Blandt alle elementerne i det periodiske system hører en betydelig del til dem, som de fleste mennesker taler om med frygt. Hvordan ellers? De er jo radioaktive, hvilket betyder en direkte trussel mod menneskers sundhed.
Lad os prøve at finde ud af præcis, hvilke elementer der er farlige, og hvad de er, og også finde ud af, hvad deres skadelige virkning på den menneskelige krop er.
Generelt koncept for en gruppe af radioaktive grundstoffer
Denne gruppe inkluderer metaller. Der er mange af dem, de er placeret i det periodiske system umiddelbart efter bly og op til den allersidste celle. Det vigtigste kriterium, som det er sædvanligt at tilskrive et eller andet element til den radioaktive gruppe, er dens evne til at have en vis halveringstid.
Med andre ord er radioaktivt henfald omdannelsen af en metalkerne til et andet barn, som er ledsaget af emission af stråling af en bestemt type. Samtidig omdannes nogle elementer til andre.
Et radioaktivt metal er et metal, hvori mindst én isotop er radioaktiv. Også selvom alle varianterder vil være seks, og samtidig vil kun én af dem være bærer af denne egenskab, hele grundstoffet vil blive betragtet som radioaktivt.
Typer af stråling
De vigtigste typer stråling, der udsendes af metaller under henfald, er:
- alfapartikler;
- beta-partikler eller neutrino-henfald;
- isomerovergang (gammastråler).
Der er to muligheder for eksistensen af sådanne elementer. Det første er naturligt, det vil sige, når et radioaktivt metal opstår i naturen og på den enkleste måde, under påvirkning af ydre kræfter, over tid omdannes det til andre former (viser dets radioaktivitet og henfalder).
Den anden gruppe er metaller, der er kunstigt skabt af videnskabsmænd, der er i stand til hurtigt at forfalde og kraftig frigivelse af store mængder stråling. Dette gøres til brug i visse aktivitetsområder. Installationer, hvor kernereaktioner frembringes ved omdannelse af et grundstof til et andet, kaldes synkrofasotroner.
Forskellen mellem de to angivne metoder til halveringstid er indlysende: i begge tilfælde er den spontan, men kun kunstigt opnåede metaller giver nøjagtigt nukleare reaktioner under destruktureringsprocessen.
Grundlæggende betegnelse for lignende atomer
Da de fleste grundstoffer kun har en eller to isotoper, der er radioaktive, er det sædvanligt at angive en bestemt type i betegnelserne og ikke hele grundstoffet som helhed. For eksempel er bly bare et stof. Hvis vi tager i betragtning, at det er et radioaktivt metal, såskal f.eks. hedde "lead-207".
Halveringstiden for de pågældende partikler kan variere meget. Der er isotoper, der kun eksisterer i 0,032 sekunder. Men på lige fod med dem er der dem, der forfalder i millioner af år i jordens indre.
Radioaktive metaller
En komplet liste over alle elementer, der tilhører gruppen under overvejelse, kan være ganske imponerende, fordi den i alt omfatter omkring 80 metaller. Først og fremmest er disse alle dem, der står i det periodiske system efter bly, inklusive gruppen af lanthanider og actinider. Det vil sige bismuth, polonium, astatin, radon, francium, radium, rutherfordium og så videre i serienumre.
Over den angivne grænse er der mange repræsentanter, som hver også har isotoper. Nogle af dem kan dog bare være radioaktive. Derfor er det vigtigt, hvilke varianter et kemisk grundstof har. Et radioaktivt metal, eller rettere en af dets isotopiske varianter, findes i næsten alle repræsentanter for bordet. For eksempel har de:
- calcium;
- selen;
- hafnium;
- wolfram;
- osmium;
- bismuth;
- indium;
- kalium;
- rubidium;
- zirkonium;
- europium;
- radium og andre.
Det er således indlysende, at der er en masse grundstoffer, der udviser radioaktivitetens egenskaber - langt de fleste. Nogle af dem er sikre på grund af en for lang halveringstid og findes i naturen, mens andre er skabt kunstigt af mennesket.til forskellige behov inden for videnskab og teknologi og er ekstremt farlig for den menneskelige krop.
Karakterisering af radium
Navnet på grundstoffet blev givet af dets opdagere - Curie-ægtefællerne, Pierre og Maria. Det var disse mennesker, der først opdagede, at en af isotoperne af dette metal - radium-226 - er den mest stabile form, som har radioaktivitetens særlige egenskaber. Dette skete i 1898, og et lignende fænomen blev først kendt. Ægtefæller til kemikere har lige taget en detaljeret undersøgelse af det.
Ordets etymologi tager sine rødder fra det franske sprog, hvor det lyder som radium. I alt 14 isotopiske modifikationer af dette grundstof er kendt. Men de mest stabile former med massetal er:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Formen 226 har en udt alt radioaktivitet. Radium i sig selv er et kemisk grundstof med nummer 88. Atommasse [226]. Hvor simpelt stof er i stand til at eksistere. Det er et sølvhvidt radioaktivt metal med et smeltepunkt på omkring 6700C.
Fra et kemisk synspunkt udviser den en ret høj grad af aktivitet og er i stand til at reagere med:
- vand;
- organiske syrer, der danner stabile komplekser;
- iltdannende oxid.
Ejendomme og applikationer
Radium er også et kemisk grundstof, der danner en række s alte. Dens nitrider, chlorider, sulfater, nitrater, carbonater, fosfater, kromater er kendte. Der er også dobbelts alte med wolfram ogberyllium.
Det faktum, at radium-226 kan være sundhedsfarligt, erkendte dets opdager Pierre Curie ikke umiddelbart. Det lykkedes ham dog at verificere dette, da han udførte et eksperiment: i en dag gik han med et reagensglas med metal bundet til skulderen af hans arm. Et ikke-helende sår dukkede op på stedet for kontakt med huden, som videnskabsmanden ikke kunne slippe af med i mere end to måneder. Ægtefællerne afviste ikke deres eksperimenter med fænomenet radioaktivitet, og derfor døde begge af en stor dosis stråling.
Ud over at være negativ, er der en række områder, hvor radium-226 er brugt og gavnligt:
- Indikator for skift af havvandstand.
- Bruges til at bestemme mængden af uran i klippen.
- Inkluderet i lysblandinger.
- Bruges i medicin til at danne terapeutiske radonbade.
- Bruges til at fjerne elektriske ladninger.
- Med dens hjælp udføres fejldetektion af støbegods, og delenes sømme svejses.
Plutonium og dets isotoper
Dette element blev opdaget i fyrrerne af det XX århundrede af amerikanske videnskabsmænd. Det blev først isoleret fra uranmalm, hvor det blev dannet af neptunium. Sidstnævnte er resultatet af urankernens henfald. Det vil sige, at de alle er tæt forbundet med almindelige radioaktive transformationer.
Der er flere stabile isotoper af dette metal. Den mest almindelige og praktisk t alt vigtige sort er dog plutonium-239. Kendte kemiske reaktioner af dettemetal c:
- oxygen,
- syrer;
- vand;
- alkali;
- halogener.
Med hensyn til dets fysiske egenskaber er plutonium-239 et skørt metal med et smeltepunkt på 6400C. De vigtigste metoder til at påvirke kroppen er den gradvise dannelse af onkologiske sygdomme, ophobning i knoglerne og forårsager deres ødelæggelse, lungesygdomme.
Anvendelsesområdet er hovedsageligt atomindustrien. Det er kendt, at under henfaldet af et gram plutonium-239 frigives en sådan mængde varme, der kan sammenlignes med 4 tons brændt kul. Derfor er denne type metal så meget brugt i reaktioner. Nuklear plutonium er en energikilde i atomreaktorer og termonukleare bomber. Det bruges også til fremstilling af batterier til elektrisk energi, hvis levetid kan nå op på fem år.
Uran er en kilde til stråling
Dette grundstof blev opdaget i 1789 af den tyske kemiker Klaproth. Imidlertid lykkedes det først i det 20. århundrede at udforske dens egenskaber og lære at omsætte dem i praksis. Det vigtigste kendetegn er, at radioaktivt uran er i stand til at danne kerner under naturligt henfald:
- lead-206;
- krypton;
- plutonium-239;
- lead-207;
- xenon.
I naturen er dette metal lysegrå i farven, har et smeltepunkt på over 11000C. Findes i mineraler:
- Uranium glimmer.
- Uraninite.
- Nasturan.
- Godkendelse.
- Tyuyanmunit.
Der kendes tre stabile naturlige isotoper og 11 kunstigt syntetiserede isotoper med massetal fra 227 til 240.
I industrien er radioaktivt uran meget udbredt, som er i stand til hurtigt at henfalde med frigivelse af energi. Så det bruges:
- i geokemi;
- minedrift;
- atomreaktorer;
- ved fremstilling af atomvåben.
Effekten på den menneskelige krop er ikke forskellig fra de tidligere betragtede metaller - ophobning fører til en øget dosis af stråling og forekomsten af kræftsvulster.
transuraniske elementer
De vigtigste af metallerne efter uran i det periodiske system er dem, der er blevet opdaget for nylig. Bogstaveligt t alt i 2004 blev der offentliggjort kilder, der bekræftede fødslen af det 115. element i det periodiske system.
De blev det mest radioaktive metal af alle kendte i dag - ununpentium (Uup). Dens egenskaber forbliver uudforskede indtil nu, fordi halveringstiden er 0,032 sekunder! Det er simpelthen umuligt at overveje og afsløre detaljerne i strukturen og de manifesterede funktioner under sådanne forhold.
Dens radioaktivitet er imidlertid mange gange højere end indikatorerne for det andet grundstof med hensyn til denne egenskab - plutonium. Ikke desto mindre er det ikke ununpentium, der bruges i praksis, men dets "langsommere" kammerater i tabellen - uran, plutonium, neptunium, polonium og andre.
Et andet element - unbibium - eksisterer teoretisk, men for at bevise detpraktisk t alt kan forskere fra forskellige lande ikke siden 1974. Det sidste forsøg blev gjort i 2005, men blev ikke bekræftet af det generelle råd for kemikere.
Thorium
Det blev opdaget tilbage i det 19. århundrede af Berzelius og opkaldt efter den skandinaviske gud Thor. Det er et svagt radioaktivt metal. Fem af dets 11 isotoper har denne funktion.
Hovedanvendelsen inden for atomkraft er ikke baseret på evnen til at udsende en enorm mængde termisk energi under henfald. Det særlige er, at thoriumkerner er i stand til at fange neutroner og blive til uran-238 og plutonium-239, som allerede indgår direkte i kernereaktioner. Derfor kan thorium også henføres til den gruppe af metaller, vi overvejer.
Polonium
Sølv-hvidt radioaktivt metal nummer 84 i det periodiske system. Det blev opdaget af de samme ivrige forskere af radioaktivitet og alt, hvad der var forbundet med det, ægtefællerne Marie og Pierre Curie i 1898. Hovedtræk ved dette stof er, at det eksisterer frit i omkring 138,5 dage. Det vil sige, dette er halveringstiden for dette metal.
Det findes i naturen som en del af uran og andre malme. Det bruges som en energikilde og er ret kraftfuldt. Det er et strategisk metal, da det bruges til at fremstille atomvåben. Mængden er strengt begrænset og er under kontrol af hver stat.
Anvendes også til luftionisering, eliminering af statisk elektricitet i rummet, til fremstilling af rumvarmelegemer og andre lignende genstande.
Effekt på den menneskelige krop
Alle radioaktive metaller har evnen til at trænge ind i menneskelig hud og ophobes inde i kroppen. De udskilles meget dårligt med affaldsstoffer, de udskilles slet ikke med sved.
Over tid begynder de at påvirke åndedræts-, kredsløbs- og nervesystemerne og forårsage irreversible ændringer i dem. De påvirker celler, hvilket får dem til at fungere forkert. Som et resultat, dannelsen af ondartede tumorer, opstår onkologiske sygdomme.
Derfor er hvert radioaktivt metal en stor fare for mennesker, især hvis vi taler om dem i deres rene form. Rør ikke ved dem med ubeskyttede hænder, og vær indendørs med dem uden særligt beskyttelsesudstyr.
