Strontium เป็นโลหะที่มีสีเงินอ่อนและมีการใช้งานจำนวนมาก: บล็อกรังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาจากหลอดรูปภาพทีวี มันทำให้สีเรืองแสงในที่มืด; และมันเป็นหน้าที่ของ Reds ที่ยอดเยี่ยมในดอกไม้ไฟ สตรอนเทียมยังมีบทบาทสำคัญในการหาต้นกำเนิดของสปีชีส์: นักมานุษยวิทยาวัดระดับของสตรอนเทียมไอออนในกระดูกและฟันเพื่อช่วยกำหนดต้นกำเนิดทางภูมิศาสตร์ของมนุษย์โบราณและสัตว์ ในขณะที่สตรอนเทียมธรรมชาตินั้นไม่เป็นอันตราย แต่หนึ่งในไอโซโทปของมันคือ SR-90 มีชื่อเสียงที่น่ากลัวมากขึ้น: มันเป็นผลพลอยได้จากการล่มสลายของนิวเคลียร์
มีปฏิกิริยาสูง
Strontium ค่อนข้างพบได้ทั่วไปในธรรมชาติ - เป็นองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์มากที่สุดในเปลือกโลกเป็นอันดับที่ 15Minerals Education Coalition (MEC)- Strontium เกิดขึ้นในประมาณ 0.03 เปอร์เซ็นต์ของหินอัคนีทั้งหมดการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา (USGS)- Natural Strontium เป็นส่วนผสมของไอโซโทปที่มีเสถียรภาพสี่ตัวคือ SR-84, SR-86, SR-87 และ SR-88-และพบได้ส่วนใหญ่ในแร่ธาตุ Celestite และ Strontianite
เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ อื่น ๆ สตรอนเทียมมีปฏิกิริยาทางเคมีสูงและทำปฏิกิริยากับทั้งอากาศและน้ำ เมื่อสัมผัสกับอากาศมันจะไหม้ด้วยเปลวไฟสีแดงสด เมื่อรวมกับน้ำ Strontium จะให้ก๊าซไฮโดรเจนและสตรอนเทียมไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นระคายเคืองที่แข็งแกร่ง
ในขณะที่สตรอนเทียมธรรมชาติมีความเสถียรและไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพไอโซโทป SR-90 สังเคราะห์เป็นสารกัมมันตรังสีและเป็นส่วนประกอบที่เป็นอันตรายของการหลุดออกมาจากนิวเคลียร์
ทรัพยากรโลกของสตรอนเทียมมีความคิดว่าเกิน 1 พันล้านตันตามข้อมูลของUSGS- ผู้ผลิตหลักของ Strontium เป็น celestine คือจีนและสเปนตามด้วยเม็กซิโกอาร์เจนตินาและโมร็อกโก แม้ว่าเงินฝากของ Strontium เกิดขึ้นอย่างกว้างขวางในสหรัฐอเมริกา แต่ก็ยังไม่ได้ขุดมาตั้งแต่ปีพ. ศ. 2502
เพียงแค่ข้อเท็จจริง
- จำนวนอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส): 38
- สัญลักษณ์อะตอม (บนตารางธาตุขององค์ประกอบ): SR
- น้ำหนักอะตอม (มวลเฉลี่ยของอะตอม): 87.62
- ความหนาแน่น: 2.64 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
- เฟสที่อุณหภูมิห้อง: ของแข็ง
- จุดหลอมเหลว: 1,431 องศาฟาเรนไฮต์ (777 องศาเซลเซียส)
- จุดเดือด: 2,520 องศา F (1,382 องศา C)
- จำนวนไอโซโทป (อะตอมขององค์ประกอบเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน): 28 ซึ่งเป็นที่รู้จักกันครึ่งชีวิต 4 คอก
- ไอโซโทปที่พบมากที่สุด: SR-88 (82.58 เปอร์เซ็นต์ความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ); SR-86 (9.86 เปอร์เซ็นต์); SR-87 (7 เปอร์เซ็นต์); SR-84 (0.56 เปอร์เซ็นต์)
ใช้
โลหะสตรอนเทียมผงอย่างประณีตจะจุดไฟตามธรรมชาติที่อุณหภูมิห้อง หากคุณเคยยิงดอกไม้ไฟสีแดงหรือเปลวไฟถนนหรือใช้สีเรืองแสงในที่มืด เกลือ strontium เหล่านี้ให้สีแดงสดใสและยังใช้เพื่อทำให้ส่วนผสมของพลุบริษัท คิด-
การใช้งานหลักอีกประการหนึ่งสำหรับ Strontium คือแก้วสำหรับ Colision Cathode Ray Ray Ray (CRTs) ซึ่งใช้เพื่อป้องกันการปล่อยรังสีเอกซ์ การใช้งานนี้ลดลงอย่างรวดเร็วอย่างไรก็ตามเนื่องจาก CRT กำลังถูกแทนที่เนื่องจากความก้าวหน้าในเทคโนโลยีแผงแบนซึ่งต้องใช้สตรอนเทียมคาร์บอเนตในปริมาณที่น้อยลง สิ่งนี้มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการขุดและการกลั่นสตรอนเทียมตามข้อมูลUSGS-
Strontium ยังใช้ในแม่เหล็กเฟอร์ไรต์ (เหล็กออกไซด์รวมกับหนึ่งในองค์ประกอบโลหะมากขึ้น) หรือในกระบวนการกลั่นสังกะสี องค์ประกอบยังสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับยานอวกาศสถานีอากาศระยะไกลและทุ่นนำทาง Strontium Chloride hexahydrate เป็นส่วนผสมในยาสีฟันสำหรับฟันบอบบางตามที่ราชสมาคมเคมี (RSC)-
การค้นพบ
ในปี ค.ศ. 1787 มีการค้นพบหินที่ผิดปกติในเหมืองตะกั่วในหมู่บ้านสก็อตของสเตรอนและนำไปยังเอดินเบอระเพื่อตรวจสอบ มีการวิเคราะห์โดยนักเคมีชาวไอริชและแพทย์ Adair Crawford ในขณะที่บางคนเชื่อว่ามันเป็นสารประกอบแบเรียมชนิดหนึ่งครอว์ฟอร์ดก็ค้นพบว่ามันเป็นแร่ธาตุใหม่ที่มีสารที่ไม่รู้จักซึ่งเขาตั้งชื่อสแตรนเทียหลังจากหมู่บ้านRSC-
ในปี ค.ศ. 1791 นักเคมีเอดินบะระโทมัสชาร์ลส์โฮปผลิตสารประกอบจำนวนหนึ่งกับสตรอนเทียมและยังสังเกตว่ามันทำให้เปลวไฟของเทียนเผาสีแดง - ซึ่งแตกต่างจากสารประกอบแบเรียมที่ให้สีเขียวตามRSC- ในขณะเดียวกันนักเคมีชาวเยอรมัน Martin Heinrich Klaproth ก็ทำการทดสอบเกี่ยวกับแร่ใหม่และจัดการเพื่อผลิตทั้ง Strontium oxide และ Strontium Hydroxide
ในปี ค.ศ. 1808 ที่สถาบันราชวงศ์ในลอนดอนนักเคมีคอร์นิชและนักประดิษฐ์ Humphry Davy แยกสตรอนเทียมโลหะโดยใช้กระแสไฟฟ้าโดยใช้วิธีการที่เขาได้แยกไปแล้วโซเดียมและโพแทสเซียม, ตามRSC-
Strontium ออกเดท
strontium ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อองค์ประกอบรูบิเดียมการสลายตัว แต่ละพื้นที่บนโลกมีอัตราส่วนที่เป็นเอกลักษณ์ของสตรอนเทียมไอออนขึ้นอยู่กับธรณีวิทยาท้องถิ่นตามCuriosity.com- ไอออนสตรอนเทียมเหล่านี้เข้าสู่อาหารและน้ำประปาของเราและจบลงด้วยร่างกายของเรา เนื่องจากสตรอนเทียมไอออนมีลักษณะทางเคมีคล้ายกับแคลเซียมดังนั้นจึงผูกแน่นกับตัวรับการตรวจจับแคลเซียมอย่างแน่นหนา strontium สามารถรวมเข้ากับฟันกระดูกและเปลือกหอยแทนแคลเซียมได้โดยไม่ตั้งใจ
นักวิทยาศาสตร์วัดระดับของไอโซโทปสตรอนเทียม SR-86 และ SR-87 ในฟันโบราณกระดูกหรือเปลือกหอยจากนั้นพวกเขาเปรียบเทียบอัตราส่วนของไอโซโทปทั้งสองนี้สังกะสี- เพื่อกำหนดสถานที่ต้นกำเนิดอาหารหรืออายุของตัวอย่าง
ในกรณีศึกษาหนึ่งโดยเฉพาะนักมานุษยวิทยาค้นพบหลุมฝังศพจำนวน 1,000 ปีในการตั้งถิ่นฐานของชนพื้นเมืองอเมริกันโบราณของCahokiaใกล้กับเซนต์หลุยส์ยุคใหม่ มิสซูรี หลุมศพถือซากศพของ 39 คนซึ่งกระดูกเปิดเผยสัญญาณของจุดจบที่รุนแรง เป็นเวลานานนักวิทยาศาสตร์คิดว่าคนเหล่านี้เป็นชาวต่างชาติที่ถูกฆ่าตายเป็นเชลยสงครามหรือผู้บุกรุก แต่หลังจากทำการทดสอบสตรอนเทียมเมื่อไม่นานมานี้เกี่ยวกับฟันของเหยื่อนักวิทยาศาสตร์พบว่าคนส่วนใหญ่เกิดและเติบโตในคาโทเคีย
การศึกษาระดับไอโซโทปของสตรอนเทียมในกระดูกยังอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจอาหารบรรพบุรุษของเราได้ดีขึ้นโดยรู้ว่าพืชมักจะสูงกว่าสตรอนเทียมตามธรรมชาติมากกว่าเนื้อสัตว์ ยกตัวอย่างเช่นในปี 2550 นักวิจัยชาวออสเตรียได้เปรียบเทียบระดับสตรอนเทียมและสังกะสีเพื่อสนับสนุนสมมติฐานที่ว่านักสู้โรมันเป็นมังสวิรัติที่กินข้าวบาร์เลย์ส่วนใหญ่ถั่วและผลไม้แห้งRSC-
การทดสอบ Strontium เกิดขึ้นในมหาสมุทรเช่นกัน สำหรับอะตอมแคลเซียม 1,000 ตัวเปลือกหอยมีเพียงไม่กี่อะตอมสตรอนเทียมตามวิทยาศาสตร์การเปลี่ยนแปลงทะเล- การวิจัยแสดงให้เห็นว่าระดับสัมพัทธ์ของน้ำทะเล SR-86 และ SR-87 มีการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป ในช่วง 40 ล้านปีที่ผ่านมาระดับมหาสมุทรของ Strontium-87 เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นในช่วงเวลาใดก็ตามในช่วงระยะเวลา 40 ล้านปีนี้มหาสมุทรจึงมีอัตราส่วนที่ไม่เหมือนใครของ SR-86 ถึง SR-87การเปลี่ยนแปลงทะเล-
ในความเป็นจริงเนื่องจากไอโซโทปสตรอนเทียมทั้งสองนี้ไม่สลายตัวอัตราส่วนที่พบในเปลือกหอยของสัตว์ทะเลโบราณยังคงไม่เปลี่ยนแปลงแม้หลังจากที่สัตว์ตายและเปลือกของมันกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ ดังนั้นแม้หลังจากผ่านไปหลายล้านปีนักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดอายุของฟอสซิลทางทะเลโดยการสกัดสตรอนเทียมและจับคู่อัตราส่วนของไอโซโทปทั้งสองกับสิ่งที่รู้ว่าเกิดขึ้นในน้ำทะเลในช่วงเวลาที่ผ่านมา
กัมมันตภาพรังสีและฟูกูชิม่า
สตรอนเทียมไอโซโทป SR-90 เป็นผลิตภัณฑ์ฟิชชันนิวเคลียร์และถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมในช่วงที่มีการหลุดออกมาจากนิวเคลียร์ SR-90 มีครึ่งชีวิตประมาณ 28 ปี เมื่อระดับสูงของ SR-90 ถูกดูดซึมโดยเนื้อเยื่อกระดูกแทนแคลเซียมมันสามารถทำลายไขกระดูกและทำให้เกิดมะเร็ง
ในสหรัฐอเมริกา SR-90 ได้รับการปล่อยตัวขึ้นไปในอากาศระหว่างการทดสอบนิวเคลียร์ในปี 1940 และ '50s และในที่สุดก็ถูกดูดซึมเข้าสู่ทุ่งหญ้าท้องวัวและผลิตภัณฑ์นมปรากฏขึ้นในฟันของเด็กในปี 1950โลกเคมี- อุบัติเหตุนิวเคลียร์ที่สำคัญสองครั้งที่ปล่อย SR-90 และองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ ในสภาพแวดล้อมคืออุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ปี 1986 ที่เชอร์โนบิลในยูเครนและ 2011ภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima Daiichiในญี่ปุ่น
อุบัติเหตุฟูกูชิม่าเกิดขึ้นเมื่อมีสึนามิหลายชุด - เกิดจากแผ่นดินไหวTōhoku (ขนาด 9.0) เมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2554 - โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิม่าเสียหายอย่างรุนแรง สี่ในหกเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ปล่อยรังสีออกสู่ชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรตามข้อมูลของWoods Hole Oceanographic Institution (WHOI)- อุบัติเหตุฟูกูชิม่าเพิ่มระดับ SR-90 ในน่านน้ำแปซิฟิกนอกชายฝั่งตะวันออกของญี่ปุ่นมากถึง 100 ครั้งวิทยาศาสตร์ทุกวัน-
ในปี 2011 Ken Buesseler นักวิทยุของ WHOI ได้จัดงานการเดินทางระหว่างประเทศที่ครอบคลุมครั้งแรกเพื่อตรวจสอบการแพร่กระจายของนิวไคลด์กัมมันตรังสีจากฟูกูชิม่าสู่มหาสมุทรแปซิฟิก งานของ Buesseler เผยให้เห็นว่าระดับ strontium รอบ ๆ พื้นที่อุบัติเหตุจะไม่ลดลงอย่างรวดเร็วตามที่คาดไว้ แต่ที่ระดับเหล่านี้ควรจะเป็นและทำไมพวกเขายังไม่อยู่ภายใต้การควบคุมเป็นเรื่องที่ซับซ้อน
“ ไม่มีใครรู้ว่าจะ 'คาดหวัง' ดังนั้นในขณะที่ระดับ SR กัมมันตภาพรังสีลดลงพวกเขาจะไม่กลับสู่ระดับก่อนเกิดอุบัติเหตุสิ่งนี้ชี้ให้เห็นแหล่งข้อมูลต่อเนื่อง” Buesseler กล่าวกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิต "แหล่งข้อมูลเหล่านี้รวมถึงการรั่วไหลของถังแต่ละตัวซึ่งส่วนใหญ่เห็นในช่วงสองสามปีแรกหลังจากปี 2011 และการไหลของน้ำใต้ดินของน้ำที่ปนเปื้อนไปยังมหาสมุทรซึ่งเป็นเรื่องยากหากไม่สามารถหยุดได้ทั้งหมด"
งานวิจัยของ Buesseler มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากระดับส่วนเกินของสตรอนเทียมและองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ เป็นภัยคุกคามต่อมนุษย์และสัตว์ทะเล - แต่ ณ จุดนี้การเปิดตัวของซีเซียมเป็นข้อกังวลที่ใหญ่กว่า
“ สตรอนเทียมทำตัวเหมือนแคลเซียมดังนั้นจึงเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นองค์ประกอบ 'การแสวงหากระดูก'” Buesseler กล่าว "เช่นนี้มันมีครึ่งชีวิตทางชีวภาพที่ยาวนานเช่นเวลาที่เก็บรักษาไว้ในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์และทางทะเลเป็นเวลาหลายปี
"ดังนั้นความเสี่ยงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับมนุษย์คือการกินสิ่งมีชีวิตทางทะเลที่ปนเปื้อนและการสะสมของสตรอนเทียมกัมมันตรังสีในกระดูกของเราโชคดีที่การปล่อยสารกัมมันตรังสีเริ่มต้นมีขนาดเล็กกว่าไอโซโทปซีเซียมและจนถึงปัจจุบันระดับ 90s
ใครจะรู้?
- การประยุกต์ใช้สตรอนเทียมขนาดใหญ่ครั้งแรกอยู่ในอุตสาหกรรมน้ำตาลบีทก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 สตรอนเทียมไฮดรอกไซด์มากกว่า 100,000 ตันถูกนำมาใช้ในแต่ละปีในกระบวนการตกผลึกน้ำตาลetf.com(กองทุนแลกเปลี่ยนแลกเปลี่ยน)
- สารประกอบสตรอนเทียมเกือบทั้งหมดถูกประมวลผลจาก celestite แร่ เนื่องจาก Celestite มักจะถือแบเรียมและแคลเซียม (ซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายกับสตรอนเทียม) - ทำให้กระบวนการแยกยาก - เซเลสไทต์ดิบมักจะต้องมีสตรอนเทียมซัลเฟตอย่างน้อย 90 เปอร์เซ็นต์สำหรับการผลิตนิตยสาร Earth-
- SR-89 เป็นส่วนผสมที่ใช้งานอยู่ใน Metastron ซึ่งเป็นรังสีวิทยาที่ใช้กับผู้ป่วยมะเร็งกระดูกระยะแพร่กระจาย สตรอนเทียมทำหน้าที่เหมือนแคลเซียมและรวมอยู่ในพื้นที่กระดูกของการสร้างกระดูกที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้ช่วยให้รังสีมุ่งเน้นไปที่พื้นที่มะเร็ง
- Strontium Chloride เป็นสารออกฤทธิ์ที่ใช้ในยาสีฟันสำหรับฟันที่บอบบาง บางยี่ห้อรวมถึง hexahydrate strontium hexahydrate มากถึง 10 เปอร์เซ็นต์
- Strontium Titanate มีดัชนีการหักเหของแสงที่สูงมากและการกระจายตัวของแสงมากกว่าเพชร มันถูกใช้เป็นอัญมณีแม้ว่ามันจะนุ่มมาก
หมายเหตุของบรรณาธิการ: หน้าอ้างอิงนี้ได้รับการปรับปรุงเพื่อระบุว่า Strontium เป็นโลหะอัลคาไลน์-โลกไม่ใช่โลหะอัลคาไลตามที่ได้ระบุไว้ก่อนหน้านี้
ทรัพยากรเพิ่มเติม
