Stronsiyum, bir dizi kullanım ile yumuşak, gümüş rengi bir metaldir: TV resim tüpleri tarafından yayılan X ışınlarını engeller; karanlıkta parlamaya neden olur; ve havai fişeklerin parlak kırmızılarından sorumludur. Stronsiyum, türlerin kökenini belirlemede de önemli bir rol oynar: Antropologlar, eski insan ve hayvanların coğrafi kökenlerini belirlemeye yardımcı olmak için kemiklerdeki ve dişlerdeki stronsiyum iyonlarının seviyelerini ölçer. Doğal stronsiyum zararsız olsa da, izotoplarından biri olan Sr-90, daha ümitsiz bir üne sahiptir: nükleer serpintinin tehlikeli bir yan ürünüdür.
Stronsiyum, doğada oldukça yaygındır - Mineraller Eğitim Koalisyonu'na (MEC) göre, Dünya'nın kabuğundaki en bol bulunan 15 elementtir. US Geological Survey'e (USGS) göre stronsiyum tüm kayaçların yaklaşık yüzde 0.03'ünde meydana gelir. Doğal stronsiyum, dört stabil izotop - Sr-84, Sr-86, Sr-87 ve Sr-88'in bir karışımıdır ve esas olarak mineraller selestit ve strontianit içinde bulunur.
Diğer alkali metaller gibi stronsiyum kimyasal olarak oldukça reaktiftir ve hem hava hem de su ile reaksiyona girer. Havaya maruz kaldığında parlak kırmızı bir alevle yanar. Su ile birleştiğinde, stronsiyum hidrojen gazı ve stronsiyum hidroksit verir - güçlü bir tahriş edici.
Doğal stronsiyum stabil ve sağlığa zararlı değildir, sentetik Sr-90 izotop radyoaktif ve nükleer serpintinin tehlikeli bir bileşenidir.
USGS'ye göre, stronsiyumun dünya kaynaklarının 1 milyar tonu aştığı düşünülmektedir. Ana metal strontium üreticileri, Çin, İspanya ve Meksika, Arjantin ve Fas'tır. Stronsiyum tortuları Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak görülmesine rağmen, 1959'dan beri çıkarılmamışlardır.
İnce toz halinde stronsiyum metali, oda sıcaklığında kendiliğinden tutuşur. Eğer kırmızı bir havai fişek ya da yol işaret fişeği ya da karanlıkta parıldayan boya kullanmış olsaydınız, muhtemelen büyük olasılıkla stronsiyum karbonatın harekete geçtiğine tanık olursunuz. Bu stronsiyum tuzları parlak kırmızı bir renk verir ve ayrıca Düşünce Co'ya göre havai fişek karışımlarını stabilize etmek için kullanılır.
Stronsiyum için bir başka birincil kullanım, X-ışını emisyonunu önlemek için kullanıldığı renkli televizyon katot ışın tüpleri (CRT'ler) için camdır. Bununla birlikte, bu kullanım hızla azalmaktadır, ancak CRT'ler daha az miktarda stronsiyum karbonat gerektiren düz panel teknolojilerindeki gelişmeler nedeniyle değiştirilmektedir. Bu, USGS'ye göre stronsiyum madenciliği ve arıtma üzerinde önemli bir etkiye sahipti.
Stronsiyum ayrıca ferrit mıknatıslarda (daha fazla metalik elementlerden biriyle kombine edilmiş demir oksit) veya çinko saflaştırma işlemlerinde de kullanılır. Eleman ayrıca uzay araçları, uzak hava istasyonları ve navigasyon şamandıraları için elektrik üretebilir. Royal Society of Chemistry (RSC) 'ye göre stronsiyum klorür hekzahidrat, hassas dişler için diş macununda kullanılan bir maddedir.
1787'de İskoç köyü Strontian'da bir kurşun madeninde olağandışı bir kaya keşfedildi ve inceleme için Edinburgh'a getirildi. Orada İrlandalı kimyacı ve doktor Adair Crawford tarafından analiz edildi. Bazıları bunun bir tür baryum bileşiği olduğuna inanırken, Crawford kısa bir süre sonra RSC'ye göre köyden sonra strontia adını verdiği bilinmeyen bir maddeyi içeren yeni bir mineral olduğunu keşfetti.
1791'de, Edinburgh kimyacı Thomas Charles Hope, RSC'ye göre yeşil bir renk veren baryum bileşiklerinin aksine, mumun alevin kırmızı yanmasına neden olduğunu da vurgulayarak, stronsiyumlu bir çok bileşik üretti. Bu arada Alman kimyacı Martin Heinrich Klaproth da yeni mineral üzerinde testler yaptı ve hem stronsiyum oksit hem de stronsiyum hidroksit üretmeyi başardı.
1808'de, Londra'daki Kraliyet Enstitüsü'nde, Cornish kimyacı ve mucit Humphry Davy, RSC'ye göre daha önce izole edilmiş sodyum ve potasyum yöntemini kullanarak elektroliz yoluyla stronsiyum metali izole etti.
Rubidiyum elementi bozulduğunda çoğu stronsiyum oluşur. Curiosity.com'a göre, gezegendeki her alanın yerel jeolojiye bağlı olarak kendi kendine özgü stronsiyum iyonları oranı vardır. Bu stronsiyum iyonları yiyecek ve su kaynağımıza girer ve bedenlerimize girerler. Stronsiyum iyonları kimyasal olarak kalsiyuma benzer ve bu nedenle kalsiyum algılama reseptörlerine sıkıca bağlandığından, stronsiyum yanlışlıkla kalsiyum yerine dişlere, kemiklere ve deniz kabuklarına eklenebilir.
Bilim adamları, antik dişlerde, kemiklerde veya deniz kabuklarında strontium izotopları Sr-86 ve Sr-87'nin seviyelerini ölçer ve daha sonra, bu iki izotopun oranını, birbirleriyle veya kalsiyum veya çinko gibi başka bir elementle karşılaştırırlar. Bir orjinal menşe, diyet veya yaş yeri.
Özel bir vaka çalışmasında, antropologlar, günümüz St. Louis yakınlarındaki eski Yerli Amerikan Yerleşkesi'nde 1000 yıllık bir toplu mezar keşfettiler. Missouri. Mezar, kemiklerinde şiddetli bir son buldukları belirtileri olan 39 kişinin kalıntılarını tutuyordu. Bilim adamları uzun zamandır, bu insanların savaş esirleri veya davetsiz misafir olarak öldürülen yabancı olduklarını düşündüler. Ancak, kurbanların dişleri üzerindeki son stronsiyum testlerini gerçekleştirdikten sonra, bilim adamları, insanların çoğunun Cahokia'da doğup büyüdüğünü keşfettiler.
Kemikte stronsiyum izotop düzeylerinin araştırılması ayrıca bilim adamlarının atalarımızın diyetlerini daha iyi anlamalarını sağlayarak bitkilerin ete göre doğal stronsiyumda daha yüksek olma eğiliminde olduklarını bilmelerini sağlamıştır. Örneğin, 2007'de Avusturyalı araştırmacılar, RSC'ye göre Romalı gladyatörlerin başta arpa, fasulye ve kuru meyvelerden oluşan vejeteryanlar olduğunu ve hipotezini desteklemek için stronsiyum ve çinko seviyelerini karşılaştırdılar.
Stronsiyum testi de okyanusta gerçekleşir. Sea Change Science'a göre, her 1.000 kalsiyum atomu için deniz kabukları sadece birkaç stronsiyum atomu içerir. Araştırmalar, deniz suyu Sr-86 ve Sr-87'nin nispi seviyelerinin zaman içinde değiştiğini göstermiştir. Son 40 milyon yılda, stronsiyum-87 okyanus seviyeleri sürekli olarak artmıştır. Bu nedenle, bu 40 milyon yıllık süre boyunca herhangi bir zamanda, okyanus, Sea Change'e göre, Sr-86'nın Sr-87'ye özgü bir oranını korumuştur.
Aslında, bu iki stronsiyum izotopu bozulmadığı için, örneğin eski bir deniz canlısının kabuğunda bulunan oran, hayvan ölümü ve kabuğunun bir fosil haline gelmesinden sonra bile değişmeden kalır. Bu yüzden milyonlarca yıl sonra bile, bilim adamları deniz fosillerini, stronsiyumu çıkararak ve iki izotopun oranını deniz suyunda belirli bir zaman diliminde meydana gelenlerle eşleştirerek belirleyebilirler.
Stronsiyum izotop Sr-90 bir nükleer fizyon ürünüdür ve nükleer serpinti sırasında çevreye salınır. Sr-90, yaklaşık 28 yıllık bir yarı ömre sahiptir. Yüksek seviyelerde Sr-90 kalsiyum yerine kemik dokusu tarafından emildiğinde, kemik iliğini yok edebilir ve kansere neden olabilir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, Sr-90, 1940'larda ve 50'lerde nükleer testler sırasında havaya bırakıldı ve 1950'lerde Kimya Dünyasına göre 1950'lerde çocukların dişlerini gösteren otlaklar, inek mide ve süt ürünlerinin içine çekildi. Sr-90 ve diğer radyoaktif elementleri çevreye saldıran iki büyük nükleer kaza, Ukrayna'daki Çernobil'deki 1986 nükleer reaktör kazası ve Japonya'daki 2011 Fukushima Daiichi nükleer felaketiydi.
Fukushima kazası, 11 Mart 2011'de Tōhoku depremi tarafından tetiklenen bir dizi tsunamisin Fukushima nükleer santraline zarar vermesiyle meydana geldi. Woods Hole Oşinografi Enstitüsü'ne (WHOI) göre, altı nükleer reaktörden dördü atmosfere ve okyanusa radyasyon yaydı. Science Daily'ye göre Fukushima kazası Japonya'nın doğu kıyısındaki Pasifik sularında Sr-90 seviyesini 100 katına kadar artırdı.
2011'de, WHOI radyokimyası Ken Buesseler, Fukushima'dan Pasifik Okyanusu'na radyonüklidlerin yayılmasını araştırmak için ilk kapsamlı ve uluslararası keşif gezisini düzenledi. Buesseler'in çalışması, kaza alanı etrafındaki stronsiyum seviyelerinin beklenildiği kadar hızlı düşmediğini ortaya koymaktadır. Ancak bu seviyelerin tam olarak nerede olması gerektiği ve neden hala kontrol altında olmadıkları karmaşık bir meseledir.
"Kimse ne bekleyeceğini bilemezdi, bu yüzden radyoaktif Sr seviyeleri azalırken, kaza öncesi seviyelere geri dönmüyorlar. Bu devam eden kaynakları gösteriyor," Buesseler WordsSideKick.com'a anlattı. “Bu kaynaklar, 2011'den sonra ilk birkaç yıl içinde görülen bireysel tank sızıntılarını ve kirlenmiş suların okyanusa yeraltı suyu akışını içerir, ki bu imkansız olmasa bile, tamamen durmaktır.”
Buesseler'ın araştırması, stronsiyum ve diğer radyoaktif elementlerin aşırı düzeylerinin insanlar ve deniz hayvanları için bir tehdit oluşturması nedeniyle büyük önem taşımaktadır - ancak bu noktada sezyumun salınması daha büyük bir endişe kaynağıdır.
"Stronsiyum kalsiyum gibi davranır, bu yüzden 'kemik arayan' bir element olarak bilinir," dedi Buesseler. "Bunun gibi, oldukça uzun bir biyolojik yarı ömre sahiptir, yani insan ve deniz organizmalarında tutulan süre birkaç yıldır.
"İnsanlar için en büyük risk, kirlenmiş deniz organizmaları ve radyoaktif stronsiyumun kemiklerimizde birikmesidir. Neyse ki, radyoaktif stronsiyumun ilk salınımları, sezyum izotoplarından çok daha küçüktü ve bugüne kadar, Japonya kıyılarındaki deniz ürünlerindeki 90Sr seviyeleri Sezyumdan daha küçük ve daha az endişe duyuyorlar. "
Ek kaynaklar