд ба давс үүсгэдэг. Стронцийн хлорид, бромид, иодид, ацетат болон бусад стронцийн давс нь усанд маш сайн уусдаг. Ихэнх стронцийн давс нь бага зэрэг уусдаг; тэдгээрийн дотор сульфат, фтор, карбонат, оксалат орно. Бага зэрэг уусдаг стронцийн давсыг усан уусмал дахь солилцооны урвалаар амархан олж авдаг.
Олон стронцийн нэгдлүүд ер бусын бүтэцтэй байдаг. Жишээлбэл, стронцийн галидын тусгаарлагдсан молекулууд мэдэгдэхүйц муруй байна. Холболтын өнцөг нь SrF 2-ийн хувьд ~120°, SrCl 2-ийн хувьд ~115° байна. Энэ үзэгдлийг sd- (sp- гэхээсээ илүү) эрлийзжүүлэлтээр тайлбарлаж болно.
Стронцийн исэл SrO-ийг улаан халуун температурт карбонатыг шохойжуулах эсвэл гидроксидыг усгүйжүүлэх замаар олж авдаг. Энэ нэгдлийн торны энерги ба хайлах цэг (2665 ° C) маш өндөр байдаг.
Хүчилтөрөгчийн орчинд стронцийн ислийг өндөр даралтаар кальцилахад хэт исэл SrO 2 үүснэ. Мөн шар өнгийн супероксид Sr(O 2) 2-ыг олж авсан. Устай харилцан үйлчлэхэд стронцийн исэл нь гидроксид Sr (OH) 2 үүсгэдэг.
Стронцийн оксид– оксидын катодын бүрэлдэхүүн хэсэг (вакуум төхөөрөмж дэх электрон ялгаруулагч). Энэ нь өнгөт телевизор (рентген туяаг шингээдэг), өндөр температурт хэт дамжуулагч, пиротехникийн хольцын зургийн хоолойн шилний нэг хэсэг юм. Металл стронций үйлдвэрлэх эхлэлийн материал болгон ашигладаг.
1920 онд American Hill анх удаа царцсан пааланг ашигласан бөгөөд үүнд стронций, кальци, цайрын исэл орсон боловч энэ нь анзаарагдаагүй бөгөөд шинэ паалан нь уламжлалт хар тугалганы паалантай өрсөлдөгч болж чадаагүй юм. Дэлхийн 2-р дайны үед л хар тугалга ховордсон үед л тэд Хиллийнхээ нээлтийг санасан юм. Энэ нь судалгааны нуранги үүсгэв: стронцийн паалангын олон арван жор өөр өөр улс оронд гарч ирэв. Стронцийн паалан нь хар тугалгатай паалангаас хор хөнөөл багатай төдийгүй хямд үнэтэй (стронцийн карбонат нь улаан хар тугалгатай харьцуулахад 3.5 дахин хямд). Үүний зэрэгцээ тэд хар тугалганы паалантай бүх эерэг шинж чанартай байдаг. Үүнээс гадна ийм бүрхүүлээр бүрсэн бүтээгдэхүүн нь нэмэлт хатуулаг, халуунд тэсвэртэй, химийн эсэргүүцлийг олж авдаг.
Паалан - тунгалаг пааланг мөн цахиур, стронцийн исэлд үндэслэн бэлтгэдэг. Тэдгээр нь титан, цайрын ислийг нэмснээр тунгалаг болгодог. Шаазан эдлэл, ялангуяа ваарыг ихэвчлэн шаазан паалангаар чимэглэдэг. Ийм ваар нь өнгөт хагарлын сүлжээгээр бүрхэгдсэн мэт санагддаг. Cracle технологийн үндэс нь паалан, шаазан зэрэг дулааны тэлэлтийн янз бүрийн коэффициентүүд юм. Паалангаар бүрсэн шаазан нь 1280-1300 ° C-ийн температурт шатааж, дараа нь температурыг 150-220 ° C хүртэл бууруулж, бүрэн хөргөөгүй бүтээгдэхүүнийг өнгөт давсны уусмалд дүрнэ (жишээлбэл, кобальтын давс. та хар тор авах хэрэгтэй). Эдгээр давс нь үүссэн хагарлыг дүүргэдэг. Үүний дараа бүтээгдэхүүнийг хатааж, дахин 800-850 хэм хүртэл халаана - давс нь хагарсан хэсэгт хайлж, битүүмжилнэ.
Стронцийн гидроксид Sr(OH)2 нь дунд зэргийн хүчтэй суурь гэж тооцогддог. Энэ нь усанд тийм ч сайн уусдаггүй тул төвлөрсөн шүлтийн уусмалаар тунадасж болно.
SrCl 2 + 2KOH(conc) = Sr(OH) 2 Ї + 2KCl
Кристаллаг стронцийн гидроксидыг устөрөгчийн хэт ислээр боловсруулахад SrO 2 8H 2 O үүсдэг.
Молассаас элсэн чихэр гаргаж авахад стронцийн гидроксидыг ашиглаж болох боловч ихэвчлэн хямд кальцийн гидроксидыг ашигладаг.
Стронцийн карбонат SrCO 3 нь усанд бага зэрэг уусдаг (25°С-д 100 г тутамд 2·10 –3 г). Уусмал дахь илүүдэл нүүрстөрөгчийн давхар исэл байгаа тохиолдолд энэ нь бикарбонат Sr (HCO 3) 2 болж хувирдаг.
Халах үед стронцийн карбонат нь стронцийн исэл ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл болж задардаг. Энэ нь хүчилтэй урвалд орж нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулж, холбогдох давс үүсгэдэг.
SrCO 2 + 3HNO 3 = Sr(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
Орчин үеийн ертөнцөд стронцийн карбонатын үндсэн чиглэлүүд нь өнгөт телевизор, компьютерт зориулсан зургийн хоолой, керамик феррит соронз, керамик паалан, шүдний оо, зэврэлтээс хамгаалах болон фосфорын будаг, өндөр технологийн керамик, пиротехникийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх явдал юм. Хамгийн эрчимтэй хэрэглээний газар бол эхний хоёр. Үүний зэрэгцээ телевизийн шил үйлдвэрлэхэд стронцийн карбонатын эрэлт хэрэгцээ улам бүр нэмэгдэж байна. Хавтгай телевизорын технологийн дэвшил нь телевизийн дэлгэцийн стронцийн карбонатын эрэлтийг бууруулах боломжтой ч ойрын 10 жилд хавтгай дэлгэцтэй телевизорууд уламжлалт зурагттай томоохон өрсөлдөгч болж чадахгүй гэж салбарын мэргэжилтнүүд үзэж байна.
Европ стронцийн карбонатын арслангийн хувийг хэрэглэдэг бөгөөд энэ нь автомашины үйлдвэрлэлд ашиглагддаг стронцийн феррит соронзыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд тэдгээрийг машины хаалга, тоормосны системд соронзон түгжээнд ашигладаг. АНУ, Японд стронцийн карбонатыг ихэвчлэн телевизийн шил үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Олон жилийн турш стронцийн карбонатын дэлхийн хамгийн том үйлдвэрлэгчид Мексик, Герман улсууд байсан бөгөөд одоо энэ бүтээгдэхүүнийг үйлдвэрлэх хүчин чадал нь жилд 103 мянга, 95 мянган тонн болж байна. Германд импортын целестиныг түүхий эд болгон ашигладаг бол Мексикийн үйлдвэрүүд дотоодын түүхий эдийг ашигладаг. Сүүлийн үед Хятадад стронцийн карбонатын жилийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадал нэмэгдэж (ойролцоогоор 140 мянган тонн). Хятадын стронцийн карбонатыг Ази, Европт идэвхтэй борлуулдаг.
Стронцийн нитрат Sr(NO 3) 2 нь усанд маш сайн уусдаг (20 хэмд 100 г тутамд 70.5 г). Энэ нь стронцийн металл, исэл, гидроксид эсвэл карбонатыг азотын хүчилтэй урвалд оруулах замаар бэлтгэдэг.
Стронцийн нитрат нь дохио, гэрэлтүүлэг, гал асаах зориулалттай пиротехникийн найрлагад ордог. Энэ нь дөлийг улаан өнгөтэй болгодог. Хэдийгээр бусад стронцийн нэгдлүүд дөл нь ижил өнгөтэй байдаг ч пиротехникийн хувьд нитратыг илүүд үздэг: энэ нь зөвхөн дөлийг өнгө болгодог төдийгүй исэлдүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Галд задрахдаа чөлөөт хүчилтөрөгч ялгаруулдаг. Энэ тохиолдолд эхлээд стронцийн нитрит үүсч, дараа нь стронций болон азотын исэлд хувирдаг.
Орос улсад стронцийн нэгдлүүдийг пиротехникийн найрлагад өргөн ашигладаг байсан. Их Петрийн үед (1672-1725) тэдгээрийг янз бүрийн баяр ёслол, баяр ёслолын үеэр зохион байгуулдаг "хөгжилтэй гал" үйлдвэрлэхэд ашигладаг байв. Академич А.Е.Ферсман стронцийг "улаан гэрлийн металл" гэж нэрлэсэн.
Стронцийн сульфат SrSO 4 нь усанд бага зэрэг уусдаг (0°С-д 100 г тутамд 0.0113 г). 1580 хэмээс дээш халах үед энэ нь задардаг. Үүнийг натрийн сульфаттай стронцийн давсны уусмалаас тунадасжуулах замаар олж авдаг.
Стронцийн сульфатыг будаг, резин үйлдвэрлэхэд дүүргэгч, өрөмдлөгийн шингэнд жинлэх бодис болгон ашигладаг.
Стронцийн хроматХромын хүчил ба барийн гидроксидын уусмалыг холиход SrCrO 4 шар талст хэлбэрээр тунадас үүснэ.
Хромат дээр хүчлийн үйлчлэлээр үүссэн стронцийн бихромат нь усанд маш сайн уусдаг. Стронцийн хроматыг бихромат болгон хувиргахад цууны хүчил зэрэг сул хүчил хангалттай.
2SrCrO 4 + 2CH 3 COOH = 2Sr 2+ + Cr 2 O 7 2– + 2CH 3 COO – + H 2 O
Энэ аргаар түүнийг уусдаггүй барийн хроматаас салгаж, зөвхөн хүчтэй хүчлийн нөлөөгөөр бихромат болж хувирдаг.
Стронцийн хромат нь гэрэлд тэсвэртэй, өндөр температурт (1000 ° C хүртэл) тэсвэртэй, ган, магни, хөнгөн цагаантай харьцуулахад сайн идэвхгүйжүүлэх шинж чанартай байдаг. Стронцийн хроматыг лак, уран сайхны будаг үйлдвэрлэхэд шар өнгийн пигмент болгон ашигладаг. Үүнийг "стронцийн шар" гэж нэрлэдэг. Энэ нь усанд уусдаг давирхай, ялангуяа хөнгөн металл ба хайлш (нисэх онгоцны праймер) синтетик давирхай дээр суурилсан праймеруудад багтдаг.
Стронцийн титанат SrTiO 3 нь усанд уусдаггүй, харин халуун төвлөрсөн хүхрийн хүчлийн нөлөөн дор уусмал руу ордог. Энэ нь 1200-1300 ° C-д стронций болон титан исэл, эсвэл 1000 ° C-аас дээш стронци, титаны бага уусдаг нэгдлүүдийг хамт тунадас шингээх замаар олж авсан. Стронцийн титанат нь ферроэлектрикийн нэг хэсэг юм. Богино долгионы технологид энэ нь диэлектрик антен, фазын шилжүүлэгч болон бусад төхөөрөмжүүдийн материал болдог. Стронцийн титанатын хальсыг шугаман бус конденсатор, хэт улаан туяаны цацрагийн мэдрэгч үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Тэдгээрийн тусламжтайгаар давхаргат диэлектрик-хагас дамжуулагч-диэлектрик-металл бүтцийг бий болгодог бөгөөд үүнийг фотодетектор, хадгалах төхөөрөмж болон бусад төхөөрөмжид ашигладаг.
Стронцийн гексаферрит SrO·6Fe 2 O 3-ийг төмрийн (III) оксид ба стронцийн ислийн холимогоор шингээж авна. Энэ нэгдлийг соронзон материал болгон ашигладаг.
Стронцийн фтор SrF 2 нь усанд бага зэрэг уусдаг (өрөөний температурт 1 литр уусмалд 0.1 г-аас бага зэрэг). Энэ нь шингэрүүлсэн хүчилтэй урвалд ордоггүй, харин халуун давсны хүчлийн нөлөөн дор уусмал руу ордог. Гренландын криолит уурхайнуудаас жарлит NaF 3SrF 2 3AlF 3 хэмээх стронцийн фторид агуулсан эрдэс олджээ.
Стронцийн фторыг тусгай шил, фосфорын бүрэлдэхүүн хэсэг болох оптик болон цөмийн материал болгон ашигладаг.
Стронцийн хлорид SrCl 2 нь усанд маш сайн уусдаг (20°С-т жингийн 34.6%). 60.34°С-аас доош температурт усан уусмалаас SrCl 2 ·6H 2 O гексагидрат талсжиж, агаарт тархдаг. Илүү өндөр температурт эхлээд 4 усны молекул, дараа нь өөр нэг молекул алдаж, 250 хэмд бүрэн усгүйждэг. Кальцийн хлоридын гексагидратаас ялгаатай нь стронцийн хлоридын гексагидрат нь этилийн спиртэнд бага зэрэг уусдаг (60С-ийн жингийн 3.64%) нь тэдгээрийг ялгахад ашигладаг.
Стронцийн хлорид нь пиротехникийн найрлагад ашиглагддаг. Үүнийг мөн хөргөлтийн төхөөрөмж, эм, гоо сайхны бүтээгдэхүүнд ашигладаг.
Стронцийн бромид SrBr 2 нь гигроскоп юм. Ханасан усан уусмалд түүний массын эзлэх хувь 20°С-д 50.6% байна. 88.62°С-аас доош температурт SrBr 2 6H 2 O гексагидрат нь усан уусмалаас талсжиж, түүнээс дээш температурт SrBr 3 H 2 O моногидрат нь бүрэн усгүйжсэн байдаг ° C.
Стронцийн бромидыг стронцийг бром эсвэл стронцийн исэл (эсвэл карбонат)-тай гидробромик хүчилтэй урвалд оруулах замаар олж авдаг. Үүнийг оптик материал болгон ашигладаг.
Стронцийн иодид SrI 2 нь усанд маш сайн уусдаг (20°С-т жингийн 64.0%), этанолд бага уусдаг (39°C-т жингийн 4.3%). 83.9°С-аас доош температурт SrI 2 6H 2 O гексагидрат нь энэ температураас дээш усан уусмалаас талсжиж, SrI 2 2H 2 O дигидрат талсждаг.
Стронцийн иодид нь сцинтилляцийн тоолуурт гэрэлтэгч материал болдог.
Стронцийн сульфид SrS нь стронцийг хүхэрээр халаах эсвэл стронцийн сульфатыг нүүрс, устөрөгч болон бусад ангижруулагч бодисоор ангижруулах замаар үүсдэг. Түүний өнгөгүй талстууд нь усаар задардаг. Стронцийн сульфидыг арьс ширний үйлдвэрт фосфор, фосфорын нэгдлүүд, үс арилгагчийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг.
Стронцийн карбоксилатыг стронцийн гидроксидыг харгалзах карбоксилын хүчилтэй урвалд оруулах замаар бэлтгэж болно. Өөх тосны хүчлүүдийн стронцийн давс ("стронцийн саван") нь тусгай тос үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.
Органостронцийн нэгдлүүд. SrR 2 (R = Me, Et, Ph, PhCH 2 гэх мэт) -ийн хэт идэвхтэй нэгдлүүдийг HgR 2 (ихэвчлэн зөвхөн бага температурт) ашиглан олж авч болно.
Бис(циклопентадиенил)стронций нь металлын циклопентадиентэй шууд урвалын бүтээгдэхүүн юм.
Стронцийн биологийн үүрэг.
Стронций нь бичил биетэн, ургамал, амьтны бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Далайн радиолярчуудын араг яс нь стронцийн сульфат - целестинээс бүрддэг. Далайн ургамалд 100 г хуурай бодис тутамд 26-140 мг стронций, хуурай газрын ургамалд 2,6, далайн амьтанд 2-50, хуурай газрын амьтанд 1,4, бактери 0,27-30 орчим байдаг. Янз бүрийн организмд стронцийн хуримтлал нь тэдгээрийн төрөл, шинж чанараас гадна хүрээлэн буй орчинд стронций болон бусад элементүүд, голчлон кальци, фосфорын агууламжийн харьцаанаас хамаарна.
Амьтад стронцийг ус, хоол хүнсээр дамжуулан авдаг. Замаг полисахарид зэрэг зарим бодисууд нь стронцийг шингээхэд саад болдог. Стронций нь ясны эдэд хуримтлагддаг бөгөөд үнс нь ойролцоогоор 0.02% стронци агуулдаг (бусад эдэд - ойролцоогоор 0.0005%).
Стронцийн давс, нэгдлүүд нь хор багатай бодис боловч илүүдэл стронци нь ясны эд, элэг, тархинд нөлөөлдөг. Химийн шинж чанараараа кальцитай ойролцоо байдаг стронций нь биологийн үйлдлээрээ түүнээс эрс ялгаатай. Хөрс, ус, хүнсний бүтээгдэхүүн дэх энэ элементийн хэт их агууламж нь хүн, амьтны "Уров өвчин" (Зүүн Өвөрбайгалийн Уров голын нэрээр нэрлэгдсэн) - үе мөчний гэмтэл, хэв гажилт, өсөлтийн саатал болон бусад эмгэгийг үүсгэдэг.
Стронцийн цацраг идэвхт изотопууд онцгой аюултай.
Цөмийн туршилт, атомын цахилгаан станцад гарсан ослын үр дүнд хагас задралын хугацаа нь 29.12 жил байдаг цацраг идэвхт стронций-90 их хэмжээгээр байгаль орчинд цацагджээ. Гурван орчинд атомын болон устөрөгчийн зэвсгийг туршихыг хориглох хүртэл цацраг идэвхт стронцийн хохирогчдын тоо жилээс жилд нэмэгдсээр байв.
Агаар мандлын цөмийн дэлбэрэлт дууссанаас хойш нэг жилийн дотор агаар мандал өөрөө цэвэршсэний үр дүнд ихэнх цацраг идэвхт бүтээгдэхүүн, түүний дотор стронций-90 агаар мандлаас дэлхийн гадаргуу руу унажээ. 1954-1980 онд манай гаригийн туршилтын талбайд хийсэн цөмийн дэлбэрэлтийн цацраг идэвхт бүтээгдэхүүнийг стратосферээс зайлуулснаас үүдэн байгаль орчны бохирдол одоо 90 Sr-ээр агаар мандлын агаарын бохирдолд хоёрдогч үүрэг гүйцэтгэж байна цөмийн туршилтын үеэр болон цацрагийн ослын үр дүнд бохирдсон хөрсөөс тоос шороог салхинд өргөхөөс бага хэмжээний магнитудын .
Стронций-90, цезий-137-ийн хамт ОХУ-ын гол бохирдуулагч радионуклид юм. 1986 онд Чернобылийн АЦС, 1957 онд Челябинск муж дахь Маяк үйлдвэрлэлийн байгууламжид ("Кыштымын осол") ослын улмаас үүссэн бохирдсон бүсүүд цацрагийн нөхцөл байдалд ихээхэн нөлөөлж байна. цөмийн түлшний циклийн зарим аж ахуйн нэгжүүдийн ойр орчимд .
Өнөө үед Чернобылийн болон Кыштымын ослын улмаас бохирдсон газрын гаднах агаар дахь 90 Sr-ийн дундаж агууламж Чернобылийн АЦС-ын ослын өмнөх түвшинд хүрсэн байна. Эдгээр ослын үеэр бохирдсон газруудтай холбоотой гидрологийн системүүд хөрсний гадаргуугаас стронций-90-ийн угаалтанд ихээхэн нөлөөлдөг.
Хөрсөнд орсны дараа стронци нь уусдаг кальцийн нэгдлүүдтэй хамт ургамалд ордог. Буурцагт ургамлууд, үндэс, булцуунд хамгийн их 90 Sr хуримтлагддаг бол үр тариа, түүний дотор үр тариа, маалинга бага хуримтлагддаг. Үр, жимсэнд 90 Sr бусад эрхтэнтэй харьцуулахад мэдэгдэхүйц бага хуримтлагддаг (жишээлбэл, улаан буудайн навч, ишэнд 90 Sr нь үр тарианыхаас 10 дахин их байдаг).
Ургамлаас стронций-90 нь хүний биед шууд эсвэл амьтдаар дамждаг. Стронций-90 нь эрэгтэйчүүдэд эмэгтэйчүүдээс илүү их хэмжээгээр хуримтлагддаг. Хүүхдийн амьдралын эхний саруудад стронций-90-ийн хуримтлал нь насанд хүрсэн хүнийхээс хамаагүй өндөр дарааллаар бие махбодид сүү орж, хурдан өсөн нэмэгдэж буй ясны эдэд хуримтлагддаг.
Цацраг идэвхт стронций нь араг ясанд хуримтлагдаж, улмаар бие махбодийг удаан хугацааны цацраг идэвхт бодисын нөлөөнд оруулдаг. 90 Sr-ийн биологийн нөлөө нь түүний биед тархах шинж чанартай холбоотой бөгөөд түүний үүсгэсэн б-цацрагийн тун ба түүний охин 90 Y радиоизотопоос хамаардаг. Бие махбодид 90 Sr-ийг удаан хугацаагаар хэрэглэснээр харьцангуй бага ч гэсэн. тоо хэмжээ, ясны эдийг тасралтгүй цацрагийн үр дүнд тэд лейкеми, ясны хорт хавдар үүсгэж болно. Байгальд цацагдаж буй стронций-90-ийн бүрэн задрал хэдэн зуун жилийн дараа л явагдана.
Стронций-90-ийн хэрэглээ.
Стронцийн радиоизотопыг цөмийн цахилгаан батерей үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Ийм батерейны ажиллах зарчим нь стронций-90 нь өндөр энергитэй электрон ялгаруулах, улмаар цахилгаан болж хувирах чадварт суурилдаг. Бяцхан батерейнд (чүдэнзний хайрцагны хэмжээтэй) холбогдсон цацраг идэвхт стронцийн элементүүд нь 15-25 жилийн турш цэнэглэхгүйгээр асуудалгүй ажиллах чадвартай байдаг. Мөн Швейцарийн цаг үйлдвэрлэгчид жижиг стронцийн батерейг цахилгаан цагийг тэжээхэд амжилттай ашиглаж байна.
Дотоодын эрдэмтэд стронций-90 дээр суурилсан цаг уурын автомат станцуудыг тэжээх цахилгаан эрчим хүчний изотоп үүсгэгч бүтээжээ. Ийм генераторын баталгаат ашиглалтын хугацаа нь 10 жил бөгөөд энэ хугацаанд шаардлагатай төхөөрөмжүүдэд цахилгаан гүйдэл өгөх боломжтой. Түүний бүх засвар үйлчилгээ нь зөвхөн урьдчилан сэргийлэх үзлэгээс бүрддэг - хоёр жилд нэг удаа. Генераторын анхны дээжийг Өвөрбайгали болон Кручина тайгын голын дээд хэсэгт суурилуулсан.
Таллин хотод цөмийн гэрэлт цамхаг байдаг. Үүний гол онцлог нь радиоизотопын дулааны цахилгаан үүсгүүрүүд бөгөөд стронций-90-ийн задралын үр дүнд дулааны энерги үүсч, дараа нь гэрэл болгон хувиргадаг.
Цацраг идэвхт стронцийг ашигладаг төхөөрөмжийг зузааныг хэмжихэд ашигладаг. Энэ нь цаас, даавуу, нимгэн металл тууз, хуванцар хальс, будаг, лакны бүрээс үйлдвэрлэх үйл явцыг хянах, удирдахад шаардлагатай. Стронцийн изотопыг бодисын нягтрал, зуурамтгай чанар болон бусад шинж чанарыг хэмжих хэрэгсэл, согог илрүүлэгч, дозиметр, дохиололд ашигладаг. Машин үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжүүдэд та ихэвчлэн б-реле гэж нэрлэгддэг бөгөөд тэдгээр нь боловсруулахад зориулагдсан ажлын хэсгүүдийн хангамжийг хянаж, багаж хэрэгслийн ашиглалт, хэсгийн зөв байрлалыг шалгадаг.
Тусгаарлагч материал (цаас, даавуу, хиймэл утас, хуванцар гэх мэт) үйлдвэрлэхэд үрэлтийн улмаас статик цахилгаан үүсдэг. Үүнээс зайлсхийхийн тулд ионжуулагч стронцийн эх үүсвэрийг ашигладаг.
Елена Савинкина
Төөрөгдөл 02. Хамгийн аюултай радионуклид бол стронций юм
Хамгийн аюултай радионуклид бол стронций-90 гэсэн домог байдаг. Энэ харанхуй алдартай хаанаас ирсэн бэ? Эцсийн эцэст, ажиллаж байгаа цөмийн реакторт 374 хиймэл радионуклид үүсдэг бөгөөд үүнээс нэг стронцийн 10 өөр изотопууд үүсдэг. Үгүй ээ, бидэнд ямар ч стронций биш, харин стронций-90 өгөөч.
Уншигчдын тархинд нууцлаг хагас задралын тухай, урт ба богино настай радионуклидын тухай тодорхойгүй бодол эргэлдэж магадгүй юм болов уу? За, үүнийг ойлгохыг хичээцгээе. Дашрамд хэлэхэд радионуклид гэдэг үгнээс бүү ай. Өнөөдөр энэ нэр томъёог ихэвчлэн цацраг идэвхт изотопуудад ашигладаг. Энэ нь зөв - радионуклид, гажуудсан "радионуклид" эсвэл бүр "радионуклеотид" ч биш. Анхны атомын бөмбөг дэлбэрснээс хойш 70 жил өнгөрч, олон нэр томьёо шинэчлэгдсэн. Өнөөдөр бид "атомын уурын зуух" -ын оронд "цөмийн реактор", "цацраг идэвхт туяа" -ын оронд "ионжуулагч цацраг", "цацраг идэвхт изотоп" -ын оронд "радионуклид" гэж хэлдэг.
Гэхдээ стронци руу буцъя. Үнэн хэрэгтээ стронций-90-ийн түгээмэл хайр нь түүний хагас задралын хугацаатай холбоотой юм. Дашрамд хэлэхэд, энэ юу вэ: хагас задралын хугацаа? Радионуклидууд нь тогтвортой изотопуудаас ялгаатай нь цөм нь тогтворгүй, тогтворгүй байдаг. Эрт орой хэзээ нэгэн цагт тэд ялзардаг - үүнийг цацраг идэвхт задрал гэж нэрлэдэг. Үүний зэрэгцээ радионуклидууд нь бусад изотопууд болж хувирахдаа эдгээр маш ионжуулагч цацрагийг ялгаруулдаг. Тиймээс янз бүрийн радионуклидууд янз бүрийн түвшинд тогтворгүй байдаг. Зарим нь маш удаан, хэдэн зуу, мянга, сая, бүр тэрбум жилээр ялзардаг. Тэдгээрийг урт насалдаг радионуклид гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, ураны байгалийн бүх изотопууд урт насалдаг. Мөн богино настай радионуклидууд байдаг, тэд хурдан ялзардаг: секунд, цаг, өдөр, сар. Гэхдээ цацраг идэвхт задрал нь үргэлж ижил хуулийн дагуу явагддаг (Зураг 2.1).
Цагаан будаа. 2.1. Цацраг идэвхт задралын хууль
Бид хичнээн хэмжээний радионуклид (нэг тонн эсвэл миллиграмм) авснаас үл хамааран энэ хэмжээний тал хувь нь ижил хугацаанд (өгөгдсөн радионуклидын хувьд) үргэлж ялзардаг. Үүнийг "хагас задралын хугацаа" гэж нэрлэдэг бөгөөд дараахь зүйлийг тэмдэглэв: Т
Дахин хэлье: энэ хугацаа нь радионуклид бүрийн хувьд өвөрмөц бөгөөд өөрчлөгддөггүй. Та ижил стронций-90-оор юу ч хийж болно: халаах, хөргөх, даралтын дор шахах, лазераар цацраг туяа - стронцийн аль ч хэсгийн тал нь 29.1 жилийн дотор ялзарч, үлдсэн хэсгийн тал нь нөгөөд ялзарна. 29.1 жил гэх мэт. 20 хагас задралын дараа радионуклид бүрэн алга болдог гэж үздэг.
Радионуклид хурдан задрах тусам цацраг идэвхт чанар өндөр байдаг, учир нь задрал бүр нь альфа эсвэл бета бөөмс хэлбэрээр ионжуулагч цацрагийн нэг хэсгийг ялгаруулж, заримдаа гамма цацрагаар ("цэвэр" гамма задрал үүсгэдэг) "дагалддаг". байгальд байдаггүй). Гэхдээ "том" эсвэл "жижиг" цацраг идэвхт байдал гэж юу гэсэн үг вэ, үүнийг хэрхэн хэмжих вэ?
Энэ зорилгоор үйл ажиллагааны тухай ойлголтыг ашигладаг. Үйл ажиллагаа нь цацраг идэвхт задралын эрчмийг тоогоор тооцоолох боломжийг олгодог. Хэрэв секундэд нэг задрал тохиолдвол тэд: "Радинуклидын идэвхжил нь нэг беккерелтэй (1 Бк) тэнцүү байна" гэж хэлдэг. Өмнө нь тэд илүү том нэгжийг ашигладаг байсан - кюри: 1 Ci = 37 тэрбум Bq. Мэдээжийн хэрэг, ижил хэмжээний янз бүрийн радионуклидуудыг харьцуулах хэрэгтэй, жишээ нь 1 кг эсвэл 1 мг. Радионуклидын нэгж массын идэвхийг тусгай идэвхжил гэж нэрлэдэг. Энэ нь маш тодорхой үйл ажиллагаа нь тухайн радионуклидын хагас задралын хугацаатай урвуу пропорциональ байна (тиймээс та завсарлага авах хэрэгтэй). Хамгийн алдартай радионуклидуудын хувьд эдгээр шинж чанаруудыг харьцуулж үзье (хүснэгт).
Тэгвэл яагаад стронций-90 хэвээр байгаа юм бэ? Энэ нь онцгой зүйл биш юм шиг санагддаг - тэгэхээр дунд нь хагас хагас юм. Энэ бол яг гол зүйл юм! Эхлээд өдөөн хатгасан асуултанд хариулахыг хичээцгээе. Аль радионуклидууд илүү аюултай вэ: богино эсвэл урт наслалт уу? Тиймээс санал бодол хуваагдаж байна.
Хүснэгт 2.1. Зарим радионуклидын цацрагийн шинж чанар
Нэг талаас, богино настай хүмүүс илүү аюултай: тэд илүү идэвхтэй байдаг. Нөгөөтэйгүүр, "богинохон" хурдан ялзарсны дараа цацрагийн асуудал арилдаг. Хөгшин хүмүүс санаж байна: Чернобылийн ослын дараа шуугианы ихэнх нь цацраг идэвхт иодын эргэн тойронд байсан. Богино хугацааны иод-131 нь Чернобылийн олон хохирогчдын эрүүл мэндэд сөргөөр нөлөөлсөн. Гэвч өнөөдөр энэ цацраг идэвхит бодистой холбоотой асуудал байхгүй. Ослоос хойш ердөө зургаан сарын дараа реактороос ялгарсан иод-131 задарч, ул мөр ч үлдсэнгүй.
Одоо урт хугацааны изотопуудын тухай. Тэдний хагас задралын хугацаа сая, тэрбум жил байж болно. Ийм нуклидууд бага идэвхтэй байдаг. Тиймээс Чернобыльд газар нутгийг уранаар цацраг идэвхт бодисоор бохирдуулах асуудал байхгүй, байхгүй, бас гарахгүй. Хэдийгээр реактороос ялгарах химийн элементүүдийн массын хувьд уран тэргүүлж, их хэмжээгээр тэргүүлж байв. Харин цацрагийг тонноор хэмждэг хэн бэ? Уран нь үйл ажиллагаа, беккерлийн хувьд ноцтой аюул учруулахгүй: энэ нь хэтэрхий урт насалдаг.
Одоо бид стронций-90-ийн тухай асуултын хариулт руу ирлээ. Энэ изотопын хагас задралын хугацаа 29 жил байна. Маш "жигшүүртэй" үе, учир нь энэ нь хүний дундаж наслалттай тохирдог. Стронций-90 нь хэдэн арван, хэдэн зуун жилийн турш газар нутгийг бохирдуулах хангалттай урт насалдаг. Гэхдээ тодорхой үйл ажиллагаа багатай байхаар тийм ч урт насалдаггүй. Хагас задралын хугацааны хувьд цезий-137 нь стронцийтэй маш ойрхон (30 жил). Тийм ч учраас цацрагийн ослын үед "амттай хосууд" ихэнх "удаан хугацааны" асуудлуудыг үүсгэдэг. Дашрамд хэлэхэд, гамма-идэвхтэй (надад гурван хуудас хүлээх) цезий нь "цэвэр" бета ялгаруулагч стронциас илүү Чернобылийн ослын сөрөг үр дагаварт илүү буруутай юм.
Зургаан зуун жил өнгөрч, Чернобылийн ослын бүсэд цезий, стронций үлдэхгүй. Тэгээд нэгдүгээр байр ирнэ... Чи аль хэдийн таасан биз дээ? Плутони! Гэхдээ бид гол асуудал болох янз бүрийн радионуклидуудын эрүүл мэндэд үзүүлэх аюулыг ойлгохоос хол байна. Эцсийн эцэст, тодорхой үйл ажиллагаатай адил хагас задралын хугацаа нь ийм аюултай шууд холбоогүй юм. Эдгээр шинж чанарууд нь зөвхөн радионуклидыг тодорхойлдог.
Жишээлбэл, ижил хэмжээний уран-238 ба стронци-90-ийг авч үзье: үйл ажиллагааны хувьд ижил, ялангуяа тус бүр нэг тэрбум беккерель. Уран-238-ын хувьд 80 орчим кг, стронций-90-ийн хувьд ердөө 0.2 мг. Тэдний эрүүл мэндийн эрсдэл өөр байх болов уу? Дэлхийгээс тэнгэр шиг! Та 80 кг жинтэй ураны ембүүний дэргэд тайван зогсож болно, эрүүл мэндэд ямар ч хор хөнөөлгүй сууж болно, учир нь уран задрах явцад үүссэн бараг бүх альфа тоосонцор нь ембүү дотор үлдэх болно. Гэхдээ стронций-90-ийн хэмжээ нь үйл ажиллагааны хувьд ижил бөгөөд массын хувьд үл тоомсорлох нь маш аюултай. Хэрэв хүн хамгаалалтын хэрэгсэлгүй ойролцоо байвал богино хугацаанд тэр дор хаяж нүд, арьсанд цацрагийн түлэгдэлт авах болно.
Тодорхой үйл ажиллагаа ямар байдгийг та мэдэх үү? Энд ижил төстэй байдал гарч ирдэг - зэвсгийн галын хурд. Урт болон богино хугацааны радионуклидуудын аюулын тухай асуулт өдөөн хатгасан гэдгийг санаж байна уу? Байгаагаараа! Энэ нь: "Аль зэвсэг илүү аюултай вэ: минутанд зуун буудлага эсвэл цагт нэг буудлага хийдэг зэвсэг?" Энд өөр нэг зүйл илүү чухал юм: зэвсгийн калибр, юу буудаж байгаа, хамгийн чухал нь сум зорилтот газарт хүрэх үү, онох уу, ямар хохирол учруулах вэ?
Энгийн зүйлээс эхэлье - "калибр". Та альфа, бета, гамма цацрагийн талаар өмнө нь сонсож байсан байх. Яг ийм төрлийн цацраг идэвхт задралын үед үүсдэг (Хүснэгт 1 рүү буцах). Ийм цацраг нь нийтлэг шинж чанартай, ялгаатай байдаг.
Ерөнхий шинж чанарууд: бүх гурван төрлийн цацрагийг ионжуулагч гэж ангилдаг. Энэ нь юу гэсэн үг вэ? Цацрагийн энерги маш өндөр. Тэд өөр атомыг мөргөхөд түүний тойрог замаас электроныг таслан зогсооно. Энэ тохиолдолд зорилтот атом нь эерэг цэнэгтэй ион болж хувирдаг (тиймээс цацраг ионжуулдаг). Энэ нь ионжуулагч цацрагийг бусад бүх цацраг, жишээлбэл, богино долгионы эсвэл хэт ягаан туяанаас ялгадаг өндөр энерги юм.
Үүнийг бүрэн тодорхой болгохын тулд атомыг төсөөлье. Асар их хэмжээгээр томруулж үзвэл энэ нь хэдэн метр диаметртэй савангийн хөөс шиг нимгэн бөмбөрцөг хальсаар хүрээлэгдсэн намуу цэцгийн үр (атомын цөм) шиг харагддаг (цахим бүрхүүл). Одоо бидний үр тарианы цөмөөс маш өчүүхэн тоос, альфа эсвэл бета тоосонцор нисч байна. Цацраг идэвхит задрал ийм л харагддаг. Цэнэглэгдсэн бөөмс ялгарах үед цөмийн цэнэг өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь шинэ химийн элемент үүсдэг гэсэн үг юм.
Мөн бидний тоосонцор маш хурдтайгаар гүйж, өөр атомын электрон бүрхүүл рүү унаж, түүнээс нэг электроныг устгадаг. Зорилтот атом электроноо алдсаны дараа эерэг цэнэгтэй ион болж хувирдаг. Гэхдээ химийн элемент нь ижил хэвээр байна: эцэст нь цөм дэх протоны тоо өөрчлөгдөөгүй. Ийм иончлол нь химийн процесс юм: хүчилд ууссан металуудад ижил зүйл тохиолддог.
Энэ нь атомыг ионжуулах чадвартай учраас янз бүрийн төрлийн цацрагийг цацраг идэвхт гэж ангилдаг. Ионжуулагч цацраг нь зөвхөн цацраг идэвхт задралын үр дүнд үүсдэггүй. Тэдний эх үүсвэр нь хуваагдлын урвал (атомын дэлбэрэлт эсвэл цөмийн реактор), гэрлийн цөмийн нэгдэх урвал (нар болон бусад одод, устөрөгчийн бөмбөг), цэнэглэгдсэн бөөмийн хурдасгуур ба рентген хоолой (эдгээр төхөөрөмжүүд нь цацраг идэвхт биш) байж болно. ). Цацрагийн гол ялгаа нь ионжуулагч цацрагийн өндөр энерги юм.
Альфа, бета, гамма цацрагийн ялгаа нь тэдгээрийн шинж чанараар тодорхойлогддог. 19-р зууны төгсгөлд цацраг туяа илрэх үед энэ "араатан" гэж юу болохыг хэн ч мэдэхгүй байв. Шинээр олдсон "цацраг идэвхт туяа" -г Грек цагаан толгойн эхний үсгээр тэмдэглэв.
Нэгдүгээрт, тэд хүнд радионуклидууд болох уран, радий, торий, радон задрах явцад ялгардаг альфа туяаг илрүүлсэн. Альфа бөөмсийн мөн чанарыг олж илрүүлсний дараа тодруулсан. Эдгээр нь асар хурдтай нисдэг гелийн атомуудын цөмүүд байсан нь тогтоогджээ. Энэ нь хоёр протон, хоёр нейтроны хүнд эерэг цэнэгтэй "багц" юм. Эдгээр "том калибрын" тоосонцор хол нисч чадахгүй. Агаарт ч гэсэн тэд хэдхэн см-ээс илүүгүй зайд явдаг бөгөөд нэг хуудас цаас эсвэл арьсны гаднах үхсэн давхарга (эпидермис) тэднийг бүрэн барьж авдаг.
Бета бөөмсийг сайтар судалж үзэхэд энгийн электронууд болж хувирсан боловч дахин асар хурдтай хөдөлж байв. Эдгээр нь альфа бөөмсөөс хамаагүй хөнгөн бөгөөд цахилгаан цэнэг багатай байдаг. Ийм "жижиг калибрын" тоосонцор нь янз бүрийн материалд илүү гүн нэвтэрдэг. Агаарт бета тоосонцор хэд хэдэн метр нисдэг: нимгэн төмөр хуудас, цонхны шил, энгийн хувцас; Гадны цацраг нь ихэвчлэн нарны хэт ягаан туяатай адил нүд эсвэл арьсны линзийг шатаадаг.
Эцэст нь гамма цацраг. Энэ нь харагдахуйц гэрэл, хэт ягаан туяа, хэт улаан туяа эсвэл радио долгионтой ижил шинж чанартай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, гамма туяа нь цахилгаан соронзон (фотон) цацраг боловч маш өндөр фотоны энергитэй байдаг. Эсвэл өөрөөр хэлбэл маш богино долгионы урттай (Зураг 2.2).
Цагаан будаа. 2.2. Цахилгаан соронзон цацрагийн хуваарь
Гамма цацраг нь маш өндөр нэвтрэх чадвартай. Энэ нь цацрагийн материалын нягтаас хамаардаг бөгөөд хагас унтралттай давхаргын зузаанаар тооцоологддог. Материал нь нягт байх тусам гамма туяаг сайн хаадаг. Ийм учраас гамма цацрагаас хамгаалахын тулд бетон эсвэл хар тугалга ихэвчлэн ашиглагддаг. Агаарт гамма туяа хэдэн арван, хэдэн зуун, тэр байтугай хэдэн мянган метрийн зайд тархаж чаддаг. Бусад материалын хувьд хагас унтралттай давхаргын зузааныг Зураг дээр үзүүлэв. 2.3.
Цагаан будаа. 2.3 - Гамма цацрагийн хагас сулралтын давхаргын ач холбогдол
Хүн гамма цацрагт өртөх үед арьс, дотоод эрхтнүүд хоёулаа гэмтдэг. Хэрэв бид бета цацрагийг жижиг калибрын сумтай буудлагатай харьцуулж үзвэл гамма цацраг нь зүүгээр буудаж байна гэсэн үг. Гамма цацрагийн шинж чанар, шинж чанар нь рентген туяатай маш төстэй юм. Энэ нь гарал үүслийн хувьд ялгаатай: үүнийг хиймэл аргаар рентген туяагаар олж авдаг.
Ионжуулагч цацрагийн өөр төрлүүд байдаг. Жишээлбэл, цөмийн дэгдэлт эсвэл цөмийн реактор ажиллаж байх үед гамма цацрагаас гадна нейтроны урсгал үүсдэг. Эдгээр ижил цацрагуудаас гадна сансрын туяа нь протон болон бусад зүйлийг тээдэг.
Уран зохиол
1. Цацрагийн аюулгүй байдлын стандарт NRB-99/2009: ариун цэврийн болон эпидемиологийн дүрэм, журам. - М.: Роспотребнадзорын эрүүл ахуй, халдвар судлалын холбооны төв, 2009. – 100 х.
үзэхийн тулд JavaScript-г идэвхжүүлнэ үүХагас задралын хугацаа 28.6 жил 90 Sr-β ялгаруулагч. 90 Sr-ийн задралын үр дүнд 90 Y, мөн 64.2 цагийн хагас задралын хугацаатай β-ялгаруулагч үүсдэг.
Дэлхийн гадаргуу дээр унасан стронцийн изотопууд биологийн гинжин хэлхээний дагуу шилжин суурьшиж, эцэст нь хүний биед нэвтэрч чаддаг.
Стронцийг ходоод гэдэсний замаас шингээх түвшин, хурд нь түүний бүрэлдэхүүн хэсэг болох химийн нэгдэл, хүний нас, биеийн үйл ажиллагааны төлөв байдал, хоолны дэглэмийн найрлагаас хамаарна. Тиймээс залуу хүмүүст стронци илүү хурдан, бүрэн шингэдэг. Хоол тэжээл дэх кальцийн давсны агууламжийг нэмэгдүүлэх нь стронцийн нэгдлүүдийн шингээлтийг бууруулдаг. Сүү хэрэглэх үед стронцийн шингээлт нэмэгддэг. Өөр өөр нөхцөлд ходоод гэдэсний замаас стронцийн шингээлт 11-99% хооронд хэлбэлздэг.
Шингээсэн стронци нь эрдэс бодисын солилцоонд идэвхтэй оролцдог. Кальцийн аналог болох цацраг идэвхт стронци нь голчлон яс, ясны чөмөгт (чухал эрхтнүүд) хуримтлагддаг.
Стронций нь ялгадас, шээсээр ялгардаг. Үр дүнтэй хагас задралын хугацаа 17.5 жил байна.
90 Sr-ийг их хэмжээгээр хэрэглэсний дараа эхний үе шатанд түүний орох буюу гадагшилдаг эрхтэнд өөрчлөлтүүд ажиглагддаг: амны салст бүрхэвч, амьсгалын дээд зам, гэдэс. Дараа нь элэгний үйл ажиллагаа алдагддаг. Муу уусдаг стронцийн нэгдлүүдийг амьсгалах үед стронцийн изотоп нь уушгинд нэлээд хүчтэй бэхлэгддэг бөгөөд эдгээр тохиолдолд амьсгалын замын хамт чухал эрхтэн болдог. Гэсэн хэдий ч удаан хугацаанд болон амьсгалсаны дараа яс, ясны чөмөг нь бүх үйл ажиллагааны 90 хүртэлх хувь нь хуримтлагддаг чухал эрхтэн болдог.
Удаан хугацааны туршид гематопоэтик эдийг стронцийд үзүүлэх урвалын үед цусны морфологийн найрлага бага зэрэг өөрчлөгддөг. Их хэмжээгээр уусан тохиолдолд л цитопени үүсч, урагшилдаг. Хүнд цочмог болон цочмог явцтай гэмтлийн ноцтой тохиолдол ажиглагдаагүй.
Стронций ба цочмог цацрагийн өвчнийг удаан хугацаагаар хэрэглэснээр цус багадалт аажмаар үүсч, эр бэлгийн эс, эр бэлгийн эсийн ялгаралтыг дарангуйлж, дархлаа суларч, элэг, бөөрний үйл ажиллагаа, мэдрэлийн дотоод шүүрлийн систем буурч, дундаж наслалт буурдаг.
Урт хугацааны туршид ясны чөмөг, лейкеми, ясны саркома дахь гипер- эсвэл гипопластик процессууд үүсдэг. Өндгөвчний булчирхай болон бусад дотоод шүүрлийн эрхтнүүд, өндгөвч, хөхний булчирхайд хавдар ихэвчлэн ажиглагддаг.
90 Sr-ийн урт хагас задралын хугацаа нь энэхүү цацраг идэвхт бодисоор бохирдсоны дараа нутаг дэвсгэр, хүрээлэн буй орчны объектуудын өндөр түвшний бохирдол удаан хугацаанд үргэлжлэхийг тодорхойлдог.
Цөмийн задралын бүтээгдэхүүнд мөн 89 Sr байдаг бөгөөд энэ нь мөн β-ялгаруулагч юм. Гэсэн хэдий ч 89 Sr-ийн хагас задралын хугацаа богино буюу 53 хоног байдаг тул энэ тохиолдолд объектын цацраг идэвхт бохирдлын түвшин илүү хурдан буурдаг.
Эх сурвалжууд нь цавуугаар битүүмжилсэн байна. Эдгээр нь стронций-90+иттрий-90 радионуклид агуулсан бэлдмэлээр бүрсэн, их бие болон эх үүсвэрийн тагны хооронд байрлуулсан субстратаас бүрдэнэ.
Хэрэглээний талбар:
Радиоизотопын төхөөрөмж
Жич:
Эх сурвалжуудын бат бэхийн ангилал нь ГОСТ 25926 (ISO 2919) стандартын дагуу C 34444-тэй тохирч байна. Үйлчилгээний хугацаа нь гарсан өдрөөс хойш 3.5 жил байна. Битүүмжлэлийн хяналтыг ГОСТ Р 51919-2002 (ISO 9978:1992(E)) стандартын дагуу усанд живүүлэх аргыг ашиглан гүйцэтгэдэг бөгөөд нэвтрүүлэх хязгаар нь 200 Bq (~5 nCi) юм. Эх сурвалжуудыг нэг BIS-R эх үүсвэр, нэг BIS-K эх үүсвэр эсвэл есөн BIS-6A эх үүсвэр, нэг BIS-F эх үүсвэрээс бүрдсэн багц хэлбэрээр нийлүүлдэг. Хүсэлтийн дагуу иж бүрдэлд багтсан бие даасан эх үүсвэрийг нийлүүлэх боломжтой.
Техникийн үндсэн шинж чанарууд:
Эдгээр нь хамгийн ихдээ 1.1 мм зузаантай субстрат бөгөөд түүний ажлын гадаргуу дээр (цэвэрт) цацраг идэвхт эмийн давхаргыг түрхэж, металл ислийн хальсаар хамгаалдаг. Үйлчилгээний хугацаа нь олгосон өдрөөс хойш 10 жил байна.
Хэрэглээний талбар:
Радиометрийн төхөөрөмжийг радионуклидын идэвхжлийн хэмжүүр болгон баталгаажуулах, тохируулах зорилгоор.
Жич:
Эх сурвалжуудын бат бэхийн ангилал нь ГОСТ 25926 (ISO 2919) стандартын дагуу C 24324-тэй тохирч байна. Битүүмжлэлийн хяналтыг ГОСТ Р 51919-2002 (ISO 9978:1992(E)) стандартын дагуу ажлын бус гадаргуугаас хуурай арчдас ашиглан хийдэг бөгөөд нэвтрүүлэх хязгаар нь 2 Bq (~0.05 nCi). Эх сурвалжийг дангаар нь, багц болон иж бүрдэл хэлбэрээр нийлүүлдэг.
* Радионуклидын идэвхжилийн хэмжсэн утга нь нэрлэсэн утгаас 30% -иас ихгүй байна.
Стронций-90 нь 29.12 жилийн хагас задралын хугацаатай цэвэр бета ялгаруулагч юм. 90Sr нь хамгийн их энерги нь 0.54 эВ-ийн цэвэр бета ялгаруулагч юм. Энэ нь задрахад 64 цагийн хагас задралын хугацаатай 90Y радионуклид үүсгэдэг. Хүний биед энэ радионуклидын зан үйлийн онцлог. Бие махбодид орж буй стронций-9О бараг бүгд ясны эдэд төвлөрдөг. Үүнийг стронци нь кальцийн химийн аналог бөгөөд кальцийн нэгдлүүд нь ясны гол эрдэс бодис байдагтай холбон тайлбарладаг. Хүүхдэд ясны эд дэх эрдэс бодисын солилцоо нь насанд хүрэгчдийнхээс илүү эрчимтэй явагддаг тул стронций-90 нь тэдний араг ясанд илүү их хэмжээгээр хуримтлагддаг боловч илүү хурдан ялгардаг.
Хүний хувьд стронций-90-ийн хагас задралын хугацаа 90-154 хоног байна. Ясны эдэд хуримтлагдсан стронций-90 нь ясны улаан чөмөгт голчлон нөлөөлдөг - цус төлжүүлэгч гол эд бөгөөд энэ нь бас цацрагт мэдрэмтгий байдаг. Аарцгийн ясанд хуримтлагдсан стронций-90-ээс үүсгэгч эдүүд цацрагаар цацагддаг.Тиймээс энэхүү радионуклидын зөвшөөрөгдөх дээд концентраци бага байгаа нь цезий-137-ээс 100 дахин бага байна.
Стронций-90 нь зөвхөн хоол хүнсээр бие махбодид ордог бөгөөд түүний хэрэглээний 20 хүртэлх хувь нь гэдэс дотор шингэдэг. Дэлхийн бөмбөрцгийн хойд хагасын оршин суугчдын ясны эдэд энэхүү радионуклидын хамгийн их агууламж 1963-1965 онд бүртгэгдсэн байна. Дараа нь энэ үсрэлт нь 1961-1962 онд агаар мандлын цөмийн зэвсгийн эрчимтэй туршилтын үр дүнд дэлхий даяар гарсан уналт юм.
Чернобылийн АЦС-д гарсан ослын дараа стронций-90-ээр их хэмжээгээр бохирдсон нутаг дэвсгэр бүхэлдээ 30 км-ийн бүсэд оров. Их хэмжээний стронций-90 нь усны биед хуримтлагдсан боловч голын усанд түүний агууламж ундны усны зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс хэзээ ч хэтрээгүй (1986 оны 5-р сарын эхээр Припят голын доод урсгалаас бусад).
Зөөлөн эдээс стронций-90-ийн биологийн хагас задралын хугацаа 5-8 хоног, ясны хувьд 150 хүртэл хоног (16% нь Теффтэй тэнцэх 3360 хоногтой тэнцэнэ).
Өгсөн. Үр дагавар нь гажуудал, ясны бүтцийн удаашралын шинж тэмдэг, түүнчлэн түүний цусны эргэлтийн сүлжээг эрс багасгадаг.
55. Цезий-137 хагас задралын хугацаа, биед орох.
Цезий-137 нь бета ялгаруулагч бөгөөд хагас задралын хугацаа 30,174 жил байна. 137С-ийг 1860 онд Германы эрдэмтэд Кирхгоф, Бунсен нар нээжээ. Энэ нь латин хэлний caesius - цэнхэр гэсэн үгнээс нэрээ авсан бөгөөд энэ нь спектрийн цэнхэр бүс дэх тод шугам дээр үндэслэсэн юм. Цезийн хэд хэдэн изотопууд одоогоор мэдэгдэж байна. Практикт хамгийн чухал ач холбогдолтой нь ураны задралын хамгийн урт бүтээгдэхүүнүүдийн нэг болох 137С юм.
Цөмийн эрчим хүч бол байгаль орчинд 137С-ийн үүсгүүр юм. Нийтлэгдсэн мэдээллээс үзэхэд 2000 онд дэлхийн бүх орны атомын цахилгаан станцын реакторуудаас 22.2 х 1019 Бк 137С агаар мандалд хаягдсан байна. 137С нь зөвхөн агаар мандалд төдийгүй атомын цахилгаан станцаар тоноглогдсон цөмийн шумбагч онгоц, танк, мөс зүсэгч онгоцноос далайд цацагддаг. Химийн шинж чанараараа цезий нь 1-р бүлгийн элементүүд болох рубиди ба калитай ойролцоо байдаг. Цезийн изотопууд нь биед нэвтрэх ямар ч замаар сайн шингэдэг..
Чернобылийн ослын дараа цезий-137 нь 1.0 MCi гадаад орчинд цацагдсан. Одоогийн байдлаар энэ нь Чернобылийн АЦС-ын осолд өртсөн бүс нутгуудын гол тунг үүсгэгч радионуклид юм. Бохирдсон газрууд бүрэн амьдрахад тохиромжтой байх нь түүний агуулга, гадаад орчин дахь зан төлөвөөс хамаарна.
Украин-Беларусийн Полесийн хөрс нь өвөрмөц шинж чанартай байдаг - цезий-137 нь тэдгээрт муу тогтдог бөгөөд үр дүнд нь үндэс системээр дамжуулан ургамалд амархан ордог.
Ураны задралын бүтээгдэхүүн болох цезийн изотопууд нь биологийн мөчлөгт багтдаг бөгөөд янз бүрийн биологийн гинжээр чөлөөтэй шилждэг. Одоогоор янз бүрийн амьтан, хүний биед 137С илэрч байна. Тогтвортой цезий нь хүн, амьтны биед 1 г зөөлөн эдэд 0.002-0.6 мкг хэмжээтэй байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Амьтан, хүний ходоод гэдэсний замд 137С-ийн шингээлт 100% байна.. Ходоод гэдэсний замын зарим хэсэгт 137С-ийн шингээлт өөр өөр хурдаар явагддаг. Амьсгалын замаар дамжин хүний биед 137С-ийн шимэгдэлт нь хоол хүнсээр хангагдсаны 0.25%-ийг эзэлдэг. Цезийг амаар уусны дараа их хэмжээний шингэсэн радионуклид нь гэдэс рүү ялгарч, дараа нь доошоо гэдсэнд дахин шингэдэг. Цезийн дахин шингээлтийн хэмжээ нь амьтны төрөл зүйлийн хооронд ихээхэн ялгаатай байж болно. Цус руу орсны дараа энэ нь эрхтэн, эд эсэд харьцангуй жигд тархдаг. Орох зам, амьтны төрөл нь изотопын тархалтад нөлөөлдөггүй.
Хүний биед 137С-ийг тодорхойлохдоо биеэс гарах гамма цацраг болон ялгадас (шээс, ялгадас) -ын бета, гамма цацрагийг хэмжих замаар гүйцэтгэдэг. Энэ зорилгоор бета-гамма радиометр ба хүний цацрагийн тоолуур (HRU) ашигладаг. Янз бүрийн гамма ялгаруулагчид тохирох спектрийн бие даасан оргил дээр үндэслэн тэдний бие дэх үйл ажиллагааг тодорхойлж болно. 137С-ийн цацрагийн гэмтэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд шингэн ба хатуу нэгдлүүдтэй бүх ажлыг битүүмжилсэн хайрцагт хийхийг зөвлөж байна. Цезий болон түүний нэгдлүүдийг биед нэвтрүүлэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хувийн хамгаалалтын хэрэгслийг ашиглах, хувийн эрүүл ахуйн дүрэм журмыг дагаж мөрдөх шаардлагатай.
Урт наст изотопуудын хагас задралын хугацааг голчлон биологийн хагас задралын хугацаа, богино хугацааны изотопуудын хагас задралын хугацааг голчлон тодорхойлдог. Биологийн хагас задралын хугацаа нь янз бүр байдаг - хэдэн цагаас (криптон, ксенон, радон) хэдэн жил хүртэл (скандий, иттрий, цирконий, актиниум). Хагас задралын үр дүнтэй хугацаа нь хэдэн цаг (натри-24, зэс-64), хоног (иод-131, фосфор-23, хүхэр-35), хэдэн арван жил (радиум-226, стронци-90) хүртэл байдаг.
Цезий-137-ийн биологийн хагас задралын хугацаа нь биеэс 70 хоног, булчин, уушиг, араг яснаас 140 хоног байна.
