Estroncio-90

Compuesto Químico

Estroncio-90 es un radiactivo isótopo de estroncio producido por fisión nuclear, con un periodo de semidesintegración de 28,8 años. Sufre β - decaimiento en itrio-90, con una decaimiento de energía de 0.546 MeV.[2]​ El estroncio-90 tiene aplicaciones en la medicina y la industria y es un isótopo de preocupación en lluvia radiactiva de armas nucleares y accidentes nucleares.[3]

Estroncio 90
Isótopo de estroncio
General
Símbolo 90Sr
Neutrones 52
Protones 38
Datos del núclido
Abundancia natural Radioisótopo sintético
Período de semidesintegración 28,78 años
Productos de desintegración 90Y
Modo y energía de desintegración
Desintegración beta 0.546[1]MeV
Véase también: Isótopos de estroncio

RadiactividadEditar

El estroncio natural no es radiactivo ni tóxico a niveles que normalmente se encuentran en el medio ambiente, pero 90 Sr es un peligro radiactivo.[4] 90 Sr sufre decaimiento β - con una vida media de 28,79 años y una energía de decaimiento de 0,546 MeV distribuido en un electrón, un antineutrino y el itrio isótopo 90 Y, que en turn sufre β - decaimiento con una vida media de 64 horas y una energía de decaimiento de 2,28 MeV distribuida a un electrón, un antineutrino y 90 Zr (circonio), que es estable.[5]​ Tenga en cuenta que 90 Sr / Y es casi una fuente de partícula beta pura; la emisión de fotón gamma de la desintegración de 90 Y es tan poco frecuente que normalmente se puede ignorar.

El 90 Sr tiene una actividad específica de 5,21 TBq/g.[6]

Productos de FisiónEditar

90 Sr es un producto de fisión nuclear. Está presente en una cantidad significativa en combustible nuclear gastado y en Residuos radiactivos de reactor nuclear y en lluvia radiactiva de pruebas nucleares. Para la fisión de neutrones térmicos como en las centrales nucleares actuales, el rendimiento del producto de fisión de U-235 es del 5,7%, de U-233 6,6%, pero de Pu-239 sólo 2,0%.[7]

Desastres nuclearesEditar

El estroncio-90 se clasifica como residuo de actividad alta. La vida media es larga, alrededor de 30 años. Puede llevar cientos de años degradarse a niveles insignificantes. La exposición a agua y alimentos contaminados puede aumentar el riesgo de leucemia y cáncer de huesos.[8]

RemediaciónEditar

Las algas han mostrado selectividad por el estroncio en estudios, donde la mayoría de las plantas utilizadas en biorremediación no han mostrado selectividad entre calcio y estroncio, a menudo se saturan con calcio, que es mayor en cantidad y también está presente en desechos nucleares.[8]

Los investigadores han analizado la bioacumulación de estroncio por spinosus (algas) en aguas residuales simuladas. El estudio afirma una capacidad de biosorción altamente selectiva para el estroncio de S. spinosus, lo que sugiere que puede ser apropiado para el uso de aguas residuales nucleares.

Un estudio del alga de estanque Closterium moniliferum utilizando estroncio no radiactivo encontró que al variar la proporción de bario a estroncio en el agua se mejora la selectividad del estroncio.[8]

Efectos biológicosEditar

Actividad biológicaEditar

El estroncio-90 es un "buscador de huesos" que exhibe un comportamiento bioquímico similar al calcio, el siguiente elemento del grupo 2 más ligero.[4][9]​ Después de entrar en el organismo, la mayoría de las veces por ingestión con alimentos o agua contaminados, se excreta entre el 70 y el 80% de la dosis. [3]​ Prácticamente todo el estroncio-90 restante se deposita en el hueso y médula ósea, y el 1% restante permanece en sangre y tejidos blandos.[3]​ Su presencia en los huesos puede causar cáncer de huesos, cáncer de tejidos cercanos y leucemia.[10]​ La exposición a 90 Sr se puede evaluar mediante un bioensayo, más comúnmente mediante análisis de orina.[4][11]​ 1000 días,[12]​ 18 años,[13]​ 30 años[14]​ y, como límite superior, 49 años.[15]​ Las cifras de vida media biológica de amplio rango publicadas se explican por el complejo metabolismo del estroncio dentro del cuerpo. Sin embargo, al promediar todas las vías de excreción, se estima que la vida media biológica general es de unos 18 años.[16]

La tasa de eliminación del estroncio-90 se ve fuertemente afectada por la edad y el sexo, debido a las diferencias en el metabolismo óseo.[17]

Junto con los isótopos de cesio 134Cs, 137 Cs, y el isótopo de yodo 131 I, fue uno de los isótopos más importantes con respecto a los impactos en la salud después del Accidente de Chernobyl. Como el estroncio tiene una afinidad por el receptor sensor de calcio de paratiroides células similar a la del calcio, el riesgo aumentado de liquidadores de la planta de energía de Chernobyl para sufrir hiperparatiroidismo primario podría explicarse por la unión de Estroncio-90.[18]

UsosEditar

Generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG)Editar

La desintegración radiactiva del estroncio-90 genera una cantidad significativa de calor, 0,536 W / g en forma de estroncio metálico puro o aproximadamente 0,256 W / g como titanato de estroncio[19]​La fuente es autocontradictoria con diferentes tablas con poderes específicos tremendamente diferentes .--> y es más barata que la alternativa 238 Pu. Se utiliza como fuente de calor en muchos generadores termoeléctricos de radioisótopos rusos / soviéticos, generalmente en forma de titanato de estroncio.[20]​ También se utilizó en la serie estadounidense de RTG "Sentinel".[21]

Aplicaciones industrialesEditar

90Sr encuentra uso en la industria como fuente radiactiva para medidores de espesor.[3]

Aplicaciones médicasEditar

90Sr encuentra un amplio uso en la medicina como fuente radiactiva para la radioterapia superficial de algunos cánceres. Cantidades controladas de 90 Sr y 89 Sr se pueden utilizar en el tratamiento de Cáncer óseo primario y para tratar coronario reestenosis a través de braquiterapia vascular. También se utiliza como trazador radiactivo en medicina y agricultura.[3]

Aplicaciones aeroespacialesEditar

90Sr se utiliza como método de inspección de la pala en algunos helicópteros con largueros de pala huecos para indicar si se ha formado una grieta.[22]

El 90Sr como contaminante en el medio ambienteEditar

El Estroncio-90 no es tan probable como el cesio-137 de ser liberado como parte de un accidente de reactor nuclear porque es mucho menos volátil, pero es probablemente el componente más peligroso de la lluvia radiactiva de un arma nuclear.[23]

Un estudio de cientos de miles de dientes deciduos, recopilado por la Dra. Louise Reiss y sus colegas como parte de la Baby Tooth Survey, encontró un gran aumento en 90Sr niveles durante la década de 1950 y principios de la de 1960. Los resultados finales del estudio mostraron que los niños nacidos en St. Louis, Missouri, en 1963 tenían niveles de 90 Sr en sus dientes temporales que eran 50 veces más altos que los encontrados en los niños nacidos en 1950, antes del advenimiento de las pruebas atómicas a gran escala. Los revisores del estudio predijeron que las consecuencias causarían una mayor incidencia de enfermedades en quienes absorbieron estroncio 90 en los huesos.[24]​ Sin embargo, no se han realizado estudios de seguimiento de los sujetos, por lo que la afirmación no ha sido probada.

Un artículo con los hallazgos iniciales del estudio se envió al presidente de los Estados Unidos John F. Kennedy en 1961, y ayudó a convencerlo de firmar el Tratado de prohibición parcial de ensayos nucleares con el Reino Unido y Unión Soviética, poniendo fin a las pruebas nucleares en la superficie que colocaron la mayor cantidad de lluvia radiactiva en la atmósfera.[25]

El Accidente de Chernobyl liberó aproximadamente 10  PBq, o aproximadamente el 5% del inventario básico, de estroncio-90 en el medio ambiente.[26]​ El Accidente nuclear de Fukushima liberó de 0,1 a 1  PBq de estroncio-90 en forma de agua de refrigeración contaminada en el Océano Pacífico.[27]

ReferenciasEditar

  1. Delacroix, D.; P. Guerre, J.; Leblanc, P.; Hickman, C. (1 de enero de 2002). «Radionuclide and Radiation Protection Data Handbook 2002». Radiation Protection Dosimetry 98 (1): 79. doi:10.1093/oxfordjournals.rpd.a006705. 
  2. «Table of Isotopes decay data». Lund University. Consultado el 13 de octubre de 2014. 
  3. a b c d e «Strontium | Radiation Protection | US EPA». EPA. 24 April 2012. Consultado el 18 June 2012. 
  4. a b c TOXICOLOGICAL PROFILE FOR STRONTIUM, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, April 2004, consultado el 13 de octubre de 2014 .
  5. Decay data from National Nuclear Data Center at the Brookhaven National Laboratory in the US.
  6. Delacroix, D.; Guerre, J. P.; Leblanc, P.; Hickman, C. (2002). Radionuclide and Radiation Protection Data Handbook 2002 (2nd edición). Nuclear Technology Publishing. ISBN 978-1-870965-87-3. 
  7. «Livechart - Table of Nuclides - Nuclear structure and decay data». IAEA. Consultado el 14 de abril de 2021. 
  8. a b c Potera, Carol (2011). «HAZARDOUS WASTE: Pond Algae Sequester Strontium-90». Environ Health Perspect. PMID 21628117. doi:10.1289/ehp.119-a244.  Parámetro desconocido |doi-access= ignorado (ayuda)
  9. «NRC: Glossary -- Bone seeker». US Nuclear Regulatory Commission. 7 de mayo de 2014. Consultado el 13 de octubre de 2014. 
  10. https://dhss.delaware.gov/dhss/dph/files/strontiumfaq.pdf
  11. Driver, C.J. (1994), Ecotoxicity Literature Review of Selected Hanford Site Contaminants, DOE, doi:10.2172/10136486, consultado el 14 de enero de 2014 .
  12. «Freshwater Ecology and Human Influence». Area IV Envirothon. Consultado el 14 de enero de 2014. 
  13. «Radioisotopes That May Impact Food Resources». Epidemiology, Health and Social Services, State of Alaska. Consultado el 14 de enero de 2014. 
  14. «Human Health Fact Sheet: Strontium». Argonne National Laboratory. October 2001. Consultado el 14 de enero de 2014. 
  15. «Biological Half-life». HyperPhysics. Consultado el 14 de enero de 2014. 
  16. Glasstone, Samuel; Dolan, Philip J. (1977). «XII: Biological Effects». The effects of Nuclear Weapons. p. 605. Consultado el 14 de enero de 2014. 
  17. Shagina, N B; Bougrov, N G; Degteva, M O; Kozheurov, V P; Tolstykh, E I (2006). «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 41: 433-440. Bibcode:2006JPhCS..41..433S. ISSN 1742-6588. doi:10.1088/1742-6596/41/1/048.  Parámetro desconocido |doi-access= ignorado (ayuda)
  18. «The Parathyroid as a Target for Radiation Damage». New England Journal of Medicine 365 (7): 676-678. August 2011. PMID 21848480. doi:10.1056/NEJMc1104982.  Parámetro desconocido |vauthors= ignorado (ayuda)
  19. Harris, Dale; Epstein, Joseph (1968), Properties of Selected Radioisotopes, NASA .
  20. Standring, WJF; Selnæs, ØG; Sneve, M; Finne, IE; Hosseini, A; Amundsen, I; Strand, P (2005), Assessment of environmental, health and safety consequences of decommissioning radioisotope thermal generators (RTGs) in Northwest Russia (StrålevernRapport 2005:4), Østerås: Norwegian Radiation Protection Authority .
  21. «Power Sources for Remote Arctic Applications». Washington, DC: U.S. Congress, Office of Technology Assessment. June 1994. OTA-BP-ETI-129. 
  22. «Wireless blade monitoring system and process». 
  23. «Nuclear Fission Fragments». HyperPhysics. Consultado el 17 de abril de 2021. 
  24. Schneir, Walter (April 25, 1959). «Strontium-90 in U.S. Children». The Nation 188 (17): 355-357. 
  25. Hevesi, Dennis. "Dr. Louise Reiss, Who Helped Ban Atomic Testing, Dies at 90", The New York Times, January 10, 2011. Accessed January 10, 2011.
  26. «II: The release, dispersion and deposition of radionuclides», Chernobyl: Assessment of Radiological and Health Impacts, NEA, 2002 .
  27. Povinec, P. P.; Aoyama, M.; Biddulph, D. et al. (2013). «Cesium, iodine and tritium in NW Pacific waters – a comparison of the Fukushima impact with global fallout». Biogeosciences 10 (8): 5481-5496. Bibcode:2013BGeo...10.5481P. ISSN 1726-4189. doi:10.5194/bg-10-5481-2013.  Parámetro desconocido |doi-access= ignorado (ayuda)

Anexo:Isótopos de estroncio Radioisótopo

Enlaces externosEditar