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鍶-90元素一種具放射性同位素半衰期為29.1年,外觀為有光澤的銀色金屬,但與空氣接觸後會迅速轉為黃色[1],可經由β衰變形成釔-90英语Yttrium-90,其衰變能英语Decay energy為0.546MeV。鍶-90為核分裂的產物,出現於核廢料中,在人體中易累積於骨骼中,可誘發骨癌英语Bone tumor

鍶-90,  90Sr
基本
名稱符號 鍶-90,90Sr
中子 52
質子 38
核素数据
半衰期 29.1 年[1]
衰變產物 90Y
衰变模式
衰变类型 衰变能量 (MeV)
β衰變 0.546
完整核素表

放射性编辑

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

鍶-90屬於中壽命核分裂產物(Medium-lived fission products),可由鈾-235鈾-233英语Uranium-233鈽-239英语Plutonium-239等元素經核分裂生成[2],為核反應爐用過核燃料核廢料的重要成分,在核試驗後為放射性落下灰的主成分[3]

鍶-90具有放射性,可進行β衰變,放出電子釔-90英语Yttrium-90,並釋放0.546MeV衰變能英语Decay energy。釔-90可進一步β衰變生成穩定的鋯-90,此反應的半衰期為64.053小時,並釋放2.28Mev的能量[4]

 

鍶-90衰變成釔-90的反應是個接近完美的典型β衰變,其中產生的伽瑪衰變微不足道,通常可以忽略[5]。通常放射性元素的第一次核衰變時間會較短,且放出的輻射能量較高,接近最後或倒數第二次衰變的核分裂產物放出的輻射能量通常較小,鍶-90是少數的例外之一,擁有較長的半衰期,但放出的β輻射能量仍頗高(另外兩個例外情況是錫-126銫-137)。

對人體的傷害编辑

鍶-90是一種趨骨物英语Bone seeker[6],一般經由受污染的食物與水源進入人體,其中約70%-80%可被人體經排泄作用移除,剩餘部分幾乎皆儲存在骨骼中[7],可誘發骨癌英语Bone tumor、骨髓瘤或骨頭周圍軟組織的腫瘤[1]。人體移除鍶-90的速率與骨重塑英语bone remodeling的代謝有關,故因年齡與性別而異[8]。鍶-90的暴露可藉由生物檢定法測得,通常是以尿液分析測定[9]

幼兒牙齒調查英语Baby Tooth Survey路易絲·雷斯英语Louise Reiss及其同事對於數十萬顆牙齒的分析表示,1963年後出生的兒童乳牙中鍶-90的含量較1963年前出生者高出50倍,這項數據說服了美國總統甘迺迪英國蘇聯簽署部分禁止核試驗條約,該條約中止了排放許多放射性落下灰、汙染大氣層的公開的核試驗[10] 。2001年,華盛頓大學將該次調查中貯藏的85000顆乳牙交給輻射與公共健康計畫英语Radiation and Public Health Project,該組織追蹤參與數十年前參與幼兒牙齒調查的兒童,並於2010年將結果發表於《International Journal of Health Service英语International Journal of Health Service》上,表明參與調查的兒童中,在50歲以前死於癌症者幼年貯存的乳牙內鍶-90的含量為到50歲仍存活者的兩倍[11]

應用编辑

鍶-90在工業和藥物方面均有重要功用。在工業上鍶-90可作為測厚計(thickness gauges)的材料[7],或用於部分直升機翼面檢測技術英语blade inspection method[12]。另外由於鍶-90的核衰變放出許多熱能,其價格又比替代物鈽-238英语Plutonium-238便宜,常作為蘇聯/俄羅斯放射性同位素熱電機的熱源(通常是存在氟化鍶中的形式)。在醫療中,控制劑量的鍶-90可應用於放射線療法以治療骨癌英语Bone tumor[1]。鍶-90在生化及農業領域也常用作放射性標記物[7]

核災编辑

車諾比核電廠事故中,約有10拍貝克的鍶-90外洩到環境中[13]福島第一核電廠事故的污水中約有0.1-1拍貝克的鍶-90外洩至太平洋[14]

在車諾比核電廠事故後,鍶-90和銫-134銫-137碘-131同為對健康影響最大的放射性同位素。因鍶-90化學性質與鈣離子相似,可與副甲狀腺中的钙敏感受体英语calcium-sensing receptor結合,可能是造成車諾比核災的清理人員英语Chernobyl liquidators原发性甲状旁腺功能亢进症英语primary hyperparathyroidism發生率提升的原因[15]

大眾文化编辑

鍶-90常出現於科幻電影、遊戲或漫畫中。

  • 2000 AD系列的漫畫Strontium Dog中,鍶-90給了主角強尼·阿爾發(Johnny Alpha)特別的能力,使他能從眼睛射出α射線,能看穿石頭等障礙物,還能看出別人腦中在思考甚麼[16]
  • 科幻電影哥吉拉中,一個日本籍科學家聲稱鍶-90有使讓史前怪獸復活的能力。
  • 在遊戲異塵餘生中,鍶-90是合成飲料「原子可樂量子口味」的原料。

參見编辑

相邻较轻同位素:
鍶-89英语Strontium-89
鍶-90是
同位素
相邻较重同位素:
鍶-91
母同位素
銣-90英语Rubidium-90β
鍶-90的
衰變鏈
衰變產物
釔-90英语Yttrium-90β


參考資料编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Radioisotope Brief: Strontium-90. Centers for Disease Control and Prevention. 2018-04-04. 
  2. ^ Livechart - Table of Nuclides - Nuclear structure and decay data. IAEA. [2014-10-13]. 
  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]. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 Strontium | Radiation Protection | US EPA. EPA. 24 April 2012 [18 June 2012]. 
  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] 
  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. 
  13. ^ II: The release, dispersion and deposition of radionuclides, Chernobyl: Assessment of Radiological and Health Impacts (PDF), NEA, 2002 
  14. ^ Povinec, P. P.; Aoyama, M.; Biddulph, D.; 等. 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).