Ραδιενεργό μέταλλο και οι ιδιότητές του. Ποιο είναι το πιο ραδιενεργό μέταλλο

Μεταξύ όλων των στοιχείων του περιοδικού συστήματος, ένα μεγάλο μέρος ανήκει σε αυτά που οι περισσότεροι άνθρωποι μιλούν για φόβο. Αλλά πώς αλλιώς; Εξάλλου, είναι ραδιενεργά, πράγμα που σημαίνει άμεση απειλή για την ανθρώπινη υγεία.

Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε ποια στοιχεία είναι επικίνδυνα και ποια είναι, και επίσης να μάθουμε ποια είναι η βλαβερή τους επίδραση στο ανθρώπινο σώμα.

Γενική έννοια μιας ομάδας ραδιενεργών στοιχείων

Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει μέταλλα. Είναι αρκετά πολυάριθμα, βρίσκονται στο περιοδικό σύστημα αμέσως μετά το μόλυβδο και στο τελευταίο κελί. Το κύριο κριτήριο με το οποίο ένα ή άλλο στοιχείο θεωρείται ότι ταξινομείται ως ραδιενεργός ομάδα είναι η ικανότητά του να έχει ορισμένο χρόνο ημιζωής.

Με άλλα λόγια, η ραδιενεργή αποσύνθεση είναι η μετατροπή ενός μεταλλικού πυρήνα σε άλλο, μια κόρη, η οποία συνοδεύεται από την εκπομπή ακτινοβολίας ορισμένου τύπου. Ταυτόχρονα, ορισμένα στοιχεία μετατρέπονται σε άλλα.

Ένα ραδιενεργό μέταλλο είναι ένα που έχει τουλάχιστον ένα ισότοπο. Ακόμα και αν υπάρχουν έξι ποικιλίες όλων των ποικιλιών και μόνο ένας από αυτούς θα είναι ο κομιστής αυτής της ιδιότητας, όλο το στοιχείο θα θεωρείται ραδιενεργό.

Είδη ακτινοβολίας

Οι κυριότερες παραλλαγές της ακτινοβολίας, που εκπέμπονται από τα μέταλλα κατά τη διάρκεια των αποσυντονιών, είναι:

• Σωματίδια άλφα.
• Βήτα σωματίδια ή αποσύνθεση νετρίνων.
• Ισομερής μετάβαση (ακτίνες γάμμα).

Υπάρχουν δύο επιλογές για την ύπαρξη τέτοιων στοιχείων. Το πρώτο είναι φυσικό, δηλαδή όταν ένα ραδιενεργό μέταλλο βρίσκεται στη φύση και με τον απλούστερο τρόπο, υπό την επίδραση των εξωτερικών δυνάμεων, μετασχηματίζεται σε άλλες μορφές με την πάροδο του χρόνου (εκδηλώνει τη ραδιενέργεια και τις αποσυνθέσεις).

Η δεύτερη ομάδα δημιουργείται τεχνητά από επιστήμονες μέταλλα, ικανά για ταχεία αποσύνθεση και ισχυρή απελευθέρωση μεγάλου όγκου ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται για χρήση σε ορισμένους τομείς δραστηριότητας. Οι εγκαταστάσεις στις οποίες παράγονται πυρηνικές αντιδράσεις με τη μετατροπή ορισμένων στοιχείων σε άλλες ονομάζονται συγχροφασοτρόνες.

Η διαφορά μεταξύ των δύο υποδεικνυόμενων μεθόδων μισής αποσύνθεσης είναι προφανής: και στις δύο περιπτώσεις είναι αυθόρμητη, αλλά μόνο τεχνητά παραγόμενα μέταλλα δίνουν ακριβώς πυρηνικές αντιδράσεις στη διαδικασία καταστροφής.

Οι βασικές αρχές του προσδιορισμού τέτοιων ατόμων

Επειδή για τα περισσότερα από τα στοιχεία μόνο ένα ή δύο ισότοπα είναι ραδιενεργά, είναι συνηθισμένο να υποδεικνύεται ένας συγκεκριμένος τύπος στη συμβολική ονομασία και όχι ολόκληρο το στοιχείο ως σύνολο. Για παράδειγμα, το μόλυβδο είναι απλώς μια ουσία. Εάν λάβετε υπόψη ότι πρόκειται για ραδιενεργό μέταλλο, πρέπει να το ονομάσετε, για παράδειγμα, "lead-207".

Οι χρόνοι ημίσειας ζωής των εξεταζόμενων σωματιδίων μπορούν να ποικίλουν πολύ. Υπάρχουν ισότοπα που υπάρχουν μόνο 0,032 δευτερόλεπτα. Αλλά μαζί με αυτούς υπάρχουν και εκείνοι που αποσυντίθενται για εκατομμύρια χρόνια στα χερσαία έντερα.

Ραδιενεργά μέταλλα: κατάλογος

Ένας πλήρης κατάλογος όλων των στοιχείων που ανήκουν στην εξεταζόμενη ομάδα μπορεί να είναι αρκετά εντυπωσιακός, επειδή μόνο 80 μέταλλα ανήκουν σε αυτό. Πρώτα απ 'όλα, αυτά είναι όλα στο περιοδικό σύστημα μετά από μόλυβδο, συμπεριλαμβανομένης της ομάδας λανθανιδών και ακτινιδών. Δηλαδή, το βισμούθιο, το πολόνιο, η αστατίνη, το ραδόνιο, η γαλλία, το ράδιο, το ρουτφορντόνιο και τα λοιπά με σειριακούς αριθμούς.

Πάνω από το υποδεικνυόμενο όριο υπάρχουν πολλοί εκπρόσωποι, καθένας από τους οποίους έχει επίσης ισότοπα. Ωστόσο, μερικά από αυτά μπορεί να είναι μόνο ραδιενεργά. Επομένως, είναι σημαντικό το είδος του χημικού στοιχείου να έχει ποικιλία . Το ραδιενεργό μέταλλο, πιο συγκεκριμένα μία από τις ισοτοπικές του ποικιλίες, είναι πρακτικά σε κάθε εκπρόσωπο του πίνακα. Για παράδειγμα, έχουν:

• Ασβέστιο;
• Σελήνιο.
• Άφνιο;
• Βολφράμιο;
• Οσμίου.
• Βισμούθιο;
• Ίνδιο;
• Κάλιο.
• Rubidium;
• Ζιρκόνιο;
• Ευρωπίου;
• Radium και άλλα.

Έτσι, είναι προφανές ότι υπάρχουν πολλά στοιχεία που παρουσιάζουν τις ιδιότητες της ραδιενέργειας - τη συντριπτική πλειοψηφία. Μερικά από αυτά είναι ασφαλή λόγω των πολύ μεγάλων ημιζωών και βρίσκονται στη φύση, ενώ το άλλο είναι τεχνητά τεχνητά για διάφορες ανάγκες στην επιστήμη και την τεχνολογία και είναι εξαιρετικά επικίνδυνο για το ανθρώπινο σώμα.

Χαρακτηριστικά του ραδίου

Το όνομα του στοιχείου δίνεται από τους ανακαλύπτους του - το ζευγάρι Curie, Pierre και Maria. Ήταν αυτοί οι άνθρωποι που αρχικά ανακάλυψαν ότι ένα από τα ισότοπα αυτού του μετάλλου - radium-226 - είναι η πιο σταθερή μορφή, η οποία έχει ειδικές ιδιότητες ραδιενέργειας. Αυτό συνέβη το 1898, και ένα παρόμοιο φαινόμενο έγινε γνωστό. Μια λεπτομερής μελέτη του ήταν απλώς εμπλεκόμενη στους συζύγους χημικών.

Η ετυμολογία της λέξης παίρνει τις ρίζες της από τη γαλλική γλώσσα, στην οποία ακούγεται σαν ραδμός. Συνολικά, είναι γνωστές 14 ισοτοπικές τροποποιήσεις αυτού του στοιχείου. Αλλά οι πιο σταθερές μορφές με μαζικούς αριθμούς:

• 220;
• 223;
• 224;
• 226;
• 228.

Η μορφή 226 έχει σαφώς καθορισμένη ραδιενέργεια. Από μόνη της, το ράδιο είναι ένα χημικό στοιχείο κάτω από τον αριθμό 88. Η ατομική μάζα [226]. Ως απλή ουσία είναι ικανή να υπάρξει. Πρόκειται για ένα ασημένιο λευκό ραδιενεργό μέταλλο με σημείο τήξης περίπου 670 ^° C.

Από χημική άποψη, παρουσιάζει αρκετά υψηλό βαθμό δραστηριότητας και είναι σε θέση να αντιδρά με:

• Νερό;
• Οργανικά οξέα, που σχηματίζουν σταθερά σύμπλοκα.
• Το οξυγόνο που σχηματίζει ένα οξείδιο.

Ιδιότητες και εφαρμογές

Το ραδίο είναι επίσης ένα χημικό στοιχείο που σχηματίζει ένα αριθμό αλάτων. Γνωστά είναι τα νιτρίδια, χλωρίδια, θειικά, νιτρικά, ανθρακικά, φωσφορικά, χρωμικά. Επίσης υπάρχουν διπλά άλατα με βολφράμιο και βηρύλλιο.

Το γεγονός ότι το radium-226 μπορεί να είναι επικίνδυνο για την υγεία, ο ερευνητής του Pierre Curie δεν αναγνώρισε αμέσως. Ωστόσο, κατάφερα να πείσω τον εαυτό μου όταν πραγματοποίησα το πείραμα: την ημέρα περπατούσε με ένα σωλήνα με μέταλλο προσαρτημένο στο τμήμα των ώμων του χεριού του. Στο σημείο της επαφής με το δέρμα εμφανίστηκε μη θεραπευτικό έλκος, να απαλλαγούμε από το οποίο ο επιστήμονας δεν μπορούσε περισσότερο από δύο μήνες. Από τα πειράματά τους στο φαινόμενο της ραδιενέργειας, οι σύζυγοι δεν αρνήθηκαν, και ως εκ τούτου και οι δύο πέθαναν από μια μεγάλη δόση ακτινοβολίας.

Εκτός από την αρνητική τιμή, υπάρχουν και διάφοροι τομείς στους οποίους το radium-226 βρίσκει εφαρμογή και οφέλη:

1. Δείκτης μεταβολής της στάθμης του ωκεανού.
2. Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ποσότητας ουρανίου στο βράχο.
3. Είναι μέρος των φωτιστικών μιγμάτων.
4. Στην ιατρική χρησιμοποιείται για το σχηματισμό λουτρών ιατρικού ραδονίου.
5. Εφαρμόζεται για την αφαίρεση των ηλεκτρικών φορτίων.
6. Με τη βοήθειά του πραγματοποιείται ανίχνευση ελαττωμάτων και οι ραφές των εξαρτημάτων συγκολλούνται.

Πλουτώνιο και τα ισότοπα του

Αυτό το στοιχείο ανακαλύφθηκε στις δεκαετίες του σαράντα του εικοστού αιώνα από Αμερικανούς επιστήμονες. Αρχικά απομονώθηκε από το μεταλλεύμα ουρανίου, στο οποίο σχηματίστηκε από το νεπτύνιο. Το τελευταίο είναι το αποτέλεσμα της αποσύνθεσης του πυρήνα του ουρανίου. Δηλαδή, όλα αυτά είναι στενά διασυνδεδεμένα μεταξύ τους από κοινούς ραδιενεργούς μετασχηματισμούς.

Υπάρχουν αρκετά σταθερά ισότοπα ενός δεδομένου μετάλλου. Ωστόσο, η πιο διαδεδομένη και πιο σημαντική ποικιλία είναι το πλουτώνιο-239. Υπάρχουν γνωστές χημικές αντιδράσεις ενός δεδομένου μετάλλου με:

• Οξυγόνο,
• Οξέα ·
• Νερό;
• Αλκάδες.
• Αλογόνου.

Όσον αφορά τις φυσικές του ιδιότητες, το πλουτώνιο-239 είναι εύθραυστο μέταλλο με σημείο τήξης 640 ⁰ C. Οι κύριοι τρόποι επηρεασμού του σώματος είναι ο σταδιακός σχηματισμός καρκίνου, η συσσώρευση στα οστά και η καταστροφή τους, οι πνευμονικές παθήσεις.

Το πεδίο χρήσης είναι κυρίως η πυρηνική βιομηχανία. Είναι γνωστό ότι με την αποσύνθεση του ενός γραμμαρίου πλουτωνίου-239, απελευθερώνεται ποσότητα θερμότητας που είναι συγκρίσιμη με 4 τόνους καμένου άνθρακα. Γι 'αυτό το είδος αυτού του είδους μέταλλο βρίσκει τέτοια ευρεία εφαρμογή στις αντιδράσεις. Το πυρηνικό πλουτώνιο αποτελεί πηγή ενέργειας σε πυρηνικούς αντιδραστήρες και θερμοπυρηνικές βόμβες. Χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή συσσωρευτών ηλεκτρικής ενέργειας, η διάρκεια ζωής των οποίων μπορεί να φτάσει τα πέντε έτη.

Ουρανίου - η πηγή ακτινοβολίας

Το στοιχείο αυτό ανακαλύφθηκε το 1789 από έναν χημικό από τη Γερμανία Klaproth. Ωστόσο, οι άνθρωποι ήταν σε θέση να μελετήσουν τις ιδιότητές τους και να μάθουν πώς να τις εφαρμόζουν στην πράξη μόνο τον 20ό αιώνα. Το κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι ότι το ραδιενεργό ουράνιο είναι ικανό να σχηματίζει πυρήνες σε μια φυσική αποσύνθεση:

• Μόλυβδος-206;
• Krypton;
• Πλουτώνιο-239;
• Μόλυβδος-207;
• Xenon.

Στη φύση, αυτό το μέταλλο είναι ανοικτό γκρι χρώμα και έχει σημείο τήξης πάνω από 1100 ^° C. Βρίσκεται στα ορυκτά:

1. Μίκρα ουρανίου.
2. Ουρανίτης.
3. Nasturan.
4. Otenite.
5. Tyuyannmunit.

Υπάρχουν τρία σταθερά φυσικά ισότοπα και 11 τεχνητά συνθετικά, με μάζα από 227 έως 240.

Στη βιομηχανία, το ραδιενεργό ουράνιο χρησιμοποιείται ευρέως, το οποίο μπορεί να αποσυντεθεί γρήγορα με την απελευθέρωση ενέργειας. Έτσι, χρησιμοποιείται:

• Στη γεωχημεία?
• Εξόρυξη;
• Πυρηνικοί αντιδραστήρες.
• Στην κατασκευή πυρηνικών όπλων.

Η επίδραση στο ανθρώπινο σώμα δεν διαφέρει από τα προηγούμενα μέταλλα - η συσσώρευση οδηγεί σε αυξημένη δόση ακτινοβολίας και εμφάνιση καρκινικών όγκων.

Στοιχεία υπερανθράνου

Τα σημαντικότερα από τα μέταλλα που ακολουθούν το ουράνιο στο περιοδικό σύστημα είναι αυτά που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα. Κυριολεκτικά το 2004, προέκυψαν οι πηγές, επιβεβαιώνοντας τη γέννηση 115 στοιχείων του περιοδικού συστήματος.

Έγινε το πιο ραδιενεργό μέταλλο όλων των γνωστών μέχρι σήμερα - Ασταμάτητα (Uup). Οι ιδιότητές του παραμένουν ανεξερεύνητες μέχρι τώρα, επειδή ο χρόνος ημιζωής είναι 0,032 δευτερόλεπτα! Είναι απλώς αδύνατο να εξεταστούν και να αποκαλυφθούν οι λεπτομέρειες της δομής και των χαρακτηριστικών που εκδηλώνονται υπό τέτοιες συνθήκες.

Ωστόσο, η ραδιενέργεια είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από αυτή του δεύτερου στοιχείου αυτής της ιδιότητας, του πλουτωνίου. Παρ 'όλα αυτά, στην πράξη δεν χρησιμοποιούνται αδέσποτα, αλλά όσο πιο αργή είναι οι σύντροφοί του στο τραπέζι είναι το ουράνιο, το πλουτώνιο, το νεπτύνιο, το πολώνιο και άλλοι.

Ένα άλλο στοιχείο - το unbibia - θεωρητικά υπάρχει, αλλά δεν μπορεί να αποδειχθεί από επιστήμονες διαφορετικών χωρών από το 1974. Η τελευταία προσπάθεια έγινε το 2005, αλλά δεν επιβεβαιώθηκε από τις γενικές συμβουλές επιστημόνων-χημικών.

Θόριο

Άνοιξε τον XIX αιώνα από τον Berzelius και ονομάστηκε προς τιμήν του σκανδιναβικού Θεού Thor. Πρόκειται για ένα ελαφρώς ραδιενεργό μέταλλο. Πέντε από τα 11 ισότοπα κατέχουν αυτό το χαρακτηριστικό.

Η κύρια εφαρμογή στην πυρηνική ενέργεια δεν βασίζεται στην ικανότητα εκπομπής τεράστιου όγκου θερμικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης. Η ιδιαιτερότητα είναι ότι οι πυρήνες του θορίου είναι σε θέση να συλλάβουν νετρόνια και να μετατραπούν σε ουράνιο-238 και πλουτώνιο-239, τα οποία ήδη εισέρχονται άμεσα σε πυρηνικές αντιδράσεις. Επομένως, το θόριο μπορεί επίσης να αναφέρεται στην ομάδα των μετάλλων που εξετάζουμε.

Polonius

Ασημένιο ραδιενεργό μέταλλο με αριθμό 84 στον περιοδικό πίνακα. Ανακαλύφθηκε από τους ίδιους ένθερμους ερευνητές της ραδιενέργειας και όλα όσα συνδέονται με αυτό, από τους συζύγους Μαρία και Pierre Curie το 1898. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτής της ουσίας είναι ότι υπάρχει ελεύθερα για περίπου 138,5 ημέρες. Δηλαδή, αυτός είναι ο χρόνος ημίσειας ζωής του μετάλλου.

Στη φύση εμφανίζεται στη σύνθεση ουρανίου και άλλων μεταλλευμάτων. Χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας και αρκετά ισχυρή. Είναι ένα στρατηγικό μέταλλο, καθώς χρησιμοποιείται για την παραγωγή πυρηνικών όπλων. Η ποσότητα είναι αυστηρά περιορισμένη και βρίσκεται υπό τον έλεγχο κάθε κράτους.

Χρησιμοποιείται επίσης για τον ιονισμό αέρα, εξαλείφοντας το στατικό ηλεκτρισμό στο δωμάτιο, κάνοντας θερμοσίφωνες και άλλα παρόμοια αντικείμενα.

Επιδράσεις στο ανθρώπινο σώμα

Όλα τα ραδιενεργά μέταλλα έχουν τη δυνατότητα να διεισδύσουν στο ανθρώπινο δέρμα και να συσσωρευτούν μέσα στο σώμα. Είναι πολύ κακώς προερχόμενα από τα προϊόντα της ζωής, δεν εμφανίζονται με τον ιδρώτα.

Με την πάροδο του χρόνου, τα αναπνευστικά, κυκλοφοριακά, νευρικά συστήματα αρχίζουν να επηρεάζουν, προκαλώντας μη αναστρέψιμες αλλαγές σε αυτά. Επηρεάζουν τα κελιά, προκαλώντας τους να λειτουργήσουν λανθασμένα. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται κακοήθεις όγκοι και εμφανίζονται ογκολογικές παθήσεις.

Επομένως, κάθε ραδιενεργό μέταλλο αποτελεί μεγάλο κίνδυνο για τον άνθρωπο, ειδικά αν μιλάμε για αυτά με καθαρή μορφή. Δεν μπορείτε να τα αγγίξετε με μη προστατευμένα χέρια και να βρίσκεστε στο δωμάτιο μαζί τους χωρίς ειδικές προστατευτικές συσκευές.