Strontium-90 - Strontium-90

Strontium-90,  90 Sr
Général
symbole 90 Sr
Noms strontium-90, Sr-90
Protons 38
Neutrons 52
Données sur les nucléides
Abondance naturelle syn
Demi-vie 28,79 ans
Produits de décomposition 90 Y
Modes de décomposition
Mode de décomposition Énergie de désintégration ( MeV )
Désintégration bêta 0,546
Isotopes du strontium
Tableau complet des nucléides

Strontium-90 (90
Sr
) est un isotope radioactif du strontium produit par fission nucléaire , avec une demi-vie de 28,8 ans. Il subit β - désintégration en yttrium-90 , avec une énergie de désintégration de 0,546 MeV. Strontium-90 a des applications en médecine et de l' industrie et est un isotope de préoccupation dans les retombées d' armes nucléaires et les accidents nucléaires .

Radioactivité

Le strontium d'origine naturelle est non radioactif et non toxique aux niveaux normalement présents dans l'environnement, mais le 90 Sr est un risque d'irradiation. 90 Sr subit de - désintégration avec une demi-vie de 28,79 ans et d' une énergie de désintégration de 0,546 MeV distribué à un électron , un antineutrino , et l' yttrium isotope 90 Y , qui subit à son tour β - désintégration avec une demi-vie de 64 heures et une énergie de désintégration de 2,28 MeV distribuée à un électron, un antineutrino et 90 Zr (zirconium), qui est stable. Notez que 90 Sr/Y est presque une pure source de particules bêta ; l' émission de photons gamma provenant de la désintégration de 90 Y est si peu fréquente qu'elle peut normalement être ignorée.

Le 90 Sr a une activité spécifique de 5,21  TBq /g.

Produits de fission à vie moyenne
Accessoire :
Unité :
t ½
( un )
Rendement
( % )
Q *
( keV )
βγ *
155 euros 4.76 0,0803 252 ??
85 kr 10,76 0,2180 687 ??
113m Cd 14.1 0,0008 316 ??
90 Sr 28,9 4.505 2826 ??
137 Cs 30.23 6.337 1176 la ß la y
121m Sn 43,9 0,00005 390 ??
151 m² 88,8 0.5314 77 ??

Produit de fission

Le 90 Sr est un produit de la fission nucléaire . Il est présent en quantité importante dans le combustible nucléaire usé dans des déchets radioactifs de réacteurs nucléaires et les retombées nucléaires de essais nucléaires . Pour la fission neutronique thermique comme dans les centrales nucléaires d'aujourd'hui, le rendement en produits de fission de l' uranium-235 est de 5,7%, de l' uranium-233 de 6,6%, mais du plutonium-239 de 2,0% seulement.

Déchets nucléaires

Le strontium-90 est classé comme déchet de haute activité. Sa demi-vie de 29 ans signifie qu'il peut mettre des centaines d'années à se décomposer à des niveaux négligeables. L'exposition à de l'eau et des aliments contaminés peut augmenter le risque de leucémie et de cancer des os .

Remédiation

Les algues ont montré une sélectivité pour le strontium dans des études, où la plupart des plantes utilisées en bioremédiation n'ont pas montré de sélectivité entre le calcium et le strontium, devenant souvent saturées de calcium, qui est plus important en quantité et également présent dans les déchets nucléaires.

Des chercheurs se sont penchés sur la bioaccumulation de strontium par Scenedesmus spinosus ( algues ) dans des eaux usées simulées. L'étude revendique une capacité de biosorption hautement sélective pour le strontium de S. spinosus, ce qui suggère qu'il peut être approprié pour l'utilisation des eaux usées nucléaires.

Une étude de l'étang algue Closterium moniliferum à l' aide de strontium stable a constaté que la variation du rapport du baryum au strontium dans l' eau une sélectivité améliorée strontium.

Effets biologiques

Activité biologique

Le strontium-90 est un " chercheur d' os " qui présente un comportement biochimique similaire au calcium , le prochain élément plus léger du groupe 2 . Après avoir pénétré dans l'organisme, le plus souvent par ingestion d'aliments ou d'eau contaminés, environ 70 à 80 % de la dose est excrétée. Pratiquement tout le strontium-90 restant est déposé dans les os et la moelle osseuse , le 1 % restant restant dans le sang et les tissus mous. Sa présence dans les os peut provoquer un cancer des os , un cancer des tissus voisins et une leucémie . L'exposition au 90 Sr peut être testée par un essai biologique , le plus souvent par analyse d' urine .

La demi-vie biologique du strontium-90 chez l'homme a été diversement rapportée comme allant de 14 à 600 jours, 1000 jours, 18 ans, 30 ans et, à une limite supérieure, 49 ans. Les nombreux chiffres de demi-vie biologiques publiés s'expliquent par le métabolisme complexe du strontium dans le corps. Cependant, en faisant la moyenne de toutes les voies d'excrétion, la demi-vie biologique globale est estimée à environ 18 ans.

Le taux d'élimination du strontium-90 est fortement affecté par l'âge et le sexe, en raison des différences de métabolisme osseux .

Avec les isotopes du césium 134 Cs , 137 Cs et l'isotope de l'iode 131 I , il figurait parmi les isotopes les plus importants en termes d'impact sur la santé après la catastrophe de Tchernobyl . Le strontium ayant une affinité pour le récepteur sensible au calcium des cellules parathyroïdiennes similaire à celle du calcium, le risque accru des liquidateurs de la centrale de Tchernobyl de souffrir d' hyperparathyroïdie primaire pourrait s'expliquer par la liaison du strontium-90.

Les usages

Générateurs thermoélectriques à radio-isotopes (RTG)

La désintégration radioactive du strontium-90 génère une quantité importante de chaleur, 0,95 W/g sous forme de strontium métallique pur ou environ 0,256 W/g sous forme de titanate de strontium et est moins chère que l'alternative 238 Pu . Il est utilisé comme source de chaleur dans de nombreux générateurs thermoélectriques à radio-isotopes russes/soviétiques , généralement sous forme de titanate de strontium. Il a également été utilisé dans la série américaine de RTG "Sentinel".

Applications industrielles

Le 90 Sr est utilisé dans l'industrie comme source radioactive pour les jauges d'épaisseur.

Applications médicales

Le 90 Sr est largement utilisé en médecine comme source radioactive pour la radiothérapie superficielle de certains cancers. Des quantités contrôlées de 90 Sr et 89 Sr peuvent être utilisées dans le traitement du cancer des os et pour traiter la resténose coronarienne par curiethérapie vasculaire . Il est également utilisé comme traceur radioactif en médecine et en agriculture.

Applications aérospatiales

90 Sr est utilisé comme méthode d'inspection des pales dans certains hélicoptères avec des longerons de pales creuses pour indiquer si une fissure s'est formée.

Contamination au 90 Sr dans l'environnement

Le strontium-90 n'est pas aussi susceptible que le césium-137 d'être libéré dans le cadre d'un accident de réacteur nucléaire car il est beaucoup moins volatil, mais c'est probablement le composant le plus dangereux des retombées radioactives d'une arme nucléaire.

Une étude de centaines de milliers de dents de lait , recueillies par le Dr Louise Reiss et ses collègues dans le cadre du Baby Tooth Survey , a révélé une augmentation importante des niveaux de 90 Sr dans les années 1950 et au début des années 1960. Les résultats finaux de l'étude ont montré que les enfants nés à St. Louis, Missouri , en 1963 avaient des niveaux de 90 Sr dans leurs dents de lait qui étaient 50 fois plus élevés que ceux trouvés chez les enfants nés en 1950, avant l'avènement des tests atomiques à grande échelle. Les examinateurs de l'étude ont prédit que les retombées entraîneraient une augmentation de l'incidence de la maladie chez ceux qui ont absorbé du strontium-90 dans leurs os. Cependant, aucune étude de suivi des sujets n'a été réalisée, de sorte que l'allégation n'a pas été testée.

Un article contenant les premiers résultats de l'étude a été distribué au président américain John F. Kennedy en 1961 et a contribué à le convaincre de signer le Traité d'interdiction partielle des essais nucléaires avec le Royaume-Uni et l' Union soviétique , mettant fin aux essais d'armes nucléaires en surface qui ont placé le les plus grandes quantités de retombées nucléaires dans l'atmosphère.

La catastrophe de Tchernobyl a libéré environ 10  PBq , soit environ 5 % de l'inventaire principal, de strontium-90 dans l'environnement. La catastrophe de Fukushima Daiichi avait depuis l'accident jusqu'en 2013 libéré 0,1 à 1 PBq de strontium-90 sous forme d'eau de refroidissement contaminée dans l' océan Pacifique .

Voir également

Les références

Liens externes