Nosso mundo hoje está preocupado com a poluição ambiental. E isso é compreensível - a composição do ar que respiramos e os alimentos que comemos deixaram de ser ecologicamente corretos. Desde o primeiro teste de armas nucleares (1945), nosso planeta foi poluído com vários radionuclídeos com propriedades antropogênicas. E um deles é o césio-137. Sua meia-vida é enorme e os efeitos no corpo humano são diversos. Falaremos sobre isso e muito mais neste artigo.
Um de muitos
Césio na tabela periódica de Dmitry Mendeleev pertence ao subgrupo principal do primeiro grupo do sexto período e tem número atômico 55. O símbolo químico do elemento é Cs (Césio), e recebeu esse nome devido à presença de duas linhas azuis no espectro da intensidade relativa da radiação eletromagnética (dea palavra latina caesius, que significa "céu azul").
Como uma substância simples, o césio é um metal macio, amarelo-prateado com características alcalinas pronunciadas.
Este elemento foi descoberto em 1860 por dois cientistas alemães R. Bunsen e G. Kirchhoff. Eles usaram o método de análise espectral, e o césio foi o primeiro elemento a ser detectado dessa maneira.
Muitas faces do césio
Na natureza, o césio ocorre exclusivamente como um isótopo estável de Cs-133. Mas a física moderna conhece 39 radionuclídeos (isótopos radioativos) criados artificialmente.
Lembre-se que isótopos são variedades de um átomo de um elemento com um número diferente de nêutrons em seus núcleos.
O isótopo Cs-135 vive mais (até 2,3 milhões de anos), o segundo em termos de meia-vida é o césio-137. É este último o responsável pela poluição radioativa do nosso planeta. A meia-vida do césio-137 em segundos é 952066726, que é 30,17 anos.
Este isótopo é formado durante o decaimento de núcleos em um reator nuclear, bem como durante o teste de armas com ogivas nucleares.
Radionuclídeo instável
Como resultado da meia-vida do césio-137, ele passa pelo estágio de decaimento beta e se transforma em bário-137m instável e depois em bário-137 estável. Isso libera radiação gama.
A meia-vida completa do césio-137 é de 30 anos, e para o bário-137m ele decai em 2,55 minutos. A energia total desse processo é1175,63 ± 0,17 keV.
As fórmulas que descrevem a meia-vida do césio-137 são complexas e fazem parte do decaimento do urânio.
Propriedades físicas e químicas
Já escrevemos sobre as propriedades físicas do isótopo e as características de seu decaimento. Em termos de propriedades químicas, este elemento está próximo do rubídio e do potássio.
Todos os isótopos (incluindo o césio-137 com meia-vida de 30,17 anos) são perfeitamente absorvidos por qualquer meio quando entram em um organismo vivo.
Principal fornecedor de radionuclídeo biosférico
A fonte do nuclídeo radioativo biosférico césio-137 com meia-vida de mais de 30 anos é a energia nuclear.
As estatísticas são implacáveis. De acordo com os dados de 2000, cerca de 22,2 × 1019 Bq de césio-137, cuja meia-vida é superior a 30 anos, foi emitido para a atmosfera por todos os reatores de usinas nucleares do mundo.
Não é só a atmosfera que fica poluída. De navios-tanque e quebra-gelos com usinas nucleares, de submarinos nucleares, esse radionuclídeo entra no oceano todos os anos. Assim, segundo especialistas, durante a operação de um reator submarino, cerca de 24 x 1014 Bq entrarão no oceano em um ano. Dada a meia-vida do césio-137, torna-se uma fonte perigosa de poluição ambiental de muito longo prazo.
As mais famosas explosões
Antes de nos voltarmos para os efeitos do radionuclídeo césio no corpo humano, lembramos vários grandes desastres,acompanhado por emissões deste elemento na biosfera.
Poucas pessoas sabem, mas em 1971, na região de Ivanovo (a vila de Galkino), foi realizado um trabalho de sondagem profunda da crosta do nosso planeta. Estas foram explosões nucleares subterrâneas, após uma das quais uma fonte de lama escapou de um poço. E hoje, no local desses trabalhos, é registrada uma radiação de 3 miliroentgens por hora, e os radionuclídeos de estrôncio-90 e césio-137 ainda chegam à superfície da Terra.
Todo mundo sabe sobre o desastre de Chernobyl em 1986. Mas nem todos sabem que naquela época cerca de 1850 PBq de elementos radioativos entraram na atmosfera. E 270 PBq deles é césio-137.
Em 2011, quando ocorreu o acidente na usina nuclear de Fukushima, no Japão, 15 PBq de césio-137 com meia-vida de 30 anos entraram no Oceano Pacífico.
O que acontece a seguir
Com precipitação radioativa e resíduos, o césio-137 entra no solo, de onde entra nas plantas, que têm um coeficiente de absorção de 100%. Ao mesmo tempo, até 60% do nuclídeo se acumula nas partes aéreas do organismo vegetal. Ao mesmo tempo, em solos pobres em potássio, o efeito do acúmulo de césio-137 aumenta acentuadamente.
Os maiores coeficientes de acumulação deste nuclídeo são observados em algas de água doce, liquens e organismos vegetais da zona ártica. No corpo dos animais, esse radionuclídeo se acumula nos músculos e no fígado.
As maiores concentrações foram observadas em renas e aves aquáticas nas costas do Ártico.
Acumula césio e fungos. Especialmente cogumelos de óleo, cogumelos poloneses, cogumelos musgosos e porcos durante toda a meia-vida.
Propriedades biológicas do césio-137
Césio natural é um dos oligoelementos do corpo animal. Em nosso corpo, o césio está contido em uma quantidade de 0,0002-0,06 mícrons por 1 grama de tecidos moles.
O radionuclídeo de césio, como já mencionado, está incluído no ciclo das substâncias da biosfera e se move livremente ao longo das cadeias tróficas biológicas.
Após o contato oral com o corpo humano no trato gastrointestinal, ocorre 100% de absorção deste nuclídeo. No entanto, a velocidade desse processo é diferente em diferentes departamentos. Assim, uma hora depois de entrar no corpo, até 7% do césio-137 é absorvido no estômago humano, até 77% no duodeno, jejuno e íleo, até 13% no ceco e na última seção do o intestino (cólon transverso) - até 40%.
A parcela de césio-137 que entra pelo trato respiratório é de 25% da quantidade que vem dos alimentos.
Através do sangue para os músculos
Após ser reabsorvido nos intestinos, o césio-137 é distribuído aproximadamente uniformemente nos tecidos do corpo.
Estudos recentes em suínos mostraram que esse nuclídeo atinge as maiores concentrações nos tecidos musculares.
Ao estudar renas, descobriu-se que o césio-137 após uma única injeção é distribuído da seguinte forma:
- Músculos - 100%.
- Rins – 79%.
- Coração - 67%.
- Luz – 55%.
- Fígado- 48%.
A meia-vida é de 5 a 14 dias e é predominantemente excretada na urina.
O que acontece no corpo humano
As principais formas de obter césio no corpo são através do trato digestivo e do trato respiratório. Com contato externo de césio-137 na pele intacta, 0,007% penetra no interior. Quando ingerido, 80% dele se acumula nos músculos esqueléticos.
O elemento é excretado pelos rins e intestinos. Dentro de um mês, até 80% do césio é removido. De acordo com a Comissão Internacional de Proteção Radiológica, a meia-vida de um radionuclídeo é de setenta dias, mas a taxa depende do estado do corpo, idade, nutrição e outros fatores.
Dano de radiação, semelhante em sintomas à doença de radiação, se desenvolve ao receber uma dose de mais de 2 Gy. Mas já nas unidades do MBq observam-se sinais de lesão leve por radiação na forma de diarreia, hemorragia interna e fraqueza.
Como se proteger da infecção
Para determinar a quantidade de césio-137 no corpo humano, radiômetros beta-gama ou medidores de radiação humana (HCR) medem a radiação gama do corpo ou de secreções.
Ao analisar os picos do espectro que correspondem a um determinado radionuclídeo, determina-se sua atividade no corpo.
A prevenção da infecção com compostos líquidos ou sólidos de césio-137 consiste em realizar manipulações exclusivamente em caixas seladas. Meios são usados para evitar que o elemento entreproteção pessoal.
Vale lembrar que a meia-vida do césio-137 é de 30 anos. Então, em 1987 no Brasil (cidade de Goiânia) houve um furto de uma peça de uma unidade de radioterapia. Em duas semanas, cerca de 250 pessoas foram infectadas, quatro delas morreram em um mês.
Tolerâncias e cuidados de emergência
As receitas admissíveis deste elemento são 7,4 x 102 Bq durante o dia e 13,3 x 104 Bq por ano. O conteúdo no ar não deve exceder 18 x 10-3 Bq por 1 metro cúbico, e na água - 5,5 x 102 Bq por litro.
Se as normas especificadas forem ultrapassadas, é necessário aplicar medidas para acelerar a remoção do elemento do corpo. Em primeiro lugar, devem ser tomadas medidas para descontaminar as superfícies (rosto e mãos) com água e sabão. Se a substância entrar pelo trato respiratório, lave a nasofaringe com soro fisiológico.
O uso de sorventes e diuréticos com carga hídrica acelerará a remoção do elemento.
Em casos graves, é realizada hemodiálise e prescrita terapia específica.
Mas há benefícios
Na pesquisa química, detecção de falhas de raios gama, em tecnologias de radiação e em vários experimentos radiobiológicos, os cientistas encontraram uso para este elemento feito pelo homem com propriedades radiantes.
Césio-137 é usado em terapia de contato e radioterapia, na esterilização de instrumentos médicos, produtos alimentícios.
Este elemento encontrou sua aplicação na fabricação defontes de energia de radioisótopos e em medidores de nível de sólidos, onde é usado em recipientes opacos selados.
