Стронций-90

Стронций-90 является дочерним продуктом β⁻-распада нуклида ⁹⁰Rb (период полураспада составляет 158(5)^[2] c) и его изомеров^[2] c:

${\displaystyle \mathrm {^{90}_{37}Rb} \rightarrow \mathrm {^{90}_{38}Sr} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}.}$

В свою очередь, ⁹⁰Sr претерпевает β⁻-распад, переходя в радиоактивный иттрий ⁹⁰Y (вероятность 100 %^[2], энергия распада 545,9(14) кэВ^[1]):

${\displaystyle \mathrm {^{90}_{38}Sr} \rightarrow \mathrm {^{90}_{39}Y} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}.}$

Нуклид ⁹⁰Y также радиоактивен, имеет период полураспада в 64 часа и в процессе β⁻-распада с энергией 2,28 МэВ превращается в стабильный ⁹⁰Zr^[2].

Стронций является химическим аналогом кальция, поэтому он наиболее эффективно откладывается в костной ткани (в частности присутствие стронция-90 в детских зубах вследствие атмосферных ядерных испытаний было подтверждено исследованием канадского физика Урсулы Франклин, что стало одним из факторов принятия международного моратория на такие испытания^[4]). В мягких тканях задерживается менее 1 %. За счёт отложения в костной ткани, он облучает костную ткань и красный костный мозг. Так как у красного костного мозга взвешивающий коэффициент в 12 раз больше, чем у костной ткани, то именно он является критическим органом при попадании стронция-90 в организм, что увеличивает риск заболеть лейкемией. А поступление большого количества изотопа может вызвать лучевую болезнь. Эти же факты подтверждены в клинике развития хронической лучевой болезни у населения, проживавшего в долине реки Течи и в зоне ВУРС^[5].

Стронций-90 накапливается из загрязнённой им почвы растениями, далее по пищевой цепочке и происходит основное попадание в организм человека^[6][7][8], так и других позвоночных животных, где накапливается откладываясь в костях.

Радиоактивное воздействие на биологические организмы радиоактивного изотопа стронция-90 не следует путать с относительно безопасным стабильным изотопом стронция. При этом они не отличаются в способах поступления в организм и в участии в биологических обменных процессах в качестве химического элемента.

Изотоп ⁹⁰Sr получают из радиоактивных продуктов распада ²³⁵U в ядерных реакторах (выход достигает 3,5 % от продуктов деления)^[9].

⁹⁰Sr применяется в производстве радиоизотопных источников энергии в виде титаната стронция (плотность 5,1 г/см³, энерговыделение около 5,7 Вт/см³).

Одно из широких применений ⁹⁰Sr — контрольные источники дозиметрических приборов, в том числе военного назначения и Гражданской обороны. Наиболее распространенный — типа «Б-8» исполнен как металлическая подложка, содержащая в углублении каплю эпоксидной смолы, содержащей соединение ⁹⁰Sr. Для обеспечения защиты от образования радиоактивной пыли через эрозию, препарат закрыт тонким слоем фольги. Фактически такие источники ионизирующего излучения являются комплексом ⁹⁰Sr — ⁹⁰Y, поскольку иттрий непрерывно образуется при распаде стронция. ⁹⁰Sr — ⁹⁰Y является практически чистым бета-источником. В отличие от гамма-радиоактивных препаратов, бета-препараты легко экранировать относительно тонким (порядка 1 мм) слоем стали, что обусловило выбор бета-препарата для проверочных целей — т. н. контрольный источник (КИ), начиная со второго поколения дозиметрической аппаратуры, активно применялся для военных нужд (КИ Б-8: ДП-5 и ИМД-5; КИ «Напёрсток»: ДП-12), гражданской обороны СССР (КИ Б-8: ДП-5 (все модификации, кроме ДП-5В и ДП-5ВБ), ДП-63(А) и ДП-64) и профессиональной деятельности (КИ от РМГЗ-01, КИ от ДП-2).