Spośród wszystkich elementów układu okresowego, znaczna część należy do tych, o których większość ludzi mówi ze strachem. Jak inaczej? W końcu są radioaktywne, co oznacza bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia ludzkiego.
Spróbujmy dowiedzieć się dokładnie, jakie elementy są niebezpieczne i jakie są, a także dowiedzmy się, jaki jest ich szkodliwy wpływ na organizm ludzki.
Ogólna koncepcja grupy pierwiastków promieniotwórczych
Ta grupa obejmuje metale. Jest ich bardzo dużo, znajdują się w układzie okresowym zaraz po wyprowadzeniu i aż do ostatniej komórki. Głównym kryterium, według którego zwyczajowo przypisuje się ten lub inny pierwiastek grupie radioaktywnej, jest jej zdolność do posiadania określonego okresu półtrwania.
Innymi słowy, rozpad promieniotwórczy to przekształcenie jądra metalowego w inne dziecko, któremu towarzyszy emisja promieniowania określonego typu. W tym samym czasie niektóre elementy są przekształcane w inne.
Metal radioaktywny to taki, w którym przynajmniej jeden izotop jest radioaktywny. Nawet jeśli wszystkie odmianybędzie ich sześć, a jednocześnie tylko jeden z nich będzie nośnikiem tej właściwości, cały pierwiastek zostanie uznany za promieniotwórczy.
Rodzaje promieniowania
Główne rodzaje promieniowania emitowanego przez metale podczas rozpadu to:
- cząsteczki alfa;
- cząstki beta lub rozpad neutrin;
- przejście izomeryczne (promienie gamma).
Istnieją dwie możliwości istnienia takich elementów. Pierwsza jest naturalna, czyli gdy metal promieniotwórczy występuje w przyrodzie i najprościej pod wpływem sił zewnętrznych z czasem przekształca się w inne formy (wykazuje swoją promieniotwórczość i rozpady).
Druga grupa to metale sztucznie stworzone przez naukowców, zdolne do szybkiego rozpadu i potężnego uwalniania dużych ilości promieniowania. Odbywa się to do użytku w określonych obszarach działalności. Instalacje, w których powstają reakcje jądrowe w wyniku przemiany jednego pierwiastka w inny, nazywamy synchrofazotronami.
Różnica między dwiema wskazanymi metodami półtrwania jest oczywista: w obu przypadkach jest spontaniczna, jednak tylko sztucznie otrzymane metale dają dokładnie reakcje jądrowe w procesie destrukturyzacji.
Podstawowe oznaczenie podobnych atomów
Ponieważ większość pierwiastków ma tylko jeden lub dwa izotopy, które są radioaktywne, zwyczajowo wskazuje się określony typ w oznaczeniach, a nie cały pierwiastek jako całość. Na przykład ołów to tylko substancja. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że jest to metal radioaktywny, topowinno się nazywać na przykład „ołów-207”.
Okresy półtrwania omawianych cząstek mogą się znacznie różnić. Istnieją izotopy, które istnieją tylko przez 0,032 sekundy. Ale na równi z nimi są te, które rozkładają się przez miliony lat w trzewiach ziemi.
Lista metali radioaktywnych
Kompletna lista wszystkich pierwiastków należących do rozważanej grupy może być dość imponująca, ponieważ w sumie zawiera około 80 metali. Przede wszystkim są to wszystkie stojące w układzie okresowym po ołowiu, w tym grupa lantanowców i aktynowców. To znaczy bizmut, polon, astat, radon, frans, rad, rutherford i tak dalej w numerach seryjnych.
Powyżej wskazanej granicy jest wielu przedstawicieli, z których każdy ma również izotopy. Jednak niektóre z nich mogą być po prostu radioaktywne. Dlatego ważne jest, jakie odmiany ma pierwiastek chemiczny. Metal radioaktywny, a właściwie jedna z jego odmian izotopowych, znajduje się w prawie każdym przedstawicielu stołu. Na przykład mają:
- wapń;
- selen;
- hafn;
- wolfram;
- osm;
- bizmut;
- ind;
- potas;
- rubid;
- cyrkon;
- Europia;
- rad i inne.
Tak więc oczywiste jest, że istnieje wiele pierwiastków wykazujących właściwości promieniotwórcze – zdecydowana większość. Niektóre z nich są bezpieczne ze względu na zbyt długi okres półtrwania i występują w przyrodzie, inne są tworzone sztucznie przez człowieka.dla różnych potrzeb w nauce i technice oraz jest niezwykle niebezpieczny dla ludzkiego organizmu.
Charakterystyka radu
Nazwę pierwiastka nadali jego odkrywcy - małżonkowie Curie, Pierre i Maria. To właśnie ci ludzie jako pierwsi odkryli, że jeden z izotopów tego metalu - rad-226 - jest najbardziej stabilną formą, która posiada szczególne właściwości promieniotwórczości. Stało się to w 1898 roku, a podobne zjawisko stało się dopiero znane. Małżonkowie chemików właśnie podjęli się tego szczegółowego badania.
Etymologia tego słowa wywodzi się z języka francuskiego, w którym brzmi jak rad. W sumie znanych jest 14 izotopowych modyfikacji tego pierwiastka. Ale najbardziej stabilne formy z liczbami masowymi to:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Wyraźną radioaktywność ma forma 226. Sam rad jest pierwiastkiem chemicznym o numerze 88. Masa atomowa [226]. Jak prosta materia może istnieć. Jest to srebrzystobiały radioaktywny metal o temperaturze topnienia około 6700C.
Z chemicznego punktu widzenia wykazuje dość wysoki stopień aktywności i może reagować z:
- woda;
- kwasy organiczne, tworzące stabilne kompleksy;
- tlenek tworzący tlen.
Właściwości i aplikacje
Ponadto rad jest pierwiastkiem chemicznym, który tworzy szereg soli. Znane są jego azotki, chlorki, siarczany, azotany, węglany, fosforany, chromiany. Są też sole podwójne z wolframem iberyl.
Faktu, że rad-226 może być niebezpieczny dla zdrowia, jego odkrywca, Pierre Curie, nie dostrzegł od razu. Udało mu się to jednak zweryfikować, przeprowadzając eksperyment: przez jeden dzień chodził z probówką z metalem przywiązanym do ramienia. W miejscu kontaktu ze skórą pojawił się nie gojący się wrzód, którego naukowiec nie mógł się pozbyć przez ponad dwa miesiące. Małżonkowie nie odmówili eksperymentów dotyczących zjawiska radioaktywności, dlatego oboje zmarli z powodu dużej dawki promieniowania.
Oprócz tego, że jest ujemny, istnieje wiele obszarów, w których rad-226 jest używany i korzystny:
- Wskaźnik zmiany poziomu wody w oceanie.
- Służy do określenia ilości uranu w skale.
- Zawarte w mieszankach oświetlenia.
- Stosowany w medycynie do tworzenia leczniczych kąpieli radonowych.
- Służy do usuwania ładunków elektrycznych.
- Z jego pomocą przeprowadzane jest wykrywanie wad odlewów i spawane są szwy części.
Pluton i jego izotopy
Ten pierwiastek został odkryty w latach czterdziestych XX wieku przez amerykańskich naukowców. Po raz pierwszy został wyizolowany z rudy uranu, w której powstał z neptunium. Ta ostatnia jest wynikiem rozpadu jądra uranu. Oznacza to, że wszystkie z nich są ściśle ze sobą powiązane poprzez wspólne przemiany radioaktywne.
Istnieje kilka stabilnych izotopów tego metalu. Jednak najbardziej powszechną i praktycznie ważną odmianą jest pluton-239. Znane reakcje chemiczne tegometal c:
- tlen,
- kwasy;
- woda;
- alkalia;
- halogeny.
Pod względem właściwości fizycznych pluton-239 jest kruchym metalem o temperaturze topnienia 6400C. Główne metody oddziaływania na organizm to stopniowe powstawanie chorób onkologicznych, akumulacja w kościach i powodowanie ich niszczenia, choroby płuc.
Obszar zastosowania to głównie przemysł jądrowy. Wiadomo, że podczas rozpadu jednego grama plutonu-239 uwalniana jest taka ilość ciepła, jaka jest porównywalna z 4 tonami spalonego węgla. Dlatego ten rodzaj metalu jest tak szeroko stosowany w reakcjach. Pluton jądrowy jest źródłem energii w reaktorach jądrowych i bombach termojądrowych. Wykorzystywany jest również do produkcji akumulatorów energii elektrycznej, których żywotność może sięgać pięciu lat.
Uran jest źródłem promieniowania
Ten pierwiastek został odkryty w 1789 roku przez niemieckiego chemika Klaprotha. Jednak dopiero w XX wieku udało się zbadać jego właściwości i nauczyć się ich praktycznego stosowania. Główną cechą wyróżniającą jest to, że radioaktywny uran jest zdolny do tworzenia jąder podczas naturalnego rozpadu:
- lead-206;
- krypton;
- pluton-239;
- lead-207;
- ksenon.
W naturze ten metal ma kolor jasnoszary, ma temperaturę topnienia ponad 11000C. Znajduje się w minerałach:
- Mika uranowa.
- Uraninit.
- Nasturan.
- Uwierzytelnianie.
- Tyuyanmunit.
Znane są trzy stabilne naturalne izotopy i 11 sztucznie zsyntetyzowanych izotopów o liczbach masowych od 227 do 240.
W przemyśle radioaktywny uran jest szeroko stosowany, zdolny do szybkiego rozpadu z uwolnieniem energii. Tak więc jest używany:
- w geochemii;
- wydobycie;
- reaktory jądrowe;
- w produkcji broni jądrowej.
Wpływ na organizm człowieka nie różni się od poprzednio rozważanych metali - akumulacja prowadzi do zwiększonej dawki promieniowania i powstawania guzów nowotworowych.
Elementy transuraniczne
Najważniejszymi metalami następującymi po uranie w układzie okresowym są te, które zostały niedawno odkryte. Dosłownie w 2004 roku opublikowano źródła potwierdzające narodziny 115. elementu układu okresowego.
Stały się najbardziej radioaktywnym metalem ze wszystkich znanych dzisiaj - ununpentium (Uup). Jego właściwości pozostają do tej pory niezbadane, ponieważ okres półtrwania wynosi 0,032 sekundy! W takich warunkach po prostu niemożliwe jest rozważenie i ujawnienie szczegółów struktury i manifestowanych cech.
Jednak jego radioaktywność jest wielokrotnie wyższa niż wskaźniki drugiego pod względem tej właściwości pierwiastka - plutonu. Niemniej jednak w praktyce nie stosuje się ununpentium, ale jego "wolniejszych" towarzyszy w tabeli - uran, pluton, neptun, polon i inne.
Kolejny pierwiastek - unbibium - teoretycznie istnieje, ale żeby to udowodnićpraktycznie naukowcy z różnych krajów nie mogą od 1974 roku. Ostatnia próba została podjęta w 2005 roku, ale nie została potwierdzona przez generalną radę chemików.
Tor
Została odkryta w XIX wieku przez Berzeliusa i nazwana na cześć skandynawskiego boga Thora. Jest słabo radioaktywnym metalem. Pięć z 11 izotopów ma tę cechę.
Główne zastosowanie w energetyce jądrowej nie opiera się na zdolności do emitowania ogromnej ilości energii cieplnej podczas rozpadu. Osobliwością jest to, że jądra toru są zdolne do wychwytywania neutronów i przekształcania się w uran-238 i pluton-239, które już wchodzą bezpośrednio w reakcje jądrowe. Dlatego też tor można również przypisać grupie metali, którą rozważamy.
Polon
Srebrno-biały radioaktywny metal numer 84 w układzie okresowym. Została odkryta przez tych samych żarliwych badaczy radioaktywności i wszystkiego, co z nią związane, małżonków Marie i Pierre Curie w 1898 roku. Główną cechą tej substancji jest to, że istnieje swobodnie przez około 138,5 dnia. To znaczy, to jest okres półtrwania tego metalu.
W naturze występuje jako część uranu i innych rud. Jest używany jako źródło energii i dość potężny. Jest to metal strategiczny, ponieważ jest używany do produkcji broni jądrowej. Ilość jest ściśle ograniczona i pod kontrolą każdego stanu.
Wykorzystywany również do jonizacji powietrza, eliminując elektryczność statyczną w pomieszczeniu, w produkcji przestrzenigrzejniki i inne podobne elementy.
Wpływ na ludzkie ciało
Wszystkie metale radioaktywne mają zdolność przenikania przez ludzką skórę i gromadzenia się w ciele. Są bardzo słabo wydalane z produktami odpadowymi, w ogóle nie są wydalane z potem.
Z czasem zaczynają wpływać na układ oddechowy, krwionośny, nerwowy, powodując w nich nieodwracalne zmiany. Wpływają na komórki, powodując ich nieprawidłowe funkcjonowanie. W efekcie powstają nowotwory złośliwe, pojawiają się choroby onkologiczne.
Dlatego każdy radioaktywny metal jest wielkim zagrożeniem dla ludzi, zwłaszcza jeśli mówimy o nim w czystej postaci. Nie dotykaj ich nieosłoniętymi rękoma i przebywaj z nimi w pomieszczeniu bez specjalnego wyposażenia ochronnego.
