Iš visų periodinės lentelės elementų didelė dalis priklauso tiems, apie kuriuos dauguma žmonių kalba su baime. Kaip kitaip? Juk jie yra radioaktyvūs, o tai reiškia tiesioginę grėsmę žmonių sveikatai.
Pabandykime išsiaiškinti, kokie elementai yra pavojingi ir kokie jie yra, taip pat išsiaiškinkime, koks yra žalingas jų poveikis žmogaus organizmui.
Bendra radioaktyviųjų elementų grupės samprata
Šiai grupei priklauso metalai. Jų yra daug, jie yra periodinėje sistemoje iškart po švino ir iki pat paskutinės ląstelės. Pagrindinis kriterijus, pagal kurį įprasta priskirti vieną ar kitą elementą radioaktyviajai grupei, yra jo gebėjimas turėti tam tikrą pusėjimo trukmę.
Kitaip tariant, radioaktyvusis skilimas yra metalo branduolio pavertimas kitu, kūdikiu, kurį lydi tam tikros rūšies spinduliuotės emisija. Tuo pačiu metu kai kurie elementai paverčiami kitais.
Radioaktyvusis metalas yra metalas, kuriame bent vienas izotopas yra radioaktyvus. Net jei visos veislėsbus šeši, ir tuo pačiu metu tik vienas iš jų bus šios savybės nešėjas, visas elementas bus laikomas radioaktyviu.
Spinduliavimo tipai
Pagrindiniai metalų skleidžiamos spinduliuotės tipai irimo metu yra:
- alfa dalelės;
- beta dalelės arba neutrinų skilimas;
- izomerų perėjimas (gama spinduliai).
Yra du tokių elementų egzistavimo variantai. Pirmasis yra natūralus, tai yra, kai radioaktyvus metalas atsiranda gamtoje ir paprasčiausiu būdu, veikiamas išorinių jėgų, laikui bėgant jis virsta kitomis formomis (parodo jo radioaktyvumą ir suyra).
Antroji grupė – mokslininkų dirbtinai sukurti metalai, galintys greitai irti ir galingai išleisti didelį kiekį radiacijos. Tai daroma tam tikrose veiklos srityse. Įrenginiai, kuriuose branduolinės reakcijos vyksta vienam elementui transformuojant į kitą, vadinami sinchrofasotronais.
Skirtumas tarp dviejų nurodytų pusinės eliminacijos periodo metodų yra akivaizdus: abiem atvejais jis spontaniškas, tačiau tik dirbtinai gauti metalai sukelia tiksliai branduolines reakcijas skilimo procese.
Pagrindinis panašių atomų žymėjimas
Kadangi dauguma elementų turi tik vieną ar du radioaktyvius izotopus, pavadinimuose įprasta nurodyti konkretų tipą, o ne visą elementą kaip visumą. Pavyzdžiui, švinas yra tik medžiaga. Jei atsižvelgsime į tai, kad tai radioaktyvus metalas, tadaturėtų būti vadinamas, pavyzdžiui, „lead-207“.
Atitinkamų dalelių pusinės eliminacijos laikas gali labai skirtis. Yra izotopų, kurie egzistuoja tik 0,032 sekundės. Tačiau lygiai taip pat yra ir tų, kurie milijonus metų genda žemės gelmėse.
Radioaktyviųjų metalų sąrašas
Pilnas visų nagrinėjamai grupei priklausančių elementų sąrašas gali būti gana įspūdingas, nes iš viso jame yra apie 80 metalų. Visų pirma, tai visi, esantys periodinėje sistemoje po švino, įskaitant lantanidų ir aktinidų grupę. Tai yra, bismutas, polonis, astatinas, radonas, francis, radis, ruterfordis ir kt. serijos numeriais.
Virš nurodytos ribos yra daug atstovų, kurių kiekvienas taip pat turi izotopų. Tačiau kai kurie iš jų gali būti tiesiog radioaktyvūs. Todėl svarbu, kokių veislių turi cheminis elementas. Radioaktyvus metalas, tiksliau viena iš jo izotopinių atmainų, randama beveik kiekviename lentelės atstove. Pavyzdžiui, jie turi:
- kalcis;
- selenas;
- hafnium;
- volframas;
- osmium;
- bismutas;
- indiumas;
- kalis;
- rubidium;
- cirkonis;
- europium;
- radiumas ir kt.
Taigi akivaizdu, kad yra daug elementų, kurie pasižymi radioaktyvumo savybėmis – didžioji dauguma. Kai kurie iš jų yra saugūs dėl per ilgo pusėjimo ir randami gamtoje, o kiti yra sukurti dirbtinai žmogaus.įvairiems mokslo ir technologijų poreikiams ir yra itin pavojingas žmogaus organizmui.
Radžio apibūdinimas
Elemento pavadinimą davė jo atradėjai – Kiuri sutuoktiniai Pierre'as ir Maria. Būtent šie žmonės pirmieji atrado, kad vienas iš šio metalo izotopų – radžio-226 – yra pati stabiliausia forma, pasižyminti ypatingomis radioaktyvumo savybėmis. Tai įvyko 1898 m., o panašus reiškinys tapo žinomas tik. Chemikų sutuoktiniai ką tik ėmėsi išsamaus jo tyrimo.
Žodžio etimologija kilusi iš prancūzų kalbos, kurioje jis skamba kaip radis. Iš viso žinoma 14 šio elemento izotopinių modifikacijų. Tačiau stabiliausios formos su masės skaičiais yra:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Forma 226 turi ryškų radioaktyvumą. Pats radis yra cheminis elementas, kurio skaičius 88. Atominė masė [226]. Kaip paprasta materija gali egzistuoti. Tai sidabriškai b altas radioaktyvus metalas, kurio lydymosi temperatūra yra apie 670 0C.
Cheminiu požiūriu jis pasižymi gana dideliu aktyvumu ir gali reaguoti su:
- vanduo;
- organinės rūgštys, sudarančios stabilius kompleksus;
- deguonį sudarantis oksidas.
Ypatybės ir programos
Be to, radis yra cheminis elementas, kuris sudaro druskų seriją. Žinomi jo nitridai, chloridai, sulfatai, nitratai, karbonatai, fosfatai, chromatai. Taip pat yra dvigubų druskų su volframu irberilis.
Fakto, kad radis-226 gali būti pavojingas sveikatai, jo atradėjas Pierre'as Curie ne iš karto pripažino. Tačiau jam pavyko tuo įsitikinti atlikęs eksperimentą: dieną jis vaikščiojo su prie peties pririštu mėgintuvėliu su metalu. Sąlyčio su oda vietoje atsirado negyjanti opa, kurios mokslininkas negalėjo atsikratyti ilgiau nei du mėnesius. Sutuoktiniai neatsisakė eksperimentų su radioaktyvumo reiškiniu, todėl abu mirė nuo didelės radiacijos dozės.
Be neigiamo, yra keletas sričių, kuriose naudojamas ir naudingas radis-226:
- Vandenyno vandens lygio poslinkio indikatorius.
- Naudojamas urano kiekiui uolienoje nustatyti.
- Įtraukta į apšvietimo mišinius.
- Naudojamas medicinoje gydomosioms radono vonioms formuoti.
- Naudojamas elektros krūviams pašalinti.
- Jos pagalba atliekamas liejinių defektų nustatymas ir suvirinamos dalių siūlės.
Plutonis ir jo izotopai
Šį elementą XX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje atrado Amerikos mokslininkai. Pirmiausia jis buvo išskirtas iš urano rūdos, kurioje susidarė iš neptūnio. Pastarasis yra urano branduolio skilimo rezultatas. Tai yra, visi jie yra glaudžiai tarpusavyje susiję bendrų radioaktyviųjų virsmų.
Yra keletas stabilių šio metalo izotopų. Tačiau labiausiai paplitusi ir praktiškai svarbiausia veislė yra plutonis-239. Žinomos šios cheminės reakcijosmetalas c:
- deguonis,
- rūgštys;
- vanduo;
- šarmas;
- halogenai.
Kalbant apie fizines savybes, plutonis-239 yra trapus metalas, kurio lydymosi temperatūra yra 6400C. Pagrindiniai organizmo poveikio būdai – laipsniškas onkologinių susirgimų formavimasis, kaupimasis kauluose ir sukeliantis jų destrukciją, plaučių ligos.
Naudojimo sritis daugiausia yra branduolinė pramonė. Yra žinoma, kad vieno gramo plutonio-239 skilimo metu išsiskiria toks šilumos kiekis, kuris prilygsta 4 tonoms sudegintų anglių. Štai kodėl šis metalo tipas taip plačiai naudojamas reakcijose. Branduolinis plutonis yra energijos š altinis branduoliniuose reaktoriuose ir termobranduolinėse bombose. Jis taip pat naudojamas gaminant elektros energijos kaupimo baterijas, kurių tarnavimo laikas gali siekti penkerius metus.
Uranas yra radiacijos š altinis
Šį elementą 1789 m. atrado vokiečių chemikas Klaprothas. Tačiau žmonėms pavyko ištirti jo savybes ir išmokti jas pritaikyti tik XX amžiuje. Pagrindinis skiriamasis bruožas yra tai, kad radioaktyvusis uranas natūralaus skilimo metu gali sudaryti branduolius:
- lead-206;
- krypton;
- plutonis-239;
- lead-207;
- xenon.
Gamtoje šis metalas yra šviesiai pilkos spalvos, jo lydymosi temperatūra viršija 11000C. Rasta mineraluose:
- Urano žėrutis.
- Uraninitas.
- Nasturan.
- Autentifikavimas.
- Tyuyanmunit.
Žinomi trys stabilūs natūralūs izotopai ir 11 dirbtinai susintetintų izotopų, kurių masės skaičius nuo 227 iki 240.
Pramonėje plačiai naudojamas radioaktyvusis uranas, galintis greitai irti, kai išsiskiria energija. Taigi, jis naudojamas:
- geochemijoje;
- kasyba;
- branduoliniai reaktoriai;
- branduolinių ginklų gamyboje.
Poveikis žmogaus organizmui niekuo nesiskiria nuo anksčiau svarstytų metalų – dėl jų kaupimosi padidėja spinduliuotės dozė ir atsiranda vėžinių navikų.
Transuraniniai elementai
Periodinėje lentelėje po urano svarbiausi metalai yra tie, kurie buvo atrasti neseniai. Pažodžiui 2004 m. buvo paskelbti š altiniai, patvirtinantys 115-ojo periodinės sistemos elemento gimimą.
Jie tapo radioaktyviausiu metalu iš visų šiandien žinomų - ununpentium (Uup). Jo savybės liko neištirtos iki šiol, nes pusinės eliminacijos laikas yra 0,032 sekundės! Tokiomis sąlygomis tiesiog neįmanoma apgalvoti ir atskleisti struktūros detalių ir pasireiškiančių bruožų.
Tačiau jo radioaktyvumas daug kartų viršija antrojo elemento pagal šią savybę – plutonio – rodiklius. Nepaisant to, praktikoje naudojamas ne unpencis, o jo „lėtesni“bendražygiai lentelėje – uranas, plutonis, neptūnas, polonis ir kiti.
Kitas elementas – unbibis – teoriškai egzistuoja, bet norint tai įrodytipraktiškai skirtingų šalių mokslininkai negali nuo 1974 m. Paskutinis bandymas buvo atliktas 2005 m., tačiau to nepatvirtino Bendroji chemikų taryba.
Toris
Jį dar XIX amžiuje atrado Berzelijus ir pavadino skandinavų dievo Toro vardu. Tai silpnai radioaktyvus metalas. Penki iš 11 izotopų turi šią savybę.
Pagrindinis panaudojimas branduolinėje energetikoje nėra pagrįstas gebėjimu skilimo metu išskirti didžiulį šiluminės energijos kiekį. Ypatumas tas, kad torio branduoliai gali užfiksuoti neutronus ir virsti uranu-238 ir plutoniu-239, kurie jau tiesiogiai patenka į branduolines reakcijas. Todėl toris taip pat gali būti priskirtas mūsų svarstomai metalų grupei.
Poloniumas
Sidabriškai b alto radioaktyvaus metalo numeris 84 periodinėje sistemoje. Jį atrado tie patys aršūs radioaktyvumo ir visko, kas su juo susiję, tyrinėtojai – sutuoktiniai Marie ir Pierre'as Curie 1898 m. Pagrindinė šios medžiagos savybė yra ta, kad ji laisvai egzistuoja apie 138,5 dienos. Tai yra šio metalo pusinės eliminacijos laikas.
Jis randamas gamtoje kaip urano ir kitų rūdų dalis. Jis naudojamas kaip energijos š altinis ir gana galingas. Tai strateginis metalas, nes jis naudojamas branduoliniams ginklams gaminti. Kiekis yra griežtai ribotas ir jį kontroliuoja kiekviena valstybė.
Taip pat naudojamas oro jonizavimui, pašalinant statinę elektrą patalpoje, gaminant erdvęšildytuvai ir kiti panašūs daiktai.
Poveikis žmogaus organizmui
Visi radioaktyvieji metalai turi savybę prasiskverbti į žmogaus odą ir kauptis kūno viduje. Jie labai prastai išsiskiria su atliekomis, o su prakaitu visiškai nepasišalina.
Laikui bėgant jie pradeda veikti kvėpavimo, kraujotakos, nervų sistemas, sukeldami negrįžtamus jų pokyčius. Jie veikia ląsteles, todėl jos veikia netinkamai. Dėl to formuojasi piktybiniai navikai, atsiranda onkologinių susirgimų.
Todėl kiekvienas radioaktyvus metalas kelia didelį pavojų žmonėms, ypač jei kalbame apie juos gryna forma. Nelieskite jų neapsaugotomis rankomis ir būkite su jais patalpoje be specialių apsaugos priemonių.
