환경 내 액티니드

Actinides in the environment
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분류

환경 방사능은 악티니드에 국한되지 않는다. 라돈과 라듐과 같은 비악티니드가 주목할 만하다.모든 악티니드가 방사성인 반면, 지구 지각에는 우라늄과 토륨과 같은 악티니드나 악티니드 관련 광물이 많이 있습니다.이러한 미네랄은 탄소 연대 측정, 대부분의 검출기, X-레이 등과 같은 많은 면에서 도움이 됩니다.

흡입 대 섭취

일반적으로, 고화성 이산화 우라늄과 혼합 산화물(MOX) 연료와 같은 섭취된 불용성 액티니드 화합물은 녹지 않고 몸에 흡수되지 않기 때문에 거의 영향을 미치지 않고 소화기관을 통과한다.그러나 흡입된 액티니드 화합물은 폐에 남아 폐 조직에 방사선을 조사하기 때문에 더 해로울 것이다.

섭취된 저연소 산화물과 질산염과 같은 가용성 염은 혈류로 흡수될 수 있습니다.만약 그들이 흡입된다면 고체가 용해되어 폐에서 빠져나갈 수 있다.따라서 용해 형태의 폐에 대한 선량은 더 낮을 것이다.

악티늄

악티늄은 우라늄 광석의 미량에서 자연적으로 21.773년의 반감기를 가진 α 및 β 이미터인 Ac로 발견된다.우라늄 광석은 우라늄 1톤당 약 0.2mg의 악티늄을 함유하고 있다.원자로에서 Ra의 중성자 조사에 의해 mg 단위로 만들어지는 것이 일반적이다.천연 악티늄은 거의 독점적으로 하나의 동위원소 Ac로 구성되며, 다른 붕괴 [1]사슬에서 발생하는 다른 단수명 동위원소(225Ac 및 Ac)의 미세한 흔적만 남아 있다.

토륨

모나자이트는 희토류 및 인산토륨 광물로서 세계 토륨의 주요 공급원이다.

인도에서는 특히 타밀나두 해안 지역에서 서부 및 동부 해안 사구의 사포 퇴적물에서 다량의 토륨 광석이 모나자이트 형태로 발견됩니다.이 지역 주민들은 자연발생 방사선량에 전세계 [2]평균보다 10배 높은 피폭을 받고 있다.

발생.

토륨은 대부분의 암석과 토양에서 낮은 수준으로 발견되는데, 토륨은 우라늄보다 약 3배 더 풍부하고 납만큼 풍부합니다.평균적으로, 토양에는 보통 약 6ppm의 [3]토륨이 포함되어 있습니다.토륨은 몇몇 광물에서 발생하며, 가장 흔한 것은 희토류-인산토륨 광물 모나자이트로, 최대 12%의 산화토륨을 함유하고 있습니다.몇몇 국가는 상당한 양의 예금을 보유하고 있다.232그것은 매우 천천히 부패한다.토륨의 다른 동위원소들은 토륨과 우라늄 붕괴 사슬에서 발생한다.이것들은 Th보다 수명이 짧고 따라서 방사성도 훨씬 높지만 질량 기준으로는 무시할 수 있다.

사람에게 미치는 영향

토륨은 간암과 관련이 있다.과거에는 의료용 X선 촬영용 조영제로 토리아(이산화토륨)가 사용되었지만 현재는 사용이 중단되었습니다.그것은 Thorotrast라는 이름으로 팔렸다.

프로탁티늄

프로탁티늄-231은 피치블렌드와 같은 우라늄 광석에서 자연적으로 발생하며, 일부 광석에서는 3ppm까지 발생한다.프로탁티늄은 토양, 암석, 지표수, 지하수, 식물 및 동물에 매우 낮은 농도(1ppt 또는 0.1피코쿠리에(pCi)/g)로 자연적으로 존재한다.

우라늄

주요 기사:환경 중의 우라늄
상세 정보:우라늄 human 인체 피폭

우라늄은 널리 발견되는 천연 금속이다.그것은 거의 모든 토양에 존재하며 안티몬, 베릴륨, 카드뮴, 금, 수은, 은, 텅스텐보다 풍부하고 비소나 몰리브덴만큼 풍부합니다.인산염 암석 퇴적물, 갈탄광, 우라늄이 풍부한 광석의 모나자이트 모래와 같은 일부 물질에서 상당한 농도의 우라늄이 발생한다(이러한 광원에서 상업적으로 회수된다).

바닷물에는 우라늄(VI)이 용해성 탄산염 복합체를 형성하기 때문에 무게 기준으로[4] 약 10억분의 3의 우라늄이 함유되어 있다.바닷물에서 우라늄을 추출하는 것은 원소를 얻기 위한 수단으로 고려되어 왔다.우라늄의 비방사능이 매우 낮기 때문에 생물에 대한 우라늄의 화학적 영향은 종종 우라늄의 방사능의 영향보다 클 수 있다.핵연료 주기 및 군수품에서의 열화 우라늄 사용 등 일부 장소에서는 추가 우라늄이 환경에 추가되었다.

넵투늄

플루토늄처럼 [5]넵투늄도 토양에 대한 친화력이 높다.그러나 장기적으로 비교적 이동성이 높으며, 지하수에서 넵투늄-237의 확산은 사용후 핵연료의 영구 저장을 위한 심층 지질학적 저장소의 설계에서 주요 쟁점이다.237Np는 214만4000년의 반감기를 가지고 있기 때문에 장기적으로는 문제가 되지만, 그 반감기는 우라늄-238, 우라늄-235, 우라늄-236보다 훨씬 짧기 때문에 Np는 이들 핵종보다 비방사능이 높다.그것은 실험실에서 중성자의 폭격을 받았을 때 플루토늄-238을 만드는 데만 사용된다.

플루토늄

주요 기사: 환경 중의 플루토늄

원천

환경 내 플루토늄은 여러 가지 공급원을 가지고 있다.여기에는 다음이 포함됩니다.

환경화학

플루토늄은 다른 악티니드와 마찬가지로 쉽게 이산화플루토늄(PuO2) 핵을 형성한다.환경에서 이 플루토닐 코어는 탄산염뿐만 아니라 다른 산소 부분(OH−, NO2−, NO3−, SO42−)과 쉽게 복합되어 토양에 대한 친화력이 낮은 하전 복합체를 형성한다.

  • 푸오코232−
  • PuO2(CO3)24−
  • PuO2(CO3)36−

고산성 질산용액을 중화시켜 형성한2 PuO는 복합화에 강한 고분자 PuO를2 형성하는 경향이 있다.플루토늄은 또한 +3, +4, +5, +6 상태를 쉽게 이동시킨다.용액에 포함된 플루토늄의 일부가 이러한 모든 상태에서 평형 상태로 존재하는 것은 흔한 일이다.

플루토늄은 토양 입자에 매우 강하게 결합하는 것으로 알려져 있습니다. 토양 및 콘크리트 내 플루토늄에 대한 X선 분광 연구는 위에서 참조하십시오.세슘은 악티늄과 화학 작용이 매우 다르지만, 세슘과 많은 악티늄은 토양에 있는 미네랄에 강하게 결합하는 것으로 잘 알려져 있습니다.Pu의 이동을 연구하기 위해 Cs 표지의 흙을 사용하는 것이 가능했고 Cs는 토양이다.콜로이드 수송 프로세스는 폐기물 격리 파일럿 [6]플랜트의 토양에서 Cs의 이동(및 Pu의 이동 제어)을 제어하는 것으로 나타났습니다.

아메리슘

아메리슘은 종종 버려진 연기 감지기에서 매립지로 들어간다.연기 감지기의 폐기와 관련된 규칙은 대부분의 자치단체에서 매우 완화되어 있다.예를 들어 영국에서는 일반 가정용 쓰레기와 함께 아메리슘을 포함한 연기 감지기를 쓰레기통에 넣어 폐기하는 것이 허용되지만, 쓰레기는 1개만 담는 것으로 제한된다.원자로와 폭발뿐만 아니라 아메리슘(연기 감지기 등)을 포함한 제품의 제조도 [7]아메리슘을 환경으로 방출할 수 있다.

사진은 데이비드 "방사능 소년들" 한을 묘사하고 있다.

1999년, 프랑스에서 900대의 연기 감지기를 운반하던 트럭에 불이 난 것으로 보고되었고, 이로 인해 아메리슘이 환경으로 [8]방출되었다고 주장되고 있다.미국에서 "방사능 보이 스카우트" 데이비드 한은 남은 가격으로 수천 대의 연기 감지기를 구입하고 그것들로부터 아메리슘을 농축할 수 있었다.

인간이 아메리슘에 노출된 사례가 있었다.최악의 경우는 글로브 박스와 관련된 사고 후 극도로 많은 양의 아메리슘-241에 노출되었던 해롤드 맥클러스키의 경우였다.그는 그 후 킬레이트 요법으로 치료를 받았다.플루토늄과 유사한 생물분포와 독성에도 불구하고, 두 방사성 원소는 다른 용액 상태의 [9]화학물질을 가지고 있기 때문에 그가 받은 의학적 치료가 그의 생명을 구했을 가능성이 높다.아메리슘은 +3 산화상태에서 안정적이며 플루토늄은 +[10]4 산화상태로 인체에서 형성될 수 있다.

가장 일반적인 동위원소인 아메리슘-241은 반감기가 훨씬 긴 넵투늄-237로 붕괴하기 때문에 장기적으로 넵투늄에 대해 위에서 설명한 문제가 적용된다.[11]

환경에 방출되는 아메리슘은 토양과 물에 비교적 얕은 깊이로 남아서 자라는 동안 동식물에 흡수될 수 있다; 새우와 같은 조개류는 껍질에서 아메리슘-241을 차지하고 곡물 식물의 일부가 [12]노출에 오염될 수 있다.2021년 논문에서, J.D.채플린 외 연구진은 담수 [13]및 바닷물뿐만 아니라 토양에서 생체적으로 이용 가능한 아메리슘을 측정하는 방법을 제공한 박막 기술의 확산 구배에서 진보했다고 보고했다.

퀴륨

대기 중 퀴륨 화합물은 일반적인 용제에 잘 녹지 않으며 대부분 토양 입자에 부착됩니다.토양 분석 결과 모래 토양 입자의 퀴륨 농도가 토양 모공에 존재하는 물보다 약 4,000배 더 높은 것으로 나타났습니다.더 높은 비율인 약 18,000개가 롬 [14]토양에서 측정되었습니다.

칼리포늄

칼리포늄은 물에 잘 녹지 않지만 일반 토양에 잘 달라붙어 토양 속 농도가 토양 [15]입자를 둘러싼 물 속 농도보다 500배 더 높을 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Peppard, D. F.; Mason, G. W.; Gray, P. R.; Mech, J. F. (1952). "Occurrence of the (4n + 1) series in nature" (PDF). Journal of the American Chemical Society. 74 (23): 6081–6084. doi:10.1021/ja01143a074.
  2. ^ "Compendium Of Policy And Statutory Provisions Relating To Exploitation Of Beach Sand Minerals". Government Of India. Archived from the original on 2008-12-04. Retrieved 2008-12-19.
  3. ^ 토륨 독성 물질 및 질병 등록 기관1999년 7월
  4. ^ "Uranium: the essentials". WebElements. Retrieved 2008-12-19.
  5. ^ "Neptunium" (PDF). Argonne National Laboratory, EVS. August 2005. Archived from the original (PDF) on 2008-12-19. Retrieved 2008-12-19.
  6. ^ Whicker, R.D.; S.A. Ibrahim (2006). "Vertical migration of 134Cs bearing soil particles in arid soils: implications for plutonium redistribution". Journal of Environmental Radioactivity. 88 (2): 171–188. doi:10.1016/j.jenvrad.2006.01.010. PMID 16564117.
  7. ^ Bunzl, K.; Kracke, W. (1994). "Fate of fall-out plutonium and americium in the environment: selected examples". Journal of Alloys and Compounds. Elsevier B.V. 213–214: 212–218. doi:10.1016/0925-8388(94)90906-7.
  8. ^ "Radiological Agent: Americium-241". CBWInfo.com. Archived from the original on 2009-01-08. Retrieved 2008-12-19.
  9. ^ Taylor, David M. (July 1989). "The biodistribution and toxicity of plutonium, americium and neptunium". Science of the Total Environment. 83 (3): 217–225. doi:10.1016/0048-9697(89)90094-6.
  10. ^ PubChem. "Americium". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2019-12-13.
  11. ^ Stoll 2017-10-10T22:55:00Z, Carol. "Facts About Neptunium". livescience.com. Retrieved 2019-12-13.
  12. ^ "Public Health Statement for Americium". CDC - ATSDR. Retrieved 11 September 2016.
  13. ^ Chaplin J, Warwick P, Cundy A, Bochud F, Froidevaux P (25 August 2021). "Novel DGT Configurations for the Assessment of Bioavailable Plutonium, Americium, and Uranium in Marine and Freshwater Environments". Analytical Chemistry. 93 (35): 11937–11945. doi:10.1021/acs.analchem.1c01342. PMID 34432435.
  14. ^ Los Alamos 국립연구소 Wayback Machine에 보관된 2006-02-18 퀴륨에 관한 인체 건강 팩트 시트
  15. ^ "Human Health Fact Sheet: Californium" (PDF). Argonne National Laboratory. August 2005. Archived from the original (PDF) on July 21, 2011.

추가 정보

  • 할라, 지리, 그리고 제임스 D.나브라틸방사능, 이온화 방사선 및 원자력.Konvoj: 체코 브르노, 2003.ISBN 80-7302-053-X.

외부 링크