中等寿命裂变产物
项:
单位:
t½
a
产额
%
Q*
KeV
βγ
*
155Eu 4.76 .0803 252 βγ
85Kr 10.76 .2180 687 βγ
113mCd 14.1 .0008 316 β
90Sr 28.9 4.505 2826 β
137Cs 30.23 6.337 1176 βγ
121mSn 43.9 .00005 390 βγ
151Sm 90 .5314 77 β

锶-90元素一种具放射性同位素半衰期为29.1年,外观为有光泽的银色金属,但与空气接触后会迅速转为黄色[1],可经由β衰变形成钇-90英语Yttrium-90,其衰变能为0.546MeV。锶-90为核分裂的产物,出现于核废料中,在人体中易累积于骨骼中,可诱发骨癌

锶-90,90Sr
基本
符号90Sr
名称锶-90、Sr-90
原子序38
中子数52
CAS号10098-97-2  checkY
核素数据
半衰期29.1 年[1]
衰变产物90Y
衰变模式
衰变类型衰变能量MeV
β衰变0.546
锶的同位素
完整核素表

放射性 编辑

锶-90属于中寿命核分裂产物(Medium-lived fission products),可由铀-235铀-233钚-239英语Plutonium-239等元素经核分裂生成[2],为核反应堆用过核燃料核废料的重要成分,在核试验后为放射性落下灰的主成分[3]

锶-90具有放射性,可进行β衰变,放出电子钇-90英语Yttrium-90,并释放0.546MeV衰变能。钇-90可进一步β衰变生成稳定的锆-90,此反应的半衰期为64.053小时,并释放2.28Mev的能量[4]

 

锶-90衰变成钇-90的反应是个接近完美的典型β衰变,其中产生的伽玛衰变微不足道,通常可以忽略[5]。通常放射性元素的第一次核衰变时间会较短,且放出的辐射能量较高,接近最后或倒数第二次衰变的核分裂产物放出的辐射能量通常较小,锶-90是少数的例外之一,拥有较长的半衰期,但放出的β辐射能量仍颇高(另外两个例外情况是锡-126铯-137)。

对人体的伤害 编辑

锶-90是一种趋骨物英语Bone seeker[6],一般经由受污染的食物与水源进入人体,其中约70%-80%可被人体经排泄作用移除,剩余部分几乎皆储存在骨骼中[7],可诱发骨癌、骨髓瘤或骨头周围软组织的肿瘤[1]。人体移除锶-90的速率与骨重塑的代谢有关,故因年龄与性别而异[8]。锶-90的暴露可借由生物检定法测得,通常是以尿液分析测定[9]

路易丝·雷斯英语Louise Reiss及其同事在幼儿牙齿调查英语Baby Tooth Survey中对于数十万颗牙齿的分析表示,1963年后出生的儿童的乳齿中锶-90的含量较1963年前出生者高出50倍,这项数据说服了美国总统肯尼迪英国苏联签署《部分禁止核试验条约》,该条约中止了许多排放放射性落下灰、污染大气层的公开核试验[10]。2001年,华盛顿大学将该次调查中贮藏的85,000颗乳齿交给辐射与公共健康计划英语Radiation and Public Health Project,该组织追踪了数十年前参与幼儿牙齿调查的儿童,并于2010年将结果发表于《International Journal of Health Service英语International Journal of Health Service》上,表明参与调查的儿童中,在50岁以前死于癌症者幼年贮存的乳牙内锶-90的含量为到50岁仍存活者的两倍[11]

应用 编辑

锶-90在工业和药物方面均有重要功用。在工业上锶-90可作为测厚计(thickness gauges)的材料[7],或用于部分直升机翼面检测技术英语blade inspection method[12]。另外由于锶-90的核衰变放出许多热能,其价格又比替代物钚-238便宜,常作为苏联/俄罗斯放射性同位素热电机的热源(通常是存在氟化锶中的形式)。在医疗中,控制剂量的锶-90可应用于放射线疗法以治疗骨癌[1]。锶-90在生化及农业领域也常用作放射性标记物[7]

核灾 编辑

切尔诺贝利核电厂事故中,约有10拍贝克的锶-90外泄到环境中[13]福岛第一核电厂事故的污水中约有0.1-1拍贝克的锶-90外泄至太平洋[14]

在切尔诺贝利核电厂事故后,锶-90和铯-134铯-137碘-131同为对健康影响最大的放射性同位素。因锶-90化学性质与钙离子相似,可与副甲状腺中的钙敏感受体英语calcium-sensing receptor结合,可能是造成切尔诺贝利核灾的清理人员英语Chernobyl liquidators原发性甲状旁腺功能亢进症英语primary hyperparathyroidism发生率提升的原因[15]

大众文化 编辑

锶-90常出现于科幻电影、游戏或漫画中。

  • 在《2000 AD》系列的漫画《Strontium Dog》中,锶-90给了主角强尼·阿尔发(Johnny Alpha)特别的能力,使他能从眼睛射出α射线,能看穿石头等障碍物,还能看出别人脑中在思考什么[16]
  • 科幻电影《哥斯拉》中,一名日本籍科学家声称锶-90有使让史前怪兽复活的能力。
  • 在科幻电影《航向深海英语Voyage to the Bottom of the Sea》中,锶-90可制成小丸射入铀-235反应堆中,在紧急时可瞬间增加战舰Seaview的动力。
  • 在电影《恐怖之岛英语Island of Terror》中,锶-90是能杀死怪物Silicates的物质。
  • 在游戏《异尘余生》中,锶-90是合成饮料“原子可乐量子口味”的原料。

参见 编辑

相邻较轻同位素:
锶-89英语Strontium-89
锶-90是
同位素
相邻较重同位素:
锶-91
母同位素
铷-90英语Rubidium-90β
锶-90的
衰变链
衰变产物
钇-90英语Yttrium-90β

参考资料 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Radioisotope Brief: Strontium-90. Centers for Disease Control and Prevention. 2018-04-04 [2019-06-19]. (原始内容存档于2021-04-30). 
  2. ^ Livechart - Table of Nuclides - Nuclear structure and decay data. IAEA. [2014-10-13]. (原始内容存档于2021-09-29). 
  3. ^ The Nuclear Alchemy Gamble: An Assessment of Transmutation as a Nuclear Waste Management Strategy. [2011-04-09]. (原始内容存档于2011-05-30). 
  4. ^ Decay data from National Nuclear Data Center页面存档备份,存于互联网档案馆) at the Brookhaven National Laboratory in the US.
  5. ^ Strontium Radiation Protection. US EPA. [2011-04-09]. (原始内容存档于2011-04-24) (英语). 
  6. ^ NRC: Glossary -- Bone seeker. US Nuclear Regulatory Commission. 7 May 2014 [2014-10-13]. (原始内容存档于2019-04-01). 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 Strontium | Radiation Protection | US EPA. EPA. 24 April 2012 [18 June 2012]. (原始内容存档于2015-07-09). 
  8. ^ Shagina, N B; Bougrov, N G; Degteva, M O; Kozheurov, V P; Tolstykh, E I. An application of in vivo whole body counting technique for studying strontium metabolism and internal dose reconstruction for the Techa River population. Journal of Physics: Conference Series. 2006, 41: 433–440. ISSN 1742-6588. doi:10.1088/1742-6596/41/1/048. 
  9. ^ TOXICOLOGICAL PROFILE FOR STRONTIUM (PDF), Agency for Toxic Substances and Disease Registry, April 2004 [2014-10-13], (原始内容存档 (PDF)于2021-05-07) 
  10. ^ Hevesi, Dennis. "Dr. Louise Reiss, Who Helped Ban Atomic Testing, Dies at 90"页面存档备份,存于互联网档案馆), The New York Times, January 10, 2011. Accessed January 10, 2011.
  11. ^ Wald, Matthew L. "Study of Baby Teeth Sees Radiation Effects"页面存档备份,存于互联网档案馆), The New York Times, December 13, 2010. Accessed January 10, 2011.
  12. ^ Wireless blade monitoring system and process. [2019-06-19]. (原始内容存档于2021-04-17). 
  13. ^ II: The release, dispersion and deposition of radionuclides, Chernobyl: Assessment of Radiological and Health Impacts (PDF), NEA, 2002 [2019-06-19], (原始内容存档 (PDF)于2015-06-22) 
  14. ^ Povinec, P. P.; Aoyama, M.; Biddulph, D.; et al. Cesium, iodine and tritium in NW Pacific waters – a comparison of the Fukushima impact with global fallout. Biogeosciences. 2013, 10 (8): 5481–5496. Bibcode:2013BGeo...10.5481P. ISSN 1726-4189. doi:10.5194/bg-10-5481-2013. 
  15. ^ Boehm BO, Rosinger S, Belyi D, Dietrich JW. The Parathyroid as a Target for Radiation Damage. New England Journal of Medicine. August 2011, 365 (7): 676–678. PMID 21848480. doi:10.1056/NEJMc1104982. 
  16. ^ Strontium Dog profile. [2011-04-09]. (原始内容存档于2011-01-15) (英语).