Gema Chernobyl: bagaimana americium yang mematikan mengancam kesehatan dan kehidupan warga Belarusia? Radionuklida: kebenaran dan mitos Waktu paruh cs 137

Sifat biologis cesium-137 (137 Cs) - salah satu radionuklida paling penting secara biologis yang dilepaskan ke lingkungan setelah kecelakaan Chernobyl.

Sifat radionuklida 137 Cs

Cesium-137 merupakan pemancar beta dengan waktu paruh 30,174 tahun. 137 Cs ditemukan pada tahun 1860 oleh ilmuwan Jerman Kirchhoff dan Bunsen. Namanya didapat dari kata Latin caesius - biru, berdasarkan karakteristik garis terang di wilayah spektrum biru. Beberapa isotop cesium saat ini diketahui. Yang paling penting secara praktis adalah 137 Cs, salah satu produk fisi uranium yang berumur paling lama.

Energi nuklir adalah sumber pendapatan 137 Cs ke dalam lingkungan. Menurut data yang dipublikasikan, pada tahun 2000, sekitar 22,2 x 10 19 Bq dilepaskan ke atmosfer oleh reaktor pembangkit listrik tenaga nuklir di seluruh negara di dunia. 137 Cs. Ledakan 137 Cs dilakukan tidak hanya ke atmosfer, tetapi juga ke lautan dari kapal selam nuklir, kapal tanker, kapal pemecah es yang dilengkapi pembangkit listrik tenaga nuklir. Total aktivitas produk fisi yang terbentuk dalam reaktor nuklir kapal selam nuklir 60 MW selama operasi terus menerus selama satu tahun mencapai lebih dari 3,7 x 10 17 VK, termasuk 137 Cs- kurang lebih 24 x 10 14 Bq. Tentu saja, selama kecelakaan besar yang terjadi dengan dua kapal selam nuklir AS (Treter pada tahun 1963 dan Scorpion pada tahun 1967), sebagian besar zat radioaktif, termasuk 137 Cs, dapat masuk ke dalam air dan menjadi sumber pencemaran jangka panjang.

Menurut mereka sendiri sifat kimia sesium dekat dengan rubidium dan kalium - unsur golongan 1. Radioisotop cesium digunakan dalam penelitian kimia, deteksi cacat gamma, teknologi radiasi, dan eksperimen radiobiologi. 137 Cs digunakan sebagai sumber radiasi untuk terapi radiasi kontak dan sinar eksternal, serta untuk sterilisasi radiasi. Isotop cesium diserap dengan baik melalui semua jalur masuk ke dalam tubuh.

Setelah kecelakaan Chernobyl 1,0 MCi cesium-137 dilepaskan ke lingkungan eksternal. Saat ini, itu adalah radionuklida pembentuk dosis utama di daerah yang terkena dampak kecelakaan. Pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl . Kesesuaian kawasan yang terkontaminasi untuk kehidupan penuh bergantung pada konten dan perilakunya di lingkungan eksternal.

Tanah Polesie Ukraina-Belarusia memiliki ciri khusus - cesium-137 tidak terfiksasi dengan baik dan, akibatnya, mudah masuk ke tanaman melalui sistem akar. Oleh karena itu, bahkan pada masa sebelum kecelakaan, kandungan radionuklida dalam produk yang ditanam di sini adalah 35-40 kali lebih tinggi dibandingkan di wilayah tengah negara tersebut. Setelah kecelakaan Chernobyl, orang-orang harus dimukimkan kembali dari daerah yang paling terkena dampak, bukan karena radiasi latar yang sangat tinggi sehingga pertanian di sana menjadi mustahil.

Ada beberapa tempat di Ukraina di mana tidak mungkin memperoleh produk murni meskipun tingkat kontaminasi cesium-137 sebesar 1 Ci/km 2 .

Efek biologis 137 Cs

Isotop cesium, sebagai produk fisi uranium, termasuk dalam siklus biologis dan bebas bermigrasi melalui berbagai rantai biologis. Saat ini 137 Cs ditemukan di tubuh berbagai hewan dan manusia. Perlu dicatat bahwa cesium stabil ditemukan dalam tubuh manusia dan hewan dalam jumlah 0,002 hingga 0,6 μg per 1 g jaringan lunak.

Pengisapan 137 Cs di saluran pencernaan hewan dan manusia adalah 100%. Di area tertentu pada saluran pencernaan, penyerapan 137 Cs terjadi pada kecepatan yang berbeda. Menurut para ilmuwan, satu jam setelah pemberian, diserap sehubungan dengan dosis yang diberikan: 7% diserap di perut 137 Cs, di duodenum - 77%, di jejunum - 76%, di ileum - 78%, di sekum - 13%, di usus besar melintang - 39%.

Melalui saluran pernafasan masuk ke dalam tubuh manusia 137 Cs adalah 0,25% dari nilai yang berasal dari makanan. Setelah konsumsi cesium secara oral, sejumlah besar radionuklida yang diserap disekresikan ke dalam usus dan kemudian diserap kembali di usus desendens. Tingkat reabsorpsi cesium dapat bervariasi secara signifikan jenis yang berbeda binatang. Setelah memasuki darah, ia didistribusikan secara relatif merata ke seluruh organ dan jaringan. Jalur masuk dan jenis hewan tidak mempengaruhi distribusi isotop.

L.A. Buldakov, G.K. Korolev percaya bahwa isotop cesium paling banyak terakumulasi di otot. Menurut Yu. I. Moskalev setelah pemberian intravena 137 Cs cepat meninggalkan aliran darah. Dalam 10 - 30 menit pertama, konsentrasi maksimumnya tercatat di ginjal (7-10% dalam 1 gram jaringan). Kemudian didistribusikan kembali, dan jumlah utama - hingga 52,2% - disimpan jaringan otot.

Melakukan studi tentang distribusinya 137 Cs dalam tubuh babi. Babi-babi itu diberi makan 137 Cs dengan makanan sekali atau berulang kali selama 7 hari dengan dosis total 2,9 atau 1,6 kBq. Pada hari 1, 7, 14, 28 dan 60 setelah pemberian isotop, hewan dibunuh dan diperiksa isinya. 137 Cs dalam jaringan otot. Kandungan aktivitas pada jaringan otot hewan yang dirawat 137 Cs pada dosis 2,967 kBq, hampir 2 kali lebih tinggi dibandingkan pada hewan penerima 137 Cs dengan dosis 1,609 kBq. Penurunan radioaktivitas pada jaringan otot paling terasa pada 14 hari pertama pada kedua dosis radionuklida. Pemindahan 137 Cs dari tubuh babi dilakukan terutama melalui urin. Tingkat eliminasi 137 Cs dengan pemberian tunggal dan berulang berbeda secara signifikan. Waktu paruh isotop dengan suntikan tunggal adalah 5 hari, dan dengan pemberian berulang adalah 14 hari.

Di dalam tubuh rusa, setelah satu suntikan, 137 Cs akan didistribusikan dengan cara ini. 100% terakumulasi di otot, 79% di ginjal, 60% di jantung, 60% di limpa, 55% di paru-paru, dan 48% di hati.

Dalam percobaan pada anjing yang dilakukan pada tahun 1968, ditemukan bahwa dengan pemberian intravena tunggal 137 Cs dalam jumlah 3,5 – 14 x 10 7 Bq/kg mempelajari distribusi antar organ. Hal ini ditunjukkan bahwa jumlah terbesar 137 Cs setelah 19-81 hari mereka disimpan otot rangka, hati, ginjal. Penting untuk dicatat bahwa dosis yang diberikan 137 Cs dan jenis kelamin hewan tidak mempengaruhi distribusi nuklida antar organ dan jaringan.

Definisi 137 Cs dalam tubuh manusia dilakukan dengan mengukur radiasi gamma dari tubuh dan beta, radiasi gamma dari sekret (urin, feses). Untuk tujuan ini, radiometer beta-gamma dan penghitung radiasi manusia (HRU) digunakan. Berdasarkan puncak individu dalam spektrum yang berhubungan dengan pemancar gamma yang berbeda, aktivitasnya dalam tubuh dapat ditentukan. Untuk mencegah cedera radiasi 137 Cs Semua pekerjaan dengan senyawa cair dan padat disarankan untuk dilakukan dalam kotak tertutup. Untuk mencegah masuknya cesium dan senyawanya ke dalam tubuh, perlu menggunakan cara perlindungan pribadi dan mematuhi aturan kebersihan pribadi.

Sediaan cesium terbuka dengan aktivitas 0,37-3,7 mBq (10-100 µCi) dapat ada di tempat kerja tanpa izin dari layanan sanitasi dan epidemiologi.

Perawatan darurat untuk cedera akut akibat isotop cesium

Perawatan darurat untuk kerusakan isotop 137 Cs terdiri dari dekontaminasi tangan dan wajah dengan sabun dan air, deterjen “Era” dan “Astra”. Penting untuk membilas nasofaring dan rongga mulut larutan air atau garam.

Untuk mempercepat eliminasi cesium dari tubuh, dianjurkan untuk menggunakan sorben berikut: ferrocin, 1,0:100 ml air, atau bentonit, 20,0:200 ml air, diikuti dengan menginduksi muntah (1% apomorphine - 0,5 ml di bawah kulit), atau bilas lambung secara berlebihan dengan air. Setelah membersihkan perut, resepkan kembali pengobatan dengan ferrocin (1,0 g 2-3 kali sehari selama 15-20 hari). DI DALAM kasus yang parah hemodialisis (penggunaan alat ginjal buatan). Peningkatan menyeluruh dalam metabolisme air-garam. Resep kalium asetat, 30.0: :200.0, 1 sendok makan 5 kali sehari. Diet kalium (kismis, aprikot kering) Pemberian intravena natrium sitrat 10% - 2 - 3 ml. Diuretik dengan pemuatan air. Diphenhydramine 0,05 g per oral, antibiotik.

Asupan yang dapat diterima 137 Cs ke dalam tubuh manusia tidak boleh melebihi 7,4 x 10 2 Bq/hari. Asupan tahunan yang diperbolehkan 137 Cs masuk ke dalam tubuh personel melalui sistem pernapasan adalah 13,3 x 10 4 Bq/tahun. Konsentrasi yang diijinkan 137 Cs di udara ruang kerja 5,18 x 10 -1 Bq/l, di air - 5,5 x 10 2 Bq/l, di udara atmosfer 18 x 10 -3 Bq/l.

Migrasi 137 Cs di tanah

Jatuh ke tanah setelah kecelakaan Chernobyl 137 Cs tertahan kuat di lapisan humus atas. Seiring waktu, terjadi transformasi fisikokimia, migrasi sepanjang profil tanah, dan akumulasi oleh vegetasi. Cesium biasanya diserap oleh bagian mineral tanah. Unsur tersebut tertanam dalam kisi-kisi kristal mineral lempung, terikat erat di sana oleh bagian tanah yang tersebar sangat halus. Cesium diserap paling intensif oleh vermikulit, phlogopite, hydrophlogopite, ascanite, dan gumbrin. Penyerapan cesium oleh kompleks serapan tanah setelah diendapkan ke dalam tanah mula-mula dilakukan oleh partikel kasar, kemudian bergeser ke arah serapan oleh fraksi halus. Selama tujuh tahun, proporsi cesium yang difiksasi oleh bagian mineral tanah meningkat 2,5 kali lipat di tanah hutan abu-abu, 4,5 kali lipat di tanah soddy-podsolik, dan 7 kali lipat di tanah chernozem dan dapat mencapai 80-95% dari total kandungan. unsur yang ada di dalam tanah. Cesium terikat erat dengan bahan organik tanah, khususnya membentuk humat dan fulvat. Yang terakhir ini ditandai dengan mobilitas yang jauh lebih besar. Bahan yang larut dalam air meningkatkan mobilitas logam bahan organik, terbentuk selama dekomposisi vegetasi. Ketika cesium bermigrasi jauh ke dalam cakrawala tanah, ada dua jenis perpindahan massa: cepat (karena pergerakan logam bersama dengan partikel halus) dan lambat (karena pergerakan bentuk yang larut dalam air). Pada varietas tanah lempung soddy-podsolik, hanya perpindahan lambat yang diamati, pada tanah lempung berpasir dan tanah berpasir - lambat dan cepat dengan dominasi yang terakhir. Rata-rata, perpindahan cepat adalah 15% dari semua bentuk cesium yang bermigrasi.

N.V. Timofeev-Resovsky dan rekan penulis 137 Cs dialokasikan ke kelompok isotop terpisah berdasarkan sifat perilakunya dalam sistem larutan tanah - ke dalam kelompok dengan tanda-tanda perilaku yang dapat ditukar dan tidak dapat ditukar. Faktor terpenting dalam migrasi cesium dalam sistem larutan tanah adalah perubahan konsentrasinya (bermigrasi secara berbeda di dalam tanah tergantung pada kuantitas di dalamnya: perilaku cesium dalam sistem tidak dapat ditukar pada konsentrasi mikro dan dapat ditukar di bidang makrokonsentrasi) .

Karena sedikit hidrolisis, penyerapan 137 Cs sangat bergantung pada pH larutan tanah.

Akumulasi dicatat 137 Cs di tanah dataran banjir, karena penambahan suspensi mekanis selama banjir. Di tanah dataran banjir 137 Cs, biasanya, tertinggal di lapisan 5 sentimeter atas. Namun, dalam kasus di mana cakrawala permukaan tanah dataran banjir diwakili oleh lapisan komposisi mekanis ringan dengan kandungan humus rendah, 137 Cs terlepas dari cakrawala ini dan tertahan di cakrawala yang mendasarinya. Kemampuan migrasi 137 Cs juga meningkat di beberapa tanah gambut, dimana ia banyak disuplai ke tanaman. Peneliti Jepang mencatat bukti penetrasi 137 Cs menjadi batuan (basal yang tidak lapuk) hingga kedalaman 3-5 cm.

Akumulasi radionuklida 137 Cs oleh tumbuhan

Cesium terserap dengan baik oleh tumbuh-tumbuhan, tingkat akumulasi unsur tersebut pada tanaman pertanian dapat mencapai 100%; akumulasi terjadi terutama pada fitomasa di atas tanah (hingga 60% dari unsur yang diserap). Di tanah lempung berpasir 137 Cs 7 kali lebih mudah diakses oleh tanaman dibandingkan 137 Cs. Keterlibatan intens unsur dalam siklus biologis disebabkan oleh keasaman lanskap Polesie, yang mendukung akumulasi fisiologis logam oleh organisme, mobilitas logam, serta analoginya dengan kalium - unsur aktif secara biokimia, kekurangannya. yang mana hal ini terlihat jelas di lanskap Polesie, namun sangat penting bagi tanaman.

Literatur:

• Budarnikov V.A., Kirshin V.A., Antonenko A.E. Buku referensi radiobiologi. – Mn.: Urazhay, 1992. – 336 hal.
• Chernobyl tidak melepaskannya... (untuk peringatan 50 tahun penelitian radioekologi di Republik Komi). – Syktyvkar, 2009 – 120 hal.
• Zhuravlev V.F. Toksikologi zat radioaktif. – ke-2, ed., direvisi. dan tambahan – M.: Energoatomizdat, 1990. – 336 hal.

Sejarah penemuan cesium 137

sesium punya cerita yang menarik bukaan. Pada tahun 1860 Dokter mengirim air dari mata air Laut Hitam ke laboratorium ilmuwan Jerman Bunzep. Setelah airnya menguap, ilmuwan tersebut memasukkan larutan tersebut ke dalam nyala api kompor gas dan mulai memeriksanya melalui spektroskop. Saya menemukan bahwa zat baru berwarna biru surgawi telah muncul dalam nyala api. Itu diberi nama cesium, yang diterjemahkan dari bahasa Latin berarti cesium "biru langit" - salah satu unsur yang sangat langka yang ditemukan di bebatuan, air laut, sebagian kecil terdapat pada gula bit, biji kakao, dan daun teh. Perokok pun sudah familiar dengan hal ini: hal ini dibuktikan dengan adanya 2 garis biru pada spektrum asap tembakau.

Cesium telah dipelajari oleh para ilmuwan sejak lama. Para ilmuwan dari Institut Penelitian Geofisika India sampai pada kesimpulan bahwa konsentrasi air yang tinggi mungkin merupakan tanda aktivitas magmatik di bawah permukaan.

Peningkatan konsentrasi isotop radioaktif Cs-137 ditemukan pada pohon-pohon yang bertahan di daerah ledakan Tunguna, dengan perubahan karakteristik lapisan batang yang terjadi pada tahun 1908, ketika hal ini terjadi.

Ciri-ciri umum sesium 137

Isotop Cs-137 sebenarnya merupakan satu-satunya sumber radiasi gamma yang digunakan dalam studi agronomi untuk menentukan kepadatan dan kelembaban tanah, meskipun terdapat sumber radiasi gamma lain. Kenyamanan sumber ini semakin ditingkatkan dengan fakta bahwa ia memiliki waktu paruh 30 tahun, sehingga tidak diperlukan penyesuaian peluruhan radioaktif setiap hari. Harga isotop ini juga relatif rendah. Isotop radioaktif cesium, yang merupakan analog kimia kalium, dicirikan oleh mobilitas biologis yang tinggi. Ketika berada di dalam tanah, mereka secara intensif masuk ke dalam tanaman. Besarnya perpindahan radionuklida dari tanah ke tanaman seringkali ditentukan oleh nilai koefisien akumulasi (AC) oleh tanaman.

Koefisien akumulasi adalah perbandingan kandungan radionuklida per satuan massa tanaman (Cp) dengan kandungan radionuklida per satuan massa tanah (Sp):

Tabel 1 memuat koefisien akumulasi radionuklida pada jerami di berbagai jenis tanah.

Tabel 1 - Koefisien akumulasi radionuklida dalam jerami

Jadi, bila masuk dari tanah ke tanaman, koefisien akumulasi Cs-137 bisa mencapai 2.

Berdasarkan lima pola makan utama sapi yang diperoleh dari pakan yang ditanam di empat jenis tanah utama (berpasir soddy-podsolik, lempung berpasir, lempung, dan rawa gambut), perhitungan tingkat pencemaran maksimum yang diperbolehkan (MAL) terhadap lahan pertanian dengan radionuklida Cs-137 dilakukan tergantung pada kandungan kalium yang dapat ditukar dalam tanah (80-500 mg/kg).

MPL untuk Cs-137 yang tanahnya mengandung 80 mg/kg kalium atau kurang untuk tanah berpasir sod-podsolik dan tanah lempung berpasir adalah 0,37-1,09 MBq/m2, tanah lempung 0,51-1,53 ​​MBq/m2, rawa gambut ( kalium 250 mg/kg atau kurang) 0,09-0,14 MBq/m2.

sesium – unsur kimia 1 kelompok sistem periodik D.I. Logam alkali. Massa atom 132,91. Di alam, terdapat satu isotop stabil, Cs-133. Hal ini ditemukan terutama dalam keadaan tersebar di mineral lepirlite dan carpollite. Ia juga membentuk mineral independen, pollucite dan rodicite.

Cesium adalah logam berwarna putih keperakan, lunak, mudah dibentuk. Di semua senyawa, ia bersifat monovalen. Massa jenis 1,903 g/cm 3 (pada 20º C), titik leleh

28,5ºС, titik didih 670ºС. Memiliki efek fotolistrik selektif. Di udara ia langsung terbakar membentuk Cs 2 Oz peroksida. Mudah terbakar jika berinteraksi dengan halogen. Ia berinteraksi dengan belerang dan fosfor melalui ledakan, dan interaksinya dengan asam dan air juga terjadi. Pada suhu 300ºС ia menghancurkan kaca dan kuarsa, menggantikan silikon. Garam cesium sederhana (klorida, sulfat, dll.) sangat larut dalam air, sedangkan garam ganda dan kompleks sulit larut. Cesium diekstraksi dari mineral alami bersama dengan rubidium. Di tanah yang berbeda, efek cesium berbeda: di tanah liat, tercuci, dan kekurangan kalium, ia terikat kuat dan sulit dipindahkan ke akar tanaman; di tanah yang kaya bahan organik, ia diserap dengan baik oleh sistem akar tanaman (hal ini sebagian disebabkan oleh besarnya kapasitas pertukaran kationik tanah organik). Cesium mudah berpindah di dalam tanaman itu sendiri. Ini terakumulasi di lumut (kadang-kadang 10 kali lebih banyak daripada tanaman selatan), sedimen, dan ekor kuda.

Kandungan rata-rata pada tumbuhan sekitar 0,022% bahan kering. Ini terakumulasi dalam jumlah yang signifikan di tubuh hewan invertebrata - 0,0138% (per bahan kering), di tubuh vertebrata jumlahnya 4 kali lebih sedikit. Cesium masuk ke dalam tubuh hewan terutama dengan makanan nabati, mudah diserap di saluran pencernaan (50-80%) dan bersirkulasi bebas ke seluruh tubuh. Bagian utamanya disimpan di otot (80%) dan tulang (sekitar 8%). Apalagi otot lebih aktif menyerap cesium dalam jumlah banyak. Pada hewan menyusui, sebagian besar cesium masuk ke dalam susu, dan pada ayam - ke dalam telur. Itu dikeluarkan dari tubuh melalui urin dan feses. Hewan ruminansia mengeluarkan cesium dalam jumlah yang lebih besar dibandingkan hewan lainnya.

Dari produk makanan Roti, kentang, dan berbagai sayuran kaya akan cesium. Ketika diberikan secara parenteral ke dalam tubuh, ekskresinya melalui urin dan feses meningkat secara signifikan ketika makanan diperkaya dengan potasium, dan sebaliknya, penurunan kandungan potasium dalam makanan menyebabkan penurunan ekskresi cesium. Tidak ada data tentang efek toksik cesium dalam kondisi asupan terus menerus ke dalam tubuh melalui makanan. Spesies hewan yang berbeda memiliki tingkat akumulasi yang berbeda. Misalnya, terdapat lebih banyak cesium dalam jaringan sapi dibandingkan jaringan domba, karena massa jaringan lunak pada sapi kira-kira 7 kali lebih besar.

Isotop radioaktif Cs-137beta adalah emitor. Peluruhan dengan emisi spektrum beta dua komponen. Ev = 511,7 keV (94,8%), Ev = 1173,4 keV (5,2%). Energi maksimum 0,52 MeV, rata-rata 179 keV. Penelitian ini disertai dengan radiasi gamma yang dipancarkan oleh radioaktif barium anak, dengan energi 661,662 keV dan sinar-x dengan energi 32-36,5 keV. Karena cesium bersirkulasi ke seluruh tubuh ketika tertelan, dosis radiasi ke semua organ kira-kira sama, dan oleh karena itu kerusakan genetik dan somatik mungkin terjadi. Efek Cs-137 terhadap harapan hidup dan efek lainnya adalah sama untuk jalur masuk yang berbeda ke dalam tubuh. Setelah kontak dengan kulit, Cs-137 diserap melalui pembuluh darah dan kapiler limfatik; waktu paruhnya dari kulit adalah satu hari. Waktu paruh Cs-137 dari tubuh berbeda-beda pada spesies hewan yang berbeda, misalnya pada anjing adalah 42 hari, dan pada tikus 6. Ketika Cs-137 dimasukkan ke dalam tubuh, berkembangnya leukemia, payudara dan kanker hati, penekanan hematopoiesis limfoid, penghambatan fungsi sumsum tulang, tumor kulit.

Tingkat aktivitas Cs-137 yang diperbolehkan di perairan terbuka 1.5 10-8 Ci/l (555 Bq/l), udara area kerja – 1.4 10 –11 Ci/l (0.52 Bq/l), di udara atmosfer – 4.9 10- 13 Ci/l (0,02 Bq/l).

Sifat biologis cesium-137 (137 Cs) - salah satu radionuklida paling penting secara biologis yang dilepaskan ke lingkungan setelah kecelakaan Chernobyl.

Sifat radionuklida 137 Cs

Cesium-137 merupakan pemancar beta dengan waktu paruh 30,174 tahun. 137 Cs ditemukan pada tahun 1860 oleh ilmuwan Jerman Kirchhoff dan Bunsen. Namanya didapat dari kata Latin caesius - biru, berdasarkan karakteristik garis terang di wilayah spektrum biru. Beberapa isotop cesium saat ini diketahui. Yang paling penting secara praktis adalah 137 Cs, salah satu produk fisi uranium yang berumur paling lama.

Energi nuklir adalah sumber pendapatan 137 Cs ke dalam lingkungan. Menurut data yang dipublikasikan, pada tahun 2000, sekitar 22,2 x 10 19 Bq dilepaskan ke atmosfer oleh reaktor pembangkit listrik tenaga nuklir di seluruh negara di dunia. 137 Cs. Ledakan 137 Cs dilakukan tidak hanya ke atmosfer, tetapi juga ke lautan dari kapal selam nuklir, kapal tanker, kapal pemecah es yang dilengkapi pembangkit listrik tenaga nuklir. Total aktivitas produk fisi yang terbentuk dalam reaktor nuklir kapal selam nuklir 60 MW selama operasi terus menerus selama satu tahun mencapai lebih dari 3,7 x 10 17 VK, termasuk 137 Cs- kurang lebih 24 x 10 14 Bq. Tentu saja, selama kecelakaan besar yang terjadi dengan dua kapal selam nuklir AS (Treter pada tahun 1963 dan Scorpion pada tahun 1967), sebagian besar zat radioaktif, termasuk 137 Cs, dapat masuk ke dalam air dan menjadi sumber pencemaran jangka panjang.

Berdasarkan sifat kimianya sesium dekat dengan rubidium dan kalium - unsur golongan 1. Radioisotop cesium digunakan dalam penelitian kimia, deteksi cacat gamma, teknologi radiasi, dan eksperimen radiobiologi. 137 Cs digunakan sebagai sumber radiasi untuk terapi radiasi kontak dan sinar eksternal, serta untuk sterilisasi radiasi. Isotop cesium diserap dengan baik melalui semua jalur masuk ke dalam tubuh.

Setelah kecelakaan Chernobyl 1,0 MCi cesium-137 dilepaskan ke lingkungan eksternal. Saat ini, itu adalah radionuklida pembentuk dosis utama di daerah yang terkena dampak kecelakaan. Pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl. Kesesuaian kawasan yang terkontaminasi untuk kehidupan penuh bergantung pada konten dan perilakunya di lingkungan eksternal.

Tanah Polesie Ukraina-Belarusia memiliki ciri khusus - cesium-137 tidak terfiksasi dengan baik dan, akibatnya, mudah memasuki tanaman melalui sistem akar. Oleh karena itu, bahkan pada masa sebelum kecelakaan, kandungan radionuklida dalam produk yang ditanam di sini adalah 35-40 kali lebih tinggi dibandingkan di wilayah tengah negara tersebut. Setelah kecelakaan Chernobyl, orang-orang harus dimukimkan kembali dari daerah yang paling terkena dampak, bukan karena radiasi latar yang sangat tinggi sehingga pertanian di sana menjadi mustahil.

Ada beberapa tempat di Ukraina di mana tidak mungkin memperoleh produk murni meskipun tingkat kontaminasi cesium-137 sebesar 1 Ci/km 2 .

Efek biologis 137 Cs

Isotop cesium, sebagai produk fisi uranium, termasuk dalam siklus biologis dan bebas bermigrasi melalui berbagai rantai biologis. Saat ini 137 Cs ditemukan di tubuh berbagai hewan dan manusia. Perlu dicatat bahwa cesium stabil ditemukan dalam tubuh manusia dan hewan dalam jumlah 0,002 hingga 0,6 μg per 1 g jaringan lunak.

Pengisapan 137 Cs di saluran pencernaan hewan dan manusia adalah 100%. Di area tertentu pada saluran pencernaan, penyerapan 137 Cs terjadi pada kecepatan yang berbeda. Menurut para ilmuwan, satu jam setelah pemberian, diserap sehubungan dengan dosis yang diberikan: 7% diserap di perut 137 Cs, di duodenum - 77%, di jejunum - 76%, di ileum - 78%, di sekum - 13%, di usus besar melintang - 39%.

Melalui saluran pernafasan masuk ke dalam tubuh manusia 137 Cs adalah 0,25% dari nilai yang berasal dari makanan. Setelah konsumsi cesium secara oral, sejumlah besar radionuklida yang diserap disekresikan ke dalam usus dan kemudian diserap kembali di usus desendens. Tingkat reabsorpsi cesium dapat sangat bervariasi antar spesies hewan. Setelah memasuki darah, ia didistribusikan secara relatif merata ke seluruh organ dan jaringan. Jalur masuk dan jenis hewan tidak mempengaruhi distribusi isotop.

L.A. Buldakov, G.K. Korolev percaya bahwa isotop cesium paling banyak terakumulasi di otot. Menurut Yu. I. Moskalev setelah pemberian intravena 137 Cs cepat meninggalkan aliran darah. Dalam 10 - 30 menit pertama, konsentrasi maksimumnya tercatat di ginjal (7-10% dalam 1 gram jaringan). Kemudian didistribusikan kembali, dan jumlah utamanya - hingga 52,2% - disimpan di jaringan otot.

Melakukan studi tentang distribusinya 137 Cs dalam tubuh babi. Babi-babi itu diberi makan 137 Cs dengan makanan sekali atau berulang kali selama 7 hari dengan dosis total 2,9 atau 1,6 kBq. Pada hari 1, 7, 14, 28 dan 60 setelah pemberian isotop, hewan dibunuh dan diperiksa isinya. 137 Cs dalam jaringan otot. Kandungan aktivitas pada jaringan otot hewan yang dirawat 137 Cs pada dosis 2,967 kBq, hampir 2 kali lebih tinggi dibandingkan pada hewan penerima 137 Cs dengan dosis 1,609 kBq. Penurunan radioaktivitas pada jaringan otot paling terasa pada 14 hari pertama pada kedua dosis radionuklida. Pemindahan 137 Cs dari tubuh babi dilakukan terutama melalui urin. Tingkat eliminasi 137 Cs dengan pemberian tunggal dan berulang berbeda secara signifikan. Waktu paruh isotop dengan suntikan tunggal adalah 5 hari, dan dengan pemberian berulang adalah 14 hari.

Di dalam tubuh rusa, setelah satu suntikan, 137 Cs akan didistribusikan dengan cara ini. 100% terakumulasi di otot, 79% di ginjal, 60% di jantung, 60% di limpa, 55% di paru-paru, dan 48% di hati.

Dalam percobaan pada anjing yang dilakukan pada tahun 1968, ditemukan bahwa dengan pemberian intravena tunggal 137 Cs dalam jumlah 3,5 – 14 x 10 7 Bq/kg mempelajari distribusi antar organ. Telah terbukti bahwa jumlah terbesar 137 Cs setelah 19-81 hari mereka terkandung di otot rangka, hati, dan ginjal. Penting untuk dicatat bahwa dosis yang diberikan 137 Cs dan jenis kelamin hewan tidak mempengaruhi distribusi nuklida antar organ dan jaringan.

Definisi 137 Cs dalam tubuh manusia dilakukan dengan mengukur radiasi gamma dari tubuh dan beta, radiasi gamma dari sekret (urin, feses). Untuk tujuan ini, radiometer beta-gamma dan penghitung radiasi manusia (HRU) digunakan. Berdasarkan puncak individu dalam spektrum yang berhubungan dengan pemancar gamma yang berbeda, aktivitasnya dalam tubuh dapat ditentukan. Untuk mencegah cedera radiasi 137 Cs Semua pekerjaan dengan senyawa cair dan padat disarankan untuk dilakukan dalam kotak tertutup. Untuk mencegah cesium dan senyawanya masuk ke dalam tubuh, perlu menggunakan alat pelindung diri dan memperhatikan aturan kebersihan diri.

Sediaan cesium terbuka dengan aktivitas 0,37-3,7 mBq (10-100 µCi) dapat ada di tempat kerja tanpa izin dari layanan sanitasi dan epidemiologi.

Perawatan darurat untuk cedera akut akibat isotop cesium

Perawatan darurat untuk kerusakan isotop 137 Cs terdiri dari dekontaminasi tangan dan wajah dengan sabun dan air, deterjen “Era” dan “Astra”. Nasofaring dan rongga mulut perlu dibilas dengan air atau larutan garam.

Untuk mempercepat eliminasi cesium dari tubuh, dianjurkan untuk menggunakan sorben berikut: ferrocin, 1,0:100 ml air, atau bentonit, 20,0:200 ml air, diikuti dengan menginduksi muntah (1% apomorphine - 0,5 ml di bawah kulit), atau bilas lambung secara berlebihan dengan air. Setelah membersihkan perut, resepkan kembali pengobatan dengan ferrocin (1,0 g 2-3 kali sehari selama 15-20 hari). Dalam kasus yang parah, hemodialisis (penggunaan alat ginjal buatan). Peningkatan menyeluruh dalam metabolisme air-garam. Resep kalium asetat, 30.0: :200.0, 1 sendok makan 5 kali sehari. Diet kalium (kismis, aprikot kering) Pemberian natrium sitrat intravena 10% - 2 - 3 ml. Diuretik dengan pemuatan air. Diphenhydramine 0,05 g per oral, antibiotik.

Asupan yang dapat diterima 137 Cs ke dalam tubuh manusia tidak boleh melebihi 7,4 x 10 2 Bq/hari. Asupan tahunan yang diperbolehkan 137 Cs masuk ke dalam tubuh personel melalui sistem pernapasan adalah 13,3 x 10 4 Bq/tahun. Konsentrasi yang diijinkan 137 Cs di udara ruang kerja 5,18 x 10 -1 Bq/l, di air - 5,5 x 10 2 Bq/l, di udara atmosfer 18 x 10 -3 Bq/l.

Migrasi 137 Cs di tanah

Jatuh ke tanah setelah kecelakaan Chernobyl 137 Cs tertahan kuat di lapisan humus atas. Seiring waktu, terjadi transformasi fisikokimia, migrasi sepanjang profil tanah, dan akumulasi oleh vegetasi. Cesium biasanya diserap oleh bagian mineral tanah. Unsur tersebut tertanam dalam kisi-kisi kristal mineral lempung, terikat erat di sana oleh bagian tanah yang tersebar sangat halus. Cesium diserap paling intensif oleh vermikulit, phlogopite, hydrophlogopite, ascanite, dan gumbrin. Penyerapan cesium oleh kompleks serapan tanah setelah diendapkan ke dalam tanah mula-mula dilakukan oleh partikel kasar, kemudian bergeser ke arah serapan oleh fraksi halus. Selama tujuh tahun, proporsi cesium yang difiksasi oleh bagian mineral tanah meningkat 2,5 kali lipat di tanah hutan abu-abu, 4,5 kali lipat di tanah soddy-podsolik, dan 7 kali lipat di tanah chernozem dan dapat mencapai 80-95% dari total kandungan. unsur yang ada di dalam tanah. Cesium terikat erat dengan bahan organik tanah, khususnya membentuk humat dan fulvat. Yang terakhir ini ditandai dengan mobilitas yang jauh lebih besar. Zat organik yang larut dalam air yang terbentuk selama dekomposisi vegetasi meningkatkan mobilitas logam. Ketika cesium bermigrasi jauh ke dalam cakrawala tanah, ada dua jenis perpindahan massa: cepat (karena pergerakan logam bersama dengan partikel halus) dan lambat (karena pergerakan bentuk yang larut dalam air). Pada varietas tanah lempung soddy-podsolik, hanya perpindahan lambat yang diamati, pada tanah lempung berpasir dan tanah berpasir - lambat dan cepat dengan dominasi yang terakhir. Rata-rata, perpindahan cepat adalah 15% dari semua bentuk cesium yang bermigrasi.

N.V. Timofeev-Resovsky dan rekan penulis 137 Cs dialokasikan ke kelompok isotop terpisah berdasarkan sifat perilakunya dalam sistem larutan tanah - ke dalam kelompok dengan tanda-tanda perilaku yang dapat ditukar dan tidak dapat ditukar. Faktor terpenting dalam migrasi cesium dalam sistem larutan tanah adalah perubahan konsentrasinya (bermigrasi secara berbeda di dalam tanah tergantung pada kuantitas di dalamnya: perilaku cesium dalam sistem tidak dapat ditukar pada konsentrasi mikro dan dapat ditukar di bidang makrokonsentrasi) .

Karena sedikit hidrolisis, penyerapan 137 Cs sangat bergantung pada pH larutan tanah.

Akumulasi dicatat 137 Cs di tanah dataran banjir, karena penambahan suspensi mekanis selama banjir. Di tanah dataran banjir 137 Cs, biasanya, tertinggal di lapisan 5 sentimeter atas. Namun, dalam kasus di mana cakrawala permukaan tanah dataran banjir diwakili oleh lapisan komposisi mekanis ringan dengan kandungan humus rendah, 137 Cs terlepas dari cakrawala ini dan tertahan di cakrawala yang mendasarinya. Kemampuan migrasi 137 Cs juga meningkat di beberapa tanah gambut, dimana ia banyak disuplai ke tanaman. Peneliti Jepang mencatat bukti penetrasi 137 Cs menjadi batuan (basal yang tidak lapuk) hingga kedalaman 3-5 cm.

Akumulasi radionuklida 137 Cs oleh tumbuhan

Cesium terserap dengan baik oleh tumbuh-tumbuhan, tingkat akumulasi unsur tersebut pada tanaman pertanian dapat mencapai 100%; akumulasi terjadi terutama pada fitomasa di atas tanah (hingga 60% dari unsur yang diserap). Di tanah lempung berpasir 137 Cs 7 kali lebih mudah diakses oleh tanaman dibandingkan 137 Cs. Keterlibatan intens unsur dalam siklus biologis disebabkan oleh keasaman lanskap Polesie, yang mendukung akumulasi fisiologis logam oleh organisme, mobilitas logam, serta analoginya dengan kalium - unsur aktif secara biokimia, kekurangannya. yang mana hal ini terlihat jelas di lanskap Polesie, namun sangat penting bagi tanaman.

Literatur:

• Budarnikov V.A., Kirshin V.A., Antonenko A.E. Buku referensi radiobiologi. – Mn.: Urazhay, 1992. – 336 hal.
• Chernobyl tidak melepaskannya... (untuk peringatan 50 tahun penelitian radioekologi di Republik Komi). – Syktyvkar, 2009 – 120 hal.
• Zhuravlev V.F. Toksikologi zat radioaktif. – ke-2, ed., direvisi. dan tambahan – M.: Energoatomizdat, 1990. – 336 hal.

Cesium-137 (radiocesium) adalah nuklida cesium radioaktif yang terbentuk selama reaksi di reaktor nuklir pembangkit listrik tenaga nuklir, serta selama ledakan senjata nuklir. Waktu paruh cesium-137 adalah 30,17 tahun, yang pada akhirnya menghasilkan isotop stabil barium-137.

Sumber cesium radioaktif

Jika terjadi kecelakaan di fasilitas industri nuklir atau akibat uji coba nuklir, cesium-137 adalah salah satu sumber kontaminasi utama (kedua) di wilayah tersebut. Jadi sekitar 15% radionuklida merupakan radiocesium. Namun, angka tersebut melebihi angka Chernobyl lebih dari tiga kali lipat.

Tempat penimbunan cesium 137 pada tubuh manusia dan hewan

Seperti yang anda ketahui dari pelajaran biologi dan kimia, spesialis dari http://umnika.rf tidak akan diperbolehkan berbohong, organisme hidup memperoleh cesium-137 terutama melalui organ pernafasan atau pencernaan. Pada saat yang sama, kulit tanpa luka terlindungi dengan cukup baik selama kontak langsung. Di dalam tubuh, radiocesium terakumulasi terutama di otot, di pada tingkat yang lebih rendah di kerangka. Alasan akumulasi cesium radioaktif di otot adalah penggantian kalium. Berbeda dengan, katakanlah, yang terakumulasi hampir seluruhnya di kelenjar tiroid. Ekskresi dari tubuh melewati ginjal dan usus secara alami. Diuretik sering digunakan untuk penghentian untuk mempercepat prosesnya.

Pengaruh cesium-137 pada manusia

cesium radioaktif yang diserap dalam jumlah besar menyebabkan penyakit radiasi dan tumor ganas.

Penerapan sesium-137

Radiocesium digunakan dalam obat, selama sterilisasi produk makanan, dalam teknologi pengukuran. Tidak seperti cesium-137, ia memiliki waktu paruh yang lebih lama, serta radiasi gamma yang lebih lembut, sehingga memperpanjang umur perangkat dan mengurangi bobotnya karena perlindungan yang lebih sedikit.

Strontium radioaktif-90

Sumber polusi lingkungan. Sumber polusi paling signifikan lingkungan eksternal strontium-90 - pengujian senjata nuklir, dan lokasi dampak yang jelas dicatat (kepadatan dampak tergantung pada karakteristik fisik, geografis dan iklim daerah tertentu). Radionuklida ini juga masuk ke lingkungan luar dari pembangkit listrik tenaga nuklir dan pabrik pengolahan ulang bahan bakar nuklir bekas (ditemukan dalam emisi dalam bentuk yang mudah larut). Dalam kondisi penggunaan normal Pembangkit listrik tenaga nuklir melepaskan strontium radioaktif dalam jumlah kecil.

Radioisotop strontium dicirikan oleh hasil yang tinggi dalam reaksi fisi uranium dan plutonium serta mobilitas yang tinggi dalam rantai ekologi lingkungan alam. Semua ini harus diperhitungkan ketika merancang reaktor nuklir, ketika menentukan durasi operasinya dan dalam sistem pengelolaan limbah radioaktif.

Jalur makanan (rantai). Rantai makanan utama migrasi strontium radioaktif adalah: atmosfer - tumbuhan - manusia; atmosfer - tanah - tumbuhan - manusia; atmosfer - tanah - tumbuhan - hewan - manusia; atmosfer - perairan - air minum- Manusia; atmosfer - perairan - hidrobion - ikan - manusia;

air limbah - tanah - tumbuhan - manusia; air limbah - tanah - tumbuhan - hewan - manusia; air limbah - hidrobion - ikan - manusia.

Strontium terakumulasi pada tumbuhan hijau, khususnya pada sereal (biji-bijian), dan masuk ke tubuh manusia melalui makanan yang dipanggang. Melalui jerami (pakan) masuk ke dalam jaringan hewan (sapi). Oleh karena itu, susu merupakan jalur kedua, setelah roti, bagi strontium untuk masuk ke dalam tubuh manusia. Terakhir, strontium radioaktif yang jatuh ke permukaan badan air atau tersapu oleh limpasan permukaan, mudah diserap oleh alga uniseluler (fitoplankton), terakumulasi di sepanjang rantai makanan oleh krustasea dan hewan kecil lainnya (zooplankton), dan kemudian oleh ikan.

Konsentrasi strontium meningkat seiring bertambahnya rantai makanan; di dalam tubuh beberapa ikan, konsentrasinya bisa puluhan ribu kali lebih tinggi daripada di air. Jadi, ikan, terutama kerangkanya, merupakan jalur makanan umum lainnya bagi masuknya strontium ke dalam tubuh manusia. Terakhir, sayuran dan buah-buahan merupakan sumber penting strontium radioaktif.

Strontium dalam kualitasnya, sebagaimana telah disebutkan, sangat mirip dengan kalsium dan bersirkulasi di biosfer bersamanya. Udara atmosfer adalah reservoir utama tempat strontium memasuki badan air dan daratan. Pengendapan radionuklida dari udara ditentukan oleh gravitasi, pengendapan pada debu inert yang selalu ada di atmosfer, dan pembuangannya melalui presipitasi (hujan, salju). Waktu tinggal partikel strontium radioaktif di atmosfer adalah 30-40 hari, dan di stratosfer - beberapa tahun.

Tanah sangat penting sebagai gudang strontium radioaktif (hampir semuanya dalam bentuk bergerak). Awalnya, ia terakumulasi di permukaannya, dan kemudian perlahan-lahan didistribusikan kembali sepanjang profilnya. Strontium lebih sulit diserap oleh fase padat tanah dibandingkan cesium radioaktif. Migrasi strontium radioaktif di dalam tanah dipengaruhi oleh: kondisi iklim, medan, rezim hidrologi, sifat vegetasi, praktik pertanian dan jenis tanah. Tanah, menurut tingkat peningkatan kapasitas penyerapan strontium radioaktif, pada gilirannya, dapat disusun dalam seri berikut: chernozem - kastanye - soddy-podsolik.

Strontium radioaktif dapat masuk ke dalam tanaman sebagai akibat kontaminasi langsung pada bagian terestrialnya (pada saat radionuklida jatuh dan pembentukan debu sekunder), penyerapan dari tanah melalui sistem perakaran dan irigasi dengan air yang mengandungnya. Derajat retensi radionuklida pada vegetasi ditentukan oleh karakteristik tumbuhan, ukuran partikel radioaktif, dan kondisi meteorologi. Strontium-90 yang mengendap di permukaan tanaman dapat diserap olehnya. Tingkat retensi radionuklida akibat dampak global oleh vegetasi liar dan pertanian adalah sekitar 25%. Waktu pemindahan (oleh hujan, angin, dll.) s tanaman herba 50% radionuklida yang tertahan untuk zona beriklim sedang adalah 1-5 minggu. Akumulasi strontium radioaktif berbanding terbalik dengan jumlah kalsium yang dapat ditukar di dalam tanah; selain itu, tergantung pada jenis dan varietas tanaman. Jadi, sebagian besar terakumulasi dalam kacang-kacangan, sedangkan pada biji, buah-buahan dan umbi-umbian jumlahnya jauh lebih sedikit dibandingkan pada daun dan batang.

Strontium radioaktif terutama masuk ke tubuh hewan dengan pakan. Peralihan radionuklida menjadi produk asal hewan bergantung pada ketersediaan hayati, spesies, dan karakteristik usia hewan dan keadaan fisiologisnya. Pada anak sapi, domba, anak-anak dan anak babi, penyerapan strontium beberapa kali lebih besar dibandingkan pada hewan dewasa. Bagian utama strontium radioaktif terakumulasi di tulang, terutama di epifase (sendi). Dengan demikian, akumulasi strontium terbesar mungkin terjadi pada organisme yang sedang tumbuh, dan radionuklida ini, yang tersimpan di tulang, sangat sulit dikeluarkan dari tubuh. Menurut tingkat akumulasinya dalam kerangka hewan ternak, mereka dapat disusun dalam baris berikut: sapi - kambing - domba - babi - ayam. Akumulasi radionuklida terbesar diamati pada organ parenkim - hati, ginjal, paru-paru, minimal - pada otot, dan terutama pada kelenjar. Menurut tingkat pengendapan strontium radioaktif pada otot dan organ parenkim hewan ternak, mereka juga dapat disusun secara berurutan: sapi - domba - ayam. Pada hewan dewasa, strontium adalah jaringan lunak terakumulasi dalam jumlah yang lebih besar dibandingkan pada hewan muda, namun pada hewan muda ia diekskresikan jauh lebih cepat dibandingkan pada hewan dewasa. Peningkatan kalsium dalam makanan hewani mempercepat ekskresi strontium-90. Pada hewan menyusui, radionuklida diekskresikan dalam susu dalam jumlah banyak.

Hingga 96% strontium radioaktif terkandung dalam cangkang telur, 3,5% di kuning telur, dan 0,5% di putihnya.

Waduk menimbulkan bahaya tertentu karena strontium radioaktif terakumulasi di dalamnya. Ini diserap oleh hidrobion, khususnya ikan, di sepanjang rantai makanan dan langsung dari air. Pada saat yang sama, kandungan strontium-90 dalam organisme akuatik tidak hanya bergantung pada konsentrasinya dalam air, tetapi juga pada tingkat mineralisasinya: dengan penurunannya, akumulasi radionuklida dalam organisme akuatik meningkat.

Hasilnya, kita dapat menyimpulkan bahwa sumber utama strontium radioaktif yang masuk ke dalam tubuh manusia adalah produk yang berasal dari tumbuhan dan hewan. Bentuk strontium yang larut terserap dengan baik saluran pencernaan. Radionuklida sangat berbahaya bagi anak-anak, yang tubuhnya masuk bersama susu dan terakumulasi dalam jumlah besar di tulang. Seiring bertambahnya usia, penyerapan strontium radioaktif menurun. Konten tinggi Dalam makanan, kalsium mencegah penyerapan strontium radioaktif, yang merupakan salah satu radionuklida paling berbahaya dan sangat beracun. Dosis besar menyebabkan penyakit radiasi akut pada manusia, sedangkan paparan dosis kecil dalam waktu lama menyebabkan perkembangan bentuk kronis. Yang terakhir ini ditandai dengan kekalahan dalam jangka panjang sistem hematopoietik, perkembangan penyakit darah (leukemia) dan tumor tulang.

Radioaktif sesium-137

Di antara radionuklida buatan manusia, isotop radioaktif cesium sangat berbahaya, terutama cesium-137 yang berumur panjang dengan waktu paruh 30±0,2 tahun. Radionuklida ini dicirikan oleh mobilitas yang tinggi dalam rantai ekologi lingkungan alam dan kemampuannya untuk terakumulasi dalam hubungan individualnya.

Sumber pencemaran lingkungan. Sumber utama pembentukan cesium-137 adalah pengujian senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir. Radionuklida dalam jumlah besar terakumulasi dalam reaktor nuklir selama pengoperasiannya. Dalam kondisi operasi normal pembangkit listrik tenaga nuklir, emisi radioaktif tidak signifikan dan bergantung pada desain reaktor nuklir, jenis sistem pemurnian zat radioaktif dan udara yang dipancarkan dari pembangkit, waktu pengoperasian reaktor, dll. pengolahan ulang unsur bahan bakar bekas juga dapat mencemari lingkungan dengan cesium-137. Sumber potensial cesium-137 yang masuk ke lingkungan alam adalah pembuangan zat radioaktif dari pembangkit listrik tenaga nuklir ke badan air tawar terbuka dan fasilitas penyimpanan limbah radioaktif. Dosis radiasi terhadap penduduk akibat emisi dari perusahaan siklus bahan bakar nuklir dalam kondisi operasi normal tidak signifikan dan di bawah standar yang direkomendasikan.

Bahaya besar kontaminasi lingkungan dengan cesium radioaktif muncul selama kecelakaan pembangkit listrik tenaga nuklir, ketika emisinya meningkat secara signifikan. Dalam hal ini, dosis radiasi meningkat tajam dan berfluktuasi tergantung pada skala kecelakaan dan efektivitas tindakan untuk menghilangkannya. Asupan cesium-137 sangat menentukan bahaya radiasi dalam jangka waktu yang lama. Tingkat pencemaran cesium radioaktif terhadap lingkungan juga bergantung pada ciri fisik-geografis dan iklim daerah tersebut, distribusi curah hujan atmosfer, dll. Misalnya, di daerah tertentu (Polesie Ukraina-Belarusia, wilayah subarktik) tingkat cesium -137 asupan dari produk hewani dan asal tumbuhan lebih tinggi dari yang lain. Di Utara, hal ini difasilitasi oleh karakteristik pertumbuhan lumut kerak (makanan utama rusa), yang mendukung retensi radionuklida ini dan akumulasinya dalam waktu lama.

Jalur makanan (rantai). Seperti strontium radioaktif, cesium-137 memiliki ciri mobilitas yang tinggi di lingkungan luar, terutama pertama kali setelah pengendapannya, serta melalui rantai makanan yang mirip dengan migrasi strontium-90. Kemungkinan rantai makanan lain untuk migrasi radionuklida: sumber kontaminasi - tanaman obat - bahan baku tanaman obat - produk obat- Manusia. Harus diakui bahwa rantai makanan migrasi radionuklida ini belum dipelajari secara memadai. Dalam hal ini, data dari studi bahan tanaman obat liar di wilayah selatan menjadi perhatian. wilayah Kaluga terkena kontaminasi radioaktif. Hasilnya, buah dari jenis pohon di habitat terbuka ternyata tidak mengakumulasi cesium-137. Nilai pencemaran tanah terendah untuk pemanenan tanaman yang tumbuh di atasnya tanaman obat dengan kandungan cesium-137 yang aman diisolasi untuk semak abadi dan subsemak yang tumbuh di padang rumput (creeping thyme) dan hutan (lingonberry biasa, marsh wild rosemary).

Cesium radioaktif yang diendapkan di permukaan tanah bermigrasi ke arah horizontal dan vertikal, dan kelarutannya menjadi penting. Di dalam tanah, cesium-137 dengan mudah berubah menjadi bentuk yang sulit dicerna, membentuk garam yang sukar larut. Oleh karena itu, sulit masuknya ke dalam tanaman melalui akar. Hujan asam memfasilitasi transisi cesium-137 menjadi bentuk larut. Migrasi radionuklida di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh topografi, rezim hidrologi, jenis tanah, sifat vegetasi, kegiatan pertanian yang dilakukan dan kekuatan ikatan radionuklida dengan tanah. Menurut tingkat peningkatan kapasitas penyerapan cesium, tanah dapat disusun dalam satu baris: chernozem - kastanye - soddy-podsolik.

Cesium radioaktif dapat masuk ke dalam tanaman melalui kontaminasi langsung pada daun, batang, bunga dan buah, dan juga dapat diserap dari tanah melalui sistem perakaran. Tingkat kontaminasi permukaan tanaman bergantung pada karakteristik morfologi, kepadatan curah hujan, dan sifat fisikokimia aerosol. Menurut tingkat konsentrasi cesium-137, tanaman dapat disusun dalam baris berikut: kubis - bit - kentang - gandum - tanaman alami. Penurunan pencemaran vegetasi padang rumput (akibat hujan, angin, pertumbuhan biomassa) terjadi dalam jangka waktu kurang lebih 14 hari. Lebih dari 90% radionuklida yang diendapkan dihilangkan dalam 2 bulan pertama. Cesium-137 yang larut diserap oleh akar tanaman dari larutan tanah dan melekat kuat di dalam tanah. Menurut tingkat peningkatan perpindahan cesium-137 ke dalam tanaman, rangkaian tanah berikut dapat dibangun: tanah soddy-podsolik - tanah merah - tanah padang rumput-karbonat - chernozem - tanah abu-abu. Transisi cesium radioaktif yang lebih besar diamati di daerah dengan tanah rawa gambut (Polesie Ukraina-Belarusia). Menurut tingkat akumulasi radionuklida ini dalam umbi-umbian dan biji-bijian, tanaman dapat disusun secara berurutan: jelai - millet - gandum - soba - kacang-kacangan - gandum - chumiza - kentang - kacang-kacangan. Jumlah akumulasi cesium-137 pada tanaman bergantung pada jenis, jenis tanah, dan sifat praktik pertanian. Sementara itu, konsentrasi cesium radioaktif pada organ generatif dan vegetatif tanaman kurang lebih sama.

Sumber cesium-137 bagi manusia dapat berupa produk nabati (roti, sayur mayur, buah-buahan) dan hewani (daging, ikan, susu, dll). Karena radionuklida ini memiliki beberapa sifat umum dengan kalium, maka jaringan yang berasal dari tumbuhan dan hewan mengakumulasi kalium dan cesium radioaktif. Cesium-137 masuk ke tubuh hewan terutama melalui makanan, dan radionuklida dikeluarkan terutama melalui ginjal. Jumlah utamanya terakumulasi di otot (lebih dari 80%), diikuti oleh kerangka (sekitar 10%). Kandungan radionuklida dalam 1 kg otot sapi, domba, kambing, babi dan ayam masing-masing adalah 4, 8, 20, 26 dan 45% dari asupan harian. Cesium radioaktif diekskresikan dalam jumlah besar melalui susu hewan menyusui. Dengan asupan radionuklida jangka panjang pada sapi, kandungannya dalam susu mencapai 0,8 - 1,2% per 1 liter asupan harian, pada kambing - 10 - 20%, pada domba - 5 - 15%. Perbedaan-perbedaan tersebut disebabkan oleh karakteristik fisiologis hewan, sifat makanan dan kondisi pemeliharaannya.

Telur ayam juga merupakan sumber cesium-37 yang masuk ke dalam tubuh manusia, bagian putihnya mengandung cesium radioaktif 2-3 kali lebih banyak dibandingkan kuning telur, dan cangkangnya mengandung 1-2% dari jumlah total radionuklida di dalam telur.

Cesium radioaktif terakumulasi dalam jumlah besar di organisme perairan. Ikan menyerap cesium-137 langsung dari air dan terutama melalui makanan. Derajat akumulasi radionuklida ini ditentukan oleh sifat biologis dan fisiologis masing-masing jenis ikan. Mineralisasi air yang lemah berkontribusi terhadap akumulasi cesium-137 yang lebih tinggi. Ikan air tawar mengandung cesium radioaktif puluhan hingga ratusan kali lebih banyak dibandingkan ikan laut. Pada saat yang sama, pada ikan komersial di Samudra Atlantik, jumlahnya 10-30 kali lebih rendah dibandingkan pada ikan dari laut pedalaman (misalnya, Laut Kaspia). Tumbuhan air, tergantung pada akumulasi cesium-137, dapat disusun dalam baris berikut: alga - tumbuhan yang terendam air - tumbuhan air pesisir - tumbuhan yang mengapung di permukaan.

Cesium radioaktif memiliki radiotoksisitas yang cukup tinggi. Dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui sistem pernapasan, kulit, permukaan luka dan luka bakar. Namun, cara utamanya adalah dengan makanan. Cesium radioaktif, seperti kalium, didistribusikan secara merata di jaringan dan organ manusia (yang menyebabkan iradiasi relatif seragam), tetapi sebagian besar terkonsentrasi di jaringan otot (80% dan hanya 10% di tulang). Cesium-137 relatif mudah dikeluarkan dari tubuh. Ini diekskresikan terutama melalui urin dan sebagian melalui tinja. Waktu paruh radionuklida ini dari tubuh adalah 65-100 hari. Kecepatan eliminasinya dari tubuh ditentukan oleh perbedaan laju metabolisme individu dan bergantung pada usia, jenis kelamin, pola makan, dan berbagai faktor lingkungan. Perlu diingat bahwa cesium-137 berpindah dalam jumlah besar dari tubuh ibu melalui plasenta ke janin (dan selama masa menyusui, melalui susu ke bayi baru lahir).