7592 0

Радий и неговите разпадни продукти

Радият и неговите разпадни продукти са членове на радиоактивното семейство уран-238.

Радий (86Ra226)- метал, химични свойствааналог на бария.

Характеристиките на радия и основните продукти на неговия разпад са дадени в таблицата.

За получаване на радон се използват силно разтворими соли на радий, смесени с барий, които не съдържат следи от SO4 йони.

Разтвор на радиева сол в дестилирана вода, съдържаща НС1, освобождава 100% радон.

Изолирането на радий от солев разтвор се влияе от адсорбцията на радий от стъкло, което се забелязва при рН 6,5-4,5 и става незначително при рН 2,3.

Сулфатите, карбонатите, хроматите, флуоридите, оксалатите и фосфатите на радия са слабо разтворими. Всички соли на радия постепенно се разлагат под действието на собствената си радиация, докато стават жълти, кафяви и оранжеви.

Радон (86Ra222)- инертен газ, най-високият хомолог на ксенона, има нулева валентност и не дава съединения поради йонни или атомни връзки. Радиологичните характеристики на радона са дадени в таблицата.

Радонът се образува от разпадането на радия. 1 Ci (37,103 MBq) радон при температура 0 °C и налягане 760 mm Hg. Изкуство. заема обем от 0,65 mm3 и има маса от 6,46. 10-6 г. Това количество радон се образува в състояние на радиоактивно равновесие от 1 г радий. Радонът е 7,6 пъти по-тежък от въздуха. При температури от -62 до -65 ° C радонът преминава в течно състояние, при температура от -110 до -113 ° C - в твърдо състояние. Течният радон е безцветен в началото, става мътен от продуктите на разпадане. Течният радон причинява зелена флуоресценция на стъклото, докато твърдият радон свети в ярко синьо-стоманен цвят. Част от разпадната енергия на радона се отделя под формата на топлина (1 Ci радон образува 29,8 cal/h).

Таблица. Основни радиологични характеристики на изотопите от серията Ra-226

В затворен обем между течна и газообразна среда, например между вода и въздух, радонът се разпределя според закона на Хенри:

(1.4)

Или

(1.5)

където Qb и Ql са количеството радон съответно във въздуха и течността при стационарно състояние; Vb и Wl са обемите на въздуха и течността; a е коефициентът на разпределение на радона в дадена течност в сравнение с въздуха (av = 1).

Коефициентът на разтворимост (а) на радон във вода зависи от нейната температура.

Например, ако обемът на водата и въздуха в съда е равен, тогава при температура 20 ° C 1/4 от радона ще бъде във водата, а 3/4 във въздуха и с повишаване на температурата на водата , стойността на a намалява. При механично смесване на вода и въздух в затворен обем от 5,5 литра (5 литра вода и 0,5 литра въздух), използвайки помпа Malyutka с капацитет 2-3 l / min, равновесието практически се постига за 5-10 минути ; в режим на статично смесване това изисква 100 часа, в режим на конвекция - 64 часа.В един ден, в статичен режим, във вода се разтваря 0,676 от максимално разтворимото количество радон, в режим на конвекция - 820.

Коефициент на разтворимост на радон

Имайки нисък коефициент на разтворимост във вода и способността да дифузира, радонът лесно преминава от вода във въздуха, когато се смесва в отворен съд, излизайки от водата във въздуха толкова по-бързо, колкото по-голяма е площта на контакта им , колкото по-малка е дебелината на водния слой, толкова по-висока е неговата температура и толкова по-интензивно е смесването на водата. Добавянето на соли към водата намалява разтворимостта на радон, с увеличаване на концентрацията на сол ефектът на температурата върху разтворимостта на радон намалява и става незначителен при високи концентрации на сол.

В безводни разтворители радонът се разтваря много по-добре, отколкото във вода.

Разтворимостта на радона в смес с други течни разтворители (например с алкохол) е не повече, а по-малко от теоретично изчисленото по правилото за смесване. В смеси от неводни разтворители радонът, напротив, се разтваря по-добре, отколкото във всеки отделен компонент на сместа. В биологична среда радонът също се разтваря по-добре, отколкото във вода.

Радонът се адсорбира върху повърхността на много твърди вещества. Особено добре се абсорбира от каучук, целулоид, восък, смола, силикагел, глина, морска пяна и много други органични колоидни и полимерни вещества. Кръвта разтваря радона два пъти по-добре от водата. Най-добрият радонов адсорбент е активният въглен, който абсорбира значително количество радон дори при обикновени температури.

С понижаване на температурата на въглищата от -80 до -90 ° C, адсорбцията на радон върху него значително се увеличава, при температура на течния въздух радонът се адсорбира върху въглища почти напълно и незабавно. При температура от -140,7 ° C (температура на течния въздух) радонът е напълно кондензиран в намотка, през която преминава поток от суха въздушно-радонова смес. При температура 300–400°C адсорбираният върху въглерод радон се десорбира почти напълно.

Радонът дифундира във въздух, течности и някои твърди вещества. Коефициентът на дифузия (D) на радона във въздуха при нормална температура и налягане е 0,1 cm2/s.

Параметри на сорбция на радон

Таблицата показва параметрите на сорбция на радон от вода от някои материали, които се използват в технологично оборудване за работа с радон. От тази таблица следва, че стъклото и металите са най-подходящи за дългосрочно съхранение на радон-съдържащи среди. Твърдите органични полимерни материали са ограничено подходящи за краткотрайно съхранение на радонови разтвори, въпреки че могат да се използват за производството на тръбопроводи и устройства, в които радоновата среда се движи с достатъчно висока скорост или се обменя непрекъснато.

От таблицата също следва, че трябва да се обърне специално внимание на използването на меки полимери и каучук за изолиране на радонови среди, тъй като тези материали се държат по отношение на радона като органични разтворители, тяхното използване трябва да бъде придружено от рязко ограничаване на площта на техният контакт с радоновата среда, например, само при изолиране на местата на фуги на стъклени или метални тръби. При определени обстоятелства каучукът или капронът могат да се използват като абсорбери на радон от вода и въздух за получаване на твърди радонови концентрати при нормални условия.

Таблица. Параметри на адсорбция на радон от вода от някои материали в статичен режим

(1.6)

където QRn е количеството радон, натрупан в съда; QRa е количеството радий в съда в грамове или кюри; e е основата на натуралния логаритъм; λRn е константата на разпадане на радона; t е времето за натрупване.

Изчисляването на стойността на QRn в зависимост от t обикновено се извършва с помощта на таблици с експоненциални функции.

На практика радонът влиза в състояние на радиоактивно равновесие с радий четири седмици след като съдът с радий е запечатан. След отделянето на радона от радия разпадането на радона се определя по формулата:

(1.7)

където N0 е началният брой атоми; Nt е броят на атомите след време t.

При разпадането на радона от него последователно се образуват RaA, RaB, RaC, RaC, които се наричат ​​краткотрайни дъщерни продукти на радона. Броят на образуваните по време на разпада At218, Rn218 и RaC (T1210) изотопи е незначителен и няма практическо значение. Известни са формули, които описват натрупването и разпадането на радиоактивните серии от изотопи (RaA, RaB, RaC).

Радиологични характеристики на изотопите

RaA (полониев изотоп)в присъствието на радон, за 20-30 минути той идва с него практически в състояние на радиоактивно равновесие. Изолиран от радон, RaA през същото време почти напълно се разпада и преминава в RaB.

RaB (оловен изотоп)- най-дълго живеещата верига от краткотрайни дъщерни продукти на радона, така че определя времето, за което той влиза в равновесие с радона (около 3 часа). През същия период, когато се отдели от радона, цялата верига от краткотрайни дъщерни продукти на радон почти напълно се разпада.

Разпадането на RaB произвежда RaC (изотоп на бисмут). Когато RaC се разпада, серията се разклонява и почти всички нейни атоми (99,96%) се превръщат в RaC, излъчвайки бета частици, и само 0,04% преминават в RaC, излъчвайки алфа частици.

Краткотрайните дъщерни продукти имат номер общи имоти. Това са електрически заредени атоми. тежки метали. Във въздуха те са под формата на свободни атоми или в комбинация с субмикроскопични частици (под 0,035 микрона) - кондензационни ядра. Под формата на свободни атоми във въздуха има предимно атоми RaA (90%) и RaB (10%), които са много подвижни (коефициент на дифузия 1-1,3 cm/s). Атомите, свързани с кондензационните ядра, са по-малко подвижни - коефициентът на дифузия е 0,045-0,015 cm/s. Свободните атоми, в по-голяма степен от свързаните, се установяват върху различни повърхности, образувайки активна плака от радонови дъщерни продукти. Техният живот преди утаяване на повърхността и неактивни аерозолни частици не надвишава 10–60 s.

Във въздушно-радонова баня (ARB) почти 90% от дъщерните радонови продукти по време на процедурата (15-20 минути) се утаяват от въздуха върху вътрешните стени на кутията, 5% остават във въздуха, а останалите се утаяват върху кожата на пациента във ваната.

Повърхностите, потопени в радонова вода, лесно се покриват от дъщерните продукти на радона, отложени върху тях, особено когато тяло, потопено във вода, се движи; дъщерните продукти дифундират във вода.

Съотношението на активността на радона и неговите дъщерни продукти във водата и въздуха може да варира в много широк диапазон - от радиоактивното равновесие на цялата верига до почти пълното отсъствие на дъщерни продукти във вода и въздух.

Разпадането на краткоживеещите продукти води до образуването на първия дългоживещ разпаден продукт на радона - RaD.
RaD (изотоп на оловото) има много по-дълъг полуживот (22 години) в сравнение с RaC и следователно не може да влезе в радиоактивно равновесие с него, ако са изолирани от Ra226.

Активността на RaD при пълно разпадане на радонови атоми ще бъде само 0,005 от първоначалната активност на радона. Въпреки това, в стари радиеви препарати RaD може да се натрупа в забележими количества: например 1 g радий за 22 години произвежда 500 mCi RaD.

RaD става RaE (изотоп на бисмут). От него се образува RaF (изотоп на полония), от който на свой ред се образува стабилен оловен изотоп Pb206.

Полоният, подобно на RaD, се натрупва в стари радиеви препарати. В равновесие с 1 g радий се натрупва 2,24. 10-4 g полоний. Като силен колоидообразувател, полоният се сорбира много лесно от прах, филтри, съдове и др. в умерено кисела среда, има способността да образува голямо числосложни съединения и лесно се сублимира при температура 450 °C.

Излъчването на радона и неговите дъщерни продукти има значително въздействие върху веществата, които ги заобикалят. Стъклото (включително кварцовото) под въздействието на радиоактивно лъчение постепенно става крехко и променя цвета си. Радиевите разтвори с тяхното излъчване разлагат водата с образуването на H2, O2, O3 и H2O2, т.е. с образуването на експлозивен газ. Радият в разтвор (1 g) отделя от 0,5 до 1 cm3 газ на час.

На практика има случаи, когато воден разтвор, съдържащ 0,5–0,6 g радиева сол, излят до 3/4 от обема в запечатан съд, спонтанно избухва от продължително (в рамките на един месец) съхранение при стайна температура. Основната причина за експлозията е недостатъчното пространство на газа над течността. Възможни са експлозии на запечатани ампули с радиева сол в момента на отварянето им поради натрупването на експлозивен газ в тях.

Изотопите от радиевия ред са естествено разпространени по цялата земна повърхност. В тази връзка радий, радон и неговите дъщерни продукти се намират в почвата, водата и атмосферния въздух. Съдържанието на радон над сушата е средно 1. 10-13 Ci/l. В почвата съдържанието на радон обикновено е 100 пъти по-високо. Във водата на реките, езерата и океаните радонът практически отсъства поради благоприятните условия за преминаването му в атмосферата. във водите седиментни скалирадонът се среща в концентрации от 1,5 до 6. 10-11 Ci / l, радий - 2-3. 10-12 g/l.

Във водите на киселинни магмени скали средното съдържание на радон е 1. 10-9 Ci / l, радий - 2-4. 10-12 g/l. Във водите на уранови находища съдържанието на радон е средно 0,5-1. 10-8 Ci / l, радий - 6-8. 10-11 g/l. Във високи концентрации радон се открива във водите на редица радиоактивни лечебни извори, минералните води на които съдържат най-малко 5 nCi/l - 10 nCi/l радон.

Уран, радий, торий

Освен радон, във водата на някои лечебни извори се откриват в повишени концентрации уран, радий и торий.

Съдържанието на радий или уран в минерална вода е допустимо в дванадесеткратно превишаване спрямо допустимото съдържание на тези изотопи във водата на източниците на питейна вода. Това се основава на факта, че използването на питейна вода в курорта не надвишава 1 месец годишно (питейната вода се приема ежедневно през целия живот).
От това следва, че в съответствие с NRB-99 съдържанието на радий в минерала пия водане трябва да надвишава 0,2. 10-9 Ci / l (7,2 Bq / l), а уран - 37,2 Bq / l.

По един или друг начин, приемът на тези изотопи в тялото с минерална вода не трябва да надвишава стойностите на максималния годишен прием, даден в NRB-99 (съответно 8,4 103 Bq/година и 6,7 102 Bq/година). В тази връзка, вземането на вани със съдържание на радий над 0,2. 109 Ci/l е неподходящо.

В Руската федерация само водите на Ухта не са разрешени за използване в практиката на балнеолечение (забранено през 30-те години на нашия век).

И. И. Гусаров

Мари Кюри. Радиоактивността и елементите [най-дълбоката тайна на материята] Паес Адела Муньос

ПРОИЗВОДСТВО НА РАДИЙ И ПОЛЕМИКА ОКОЛО ПОЛОНИЙ

След като Мария посвещава няколко години на извличане на радий, в началото на 1902 г. тя успява да изолира малко повече от една десета от грама (120 mg) чист радиев хлорид, въз основа на което установява атомна масарадий, 225±1, което е доста близо до реалната му стойност (226,03). Получаването на това малко количество изисква не само много години работа, но и изключителни познания по химия, като се вземат предвид процесите, в които е участвал радият. За радиоактивните серии, показани в таблицата на Ръдърфорд и Соди, процесът на разпадане никога не спира; всеки дъщерен елемент, който идва от разпадането на родителския елемент, също се разпада и двата го правят в определен ритъм. Следователно, най-голямото съотношение между дъщерните и родителските елементи се дава от коефициента на техния полуживот. Тъй като уранът (родителският елемент) е на 4500 милиона години, а радият (дъщерният елемент) е на 1600 милиона години, в минерал, който съдържа и двата, най-голямото съотношение радий/уран, което може да се намери, е 1600/4470000000, това е 1/2800000, приблизително 1 грам/3 тона.

Мария обаче не работи с чист уран, а с останките от една от неговите руди, които са замърсени с различни примеси, така че най-голямата част се доближава до 1 грам радий на 10 тона материал. От друга страна, радият и барият имат много сходни химични свойства, така че част от радия може да бъде уловен от барий, който освен това присъства в много по-голяма пропорция в прототипа. Най-лошото е, че Мария не познава естеството на процесите, свързани с радиоактивността, както и свойствата на радия и причините за тясната му връзка с урана. Нито мислеше, че концентрацията му е толкова незначителна. Може би, ако беше предположила подобно нещо, просто нямаше да поеме работата.

В това отношение получаването на 120 mg радиев хлорид беше подвиг не само от химическа гледна точка, но и от физическа и радиологична гледна точка. Освен това Мария извърши по-голямата част от процеса сама, тъй като веднага след като Пиер беше убеден в съществуването на радий, той започна да изучава свойствата на лъчите и тяхното въздействие върху човешкото тяло.

Известно време след изолирането на радиев хлорид Мария пише на баща си във Варшава, като го информира за тази дългоочаквана новина. Въпреки че здравето му вече беше сериозно подкопано, Владислав все пак намери сили да поздрави дъщеря си и да се пошегува, че, съдейки по положените усилия, това е най-скъпият елемент в историята на човечеството. Владислав почина шест дни по-късно, а Мария дойде на погребението му.

През декември 1902 г., когато изглежда, че проблемите с радия вече са приключили (въпреки че всъщност тепърва започват), около полония възниква ожесточен спор. Германският физик Вилхелм Марквалд от Берлинския университет публикува статия, в която твърди, че е открил нов химичен елемент. Той го нарече радиотелур, тъй като химическите свойства на елемента бяха подобни на тези на телура от групата на кислорода. Този радиоелемент не беше нищо повече от полоний, който Мери даде името в памет на нея тогава съществуваща държававъпреки че това не беше ясно веднага. Противоречието беше неволно разпалено от Мари и Пиер, които в статия от 1902 г. твърдят, че полоният е разновидност на бисмута и все още не е доказано, че е нов елемент. Друга статия, публикувана от Пиер през следващата година, гласи, че радият е единственият радиоактивен елемент, чието съществуване е неоспоримо доказано. Мария обаче не подкрепи тази прекалено болезнена реакция към откритието на Марвалд. Освен това немският учен е насърчен от твърдението на семейство Кюри, че активността на полония бавно намалява, докато активността на неговия радиотелур остава постоянна.

Марквалд имаше достъп до големи количества остатъци от настина в Йоахимстал и имаше най-добрите инструменти в лабораторията си. Въпреки това, като повтори процедурата на Мария за изолиране на нов елемент, използвайки последователни утайки, ученият не получи радиотелур в неговата чиста форма и използва електрохимични методикоето доведе до победа там, където Мери се провали. По този начин Марквалд успява да получи малко количество от чистото вещество. Той постави радиотелур в групата периодичната таблица, което всъщност съответства на него, е кислородната група. Няколко месеца след появата на статията на Марвалд, Мария пренебрежително отхвърли името в приложение към докторската си дисертация: „Избирането на ново име за това вещество е глупост, като се има предвид това, което е известно до момента“.

Но въпросът не свърши дотук. На Мери са нужни девет месеца интензивна работа, за да опровергае аргументите на Марвалд. Първоначално тя се съмняваше в неизменността на активността на радиотелура за достатъчно дълъг период. Мария е подкрепена и от Фредерик Соди, който в статия, публикувана през 1904 г., отбелязва пред Марвалд, че постоянството на радиоактивността противоречи на това, което се знае по това време за радиоактивните вещества. Соди също твърди, че повечето учени ще се съгласят с аргументите на Мария, че има ясен опит да се даде ново име на полония. Накрая Соди предостави последния аргумент, който означаваше победата на Мери, закона за радиоактивния разпад.

След като повтори и допълни експериментите си, Марвалд беше убеден, че Мария и Соди са прави: активността на радиотелура намалява с времето. Той определи, че елементът има период на полуразпад от 139,8 дни. На свой ред, Мария, въз основа на пет проби, получени чрез утаяване, и друга, получена чрез "много подходящ метод на електролиза", предложен от Марквалд, определи, че за полония този период е 140 дни. Мария заключи: това определено доказва, че говорим за един и същ елемент. Тъй като тя не беше член на Френската академия на науките, Пиер, който в крайна сметка беше приет там, пое представянето на тези резултати от нейно име, което се случи на 29 януари 1906 г. и това беше последното му научно съобщение преди смъртта му . Освен това Мария публикува опровержение на немски, за да докаже на сънародниците на Марвалд колко греши. В крайна сметка Марквалд благородно изостави името „радиотелур“ и се задоволи с „полоний“. Опитвайки се да скрие своята уязвимост, немският физик цитира малко иронично думите на Уилям Шекспир:

какво означава името Розата мирише на роза, независимо дали я наричате роза или не.

Но полоният без съмнение има нещо като радиотелур, тъй като, както казахме, телурът и полоният са в една и съща група на периодичната таблица. Оттогава се приема, че полуживотът е подходящ индикатор за идентифициране на радиоелемент.

От книгата най-новата книгафакти. Том 3 [Физика, химия и технологии. История и археология. Разни] автор Кондрашов Анатолий Павлович

От книгата Интересно за астрономията автор Томилин Анатолий Николаевич

От книгата Светкавица и гръм автор Стеколников, И С

От книгата Пет нерешени проблема на науката автор Уигинс Артър

3. И накрая, около ... „Внимание, Москва казва! Всички радиостанции работят съветски съюз! Днес, на 3 ноември 1957 г., вторият изкуствен спътник беше изстрелян успешно в Съветския съюз ... ”Информацията отива към приемните точки в непрекъснат поток. съобщения,

От книгата Движение. Топлина автор Китайгородски Александър Исаакович

3. И накрая, около храста Защо магнитът привлича? Досега това не е ясно на никого. Как се ражда силата му? А за Големия магнит, както Гилбърт нарича Земята повече от три века и половина, не само „как?“, но и „къде?“ произхожда магнетизъм? Въпроси

От книгата Туитове за Вселената от Чоун Маркъс

7. Генериране на електричество чрез влияние Сега, след като знаем, че атомите на всяко тяло са изградени от частици, съдържащи както положително, така и отрицателно електричество, можем да обясним важния феномен на генериране на електричество чрез влияние. Това ще ни помогне да разберем

От книгата Как да разберем сложните закони на физиката. 100 прости и забавни преживявания за деца и техните родители автор Дмитриев Александър Станиславович

Получаване на атмосферен газ След като слънчевата ядрена пещ започна да работи, слънчевият вятър (разредена плазма, предимно от протони и електрони, движеща се сега със скорост от около 400 km/h) издуха почти целия първичен водород с хелий и вътрешният планети

От книгата Механика от древността до наши дни автор Григорян Ашот Тигранович

Печалба или загуба на атмосферен газ Сега нека приложим тези модели към вътрешните планети и да видим как тяхната първична атмосфера е придобила сегашната си форма.Нека започнем с Венера и Марс и запазим Земята за последно.Венера Основната разлика между нашите

От книгата Interstellar: науката зад кулисите автор Торн Кип Стивън

Постигане на ниски температури Значително намаляване на температурата може да се постигне по различни начини. Но идеята на всички методи е една и съща: трябва да принудим тялото, което искаме да охладим, да изразходва вътрешната си енергия.Как може да стане това? Един от начините е да се принуди

От книгата на автора

XVI. Енергията около нас Как да превърнем енергията в работа Човекът се нуждае от машини, за това трябва да можете да създавате движение - да движите бутала, да въртите колела, да теглите вагони. Преместването на автомобили изисква работа. Как да го получите Изглежда, че вече сме обсъждали този въпрос; работа

От книгата на автора

82. Колко сателитни галактики около нашата млечен път? Точно както планетите имат сателити (луни), галактиките имат сателитни галактики. В Млечния път в гравитационно робство има около 25. Двата най-големи спътника - Големият и Малкият Магеланов облак (LMC и SMC) - са лесно видими

От книгата на автора

4 Капилярни явления около нас За експеримента ни трябват: две чаши, памучно въже или шнур с дължина 10 сантиметра. Оказва се, че още в древността капилярни явленияса били познати и използвани от нашите предци. Един от най-простите на вид, но

От книгата на автора

75 Различни потоци около нас За експеримента ни трябват: обикновена свещ. Ако говорим за въздушни и водни потоци, тогава с цялото им разнообразие има два фундаментално различни потока. Единият тип се нарича ламинарен, тоест спокоен, а другият се нарича турбулентен

От книгата на автора

ПРОБЛЕМЪТ ЗА ВЪРТЕНЕТО НА ТВЪРДО ТЯЛО ОКОЛО ФИКСИРАНА ТОЧКА Проблемът за въртенето твърдо тяло- типичен пример за онези механични и математически проблеми, които стояха в центъра теоретична механикапрез втората половина на 19 век. Започвайки от S.V. Ковалевская (1850-1891), руски учени

От книгата на автора

Неутронна звезда в орбита около черна дупка Вълните идват от неутронна звездавъртящи се около черната дупка. Звездата тежеше 1,5 пъти Слънцето, а черната дупка тежеше 4,5 пъти Слънцето, докато дупката се въртеше бързо. Образува се от това въртене

От книгата на автора

Експлозия в орбита около планетата Ман. Този подход към дизайна на кораба се отплаща, когато д-р Ман несъзнателно инициира масивна експлозия, която отваря пръстена на Endurance, унищожавайки два модула и повреждайки още два (фиг. 20.2). Ориз. 20.2. Отгоре: експлозия

Радий(лат. radium), ra, радиоактивен химичен елементгрупа II периодична системаМенделеев, атомно число 88. Известни са изотопи на R. с масови числа 213, 215, 219-230. Най-дълго живеещият е a-радиоактивен 226 ra с период на полуразпад около 1600 години. В природата като членове на естественото радиоактивни серииима 222 ra (специалното наименование на изотопа е актиний-x, символ acx), 224 ra (торий-x, thx), 226 ra и 228 ra (мезоториум-i, msthi).

Откриването на R. е съобщено през 1898 г. от съпрузите P. и M. Curie заедно с J. Bemont малко след A. бекерелЗа първи път (през 1896 г.) той открива явлението радиоактивност на уранови соли. През 1897 г., работейки в Париж, М. Склодовска-Кюриустанови, че интензитетът на радиацията, излъчвана от уранова смола (минерал уранинит), много по-високо, отколкото би се очаквало предвид съдържанието на уран в катрана. Склодовска-Кюри предполага, че това се дължи на наличието на все още неизвестни силно радиоактивни вещества в минерала. Внимателен химически изследванияурановата смола направи възможно откриването на два нови елемента – първ полоний, а малко по-късно - и R. По време на разпределението на R. поведението на новия елемент е наблюдавано от неговото излъчване, поради което елементът е наречен от лат. радиус - лъч. За да изолират чистото съединение R., двойката Кюри обработва около 1 Tфабрични отпадъци, останали след извличането на уран от уранова смола. По-специално, най-малко 10 000 рекристализация от водни разтвори на смес от bacl 2 и racl 2 (съединения барийобслужват т.нар. изоморфни носители при извличане на R.). В резултат на това успяхме да получим 90 мгчиста раса 2.

В СССР работата по изолирането на R. от местни суровини започна скоро след това октомврийска революция 1917 г. по пряка заповед на В. И. Ленин. Първите препарати на R. са получени в СССР през 1921 г. от V.G. Хлопини И.Я. Башилов.Проби от R. соли бяха демонстрирани през май 1922 г. на участниците в Третия Менделеев конгрес.

Р. е изключително рядък елемент. AT уранови руди, които са основният му източник, с 1 T u представлява не повече от 0,34 Жра. R. принадлежи към силно разпръснатите елементи и се намира в много малки концентрации в голямо разнообразие от обекти.

Всички съединения R. във въздуха имат бледосинкав блясък. Поради самопоглъщане на a - и b -частици, излъчени при радиоактивно разпадане 226 ra и неговите дъщерни продукти, всеки грам от 226 ra освобождава около 550 й (130 изпражнения) топлина на час, така че температурата на препаратите на R. винаги е малко по-висока от температурата на околната среда.

R. е сребристо-бял лъскав метал, който бързо потъмнява във въздуха. Обемно центрирана кубична решетка, изчислена плътност 5.5 g/cm 3 . Според различни източници, т кв.е 700-960 ° C, T kip около 1140 °C. Отвън електронна обвивкаатом R. има 2 електрона (конфигурация 7 с 2). В съответствие с това R. има само едно състояние на окисление, +2 (валентност ii). По химични свойства R. е най-подобен на бария, но е по-активен. При стайна температура R. се свързва с кислород, давайки оксид rao и с азот, давайки нитрид ra 3 n 2. Р. реагира бурно с вода, отделяйки h 2 и образува силна основара (о) 2. Хлорид, бромид, йодид, нитрат и R. сулфид са лесно разтворими във вода; карбонат, сулфат, хромат и оксалат са слабо разтворими.

Изследването на свойствата на R. изигра огромна роля в развитието на научното познание, т.к. даде възможност да се изяснят много въпроси, свързани с феномена радиоактивност.Дълго време R. беше единственият елемент, чиито радиоактивни свойства намериха практическо приложение (в медицината; за получаване на светещи състави и др.). Днес обаче в повечето случаи е по-изгодно да се използват не радиоактивни, а по-евтини изкуствени радиоактивни изотопи на други елементи. Р. запазва известно значение в медицината като източник радонпри лечение на радонови бани. В малки количества R. се изразходва за приготвяне на неутронни източници (смесени с берилий) и при производството на леки състави (смесени с цинков сулфид).

Лит.:Вдовенко В. М., Дубасов Ю. В., Аналитична химиярадий, Л., 1973; Погодин С. А., Либман Е. П., Как е получен съветският радий, М., 1971 г.

С. С. Бердоносов.

Радий в тялото. От естествените радиоактивни изотопи най-големият биологично значениеима дълготрайна 226 ра. R. неравномерно разпределени в различни области биосфера.Съществуват геохимични провинциис високо съдържание на Р. Натрупването на Р. в органите и тъканите на растенията се подчинява на общите закономерности на усвояване на минералните вещества и зависи от вида на растението и условията на неговия растеж. По правило Р. има повече в корените и листата на тревните растения, отколкото в стъблата и репродуктивните органи; повечето Р. в кората и дървото. Средното съдържание на R. в цъфтящи растения е 0,3-9,0? 10-11 кюри/ килограма,в морето водорасли 0,2-3,2? 10-11 кюри/ килограма.

Той влиза в тялото на животните и хората с храна, в която присъства постоянно (в пшеницата 20-26 × 10-15 Ж/ Ж, в картофи 67-125 ? 10 -15 Ж/ Ж, в месото 8 ? 10 -15 Ж/ Ж) , а също и с пия вода. Дневният прием на 226 ra в човешкото тяло с храна и вода е 2,3? 10-12 кюри,и загуби с урина и изпражнения 0,8? 10 -13 и 2,2? 10-12 кюри.Приблизително 80% от R., който влиза в тялото (близък по химични свойства до ca), се натрупва в костната тъкан. Съдържанието на R. в човешкото тяло зависи от района на пребиваване и естеството на храната. Големи концентрации на R. в тялото имат вредно въздействие върху животните и хората, причинявайки болезнени промени във формата остеопороза, спонтанни фрактури, тумори. Съдържание на R. в почвата над 1? 10-7 - 10 -8 кюри/ килограмазначително инхибира растежа и развитието на растенията.

Лит.:Вернадски V.I., За концентрацията на радий в растителните организми, “Докл. Академия на науките на СССР. сер. А“, 1930, бр. 20; Радиоекологични изследвания в естествени биогеоценози, М., 1972.

В. А. Калченко, В. А. Шевченко.

История

Касова бележка

Получаването на чист радий в началото на 20 век струваше много работа. Мария Кюри работи 12 години, за да получи зрънце чист радий. За да получите само 1 g чист радий, са ви необходими няколко вагона уранова руда, 100 вагона въглища, 100 резервоара за вода и 5 вагона различни химически вещества. Следователно в началото на 20 век в света нямаше по-скъп метал. За 1 g радий трябваше да се платят повече от 200 kg злато.

Радият обикновено се добива от уранови руди. В руди, които са достатъчно стари, за да установят постоянно радиоактивно равновесие в серията уран-238, има 333 милиграма радий-226 на тон уран.

Съществува и метод за извличане на радий от радиоактивни природни води, които извличат радий от минерали, съдържащи уран. Съдържанието на радий в тях може да достигне до 7,5×10 −9 g/g. Така от 1931 до 1956 г. на мястото на сегашното село Водни в района на Ухта в Република Коми функционира единственото предприятие в света, където радият е изолиран от подземните минерализирани води на находището Ухта, т.н. наречена "Водна индустрия".

От анализа на документите, запазени в архивите на наследника на този завод (ОАО Ухтински електрокерамичен завод "Прогрес"), е изчислено, че около 271 g радий са били освободени във "Водната индустрия" преди затварянето. През 1954 г. световното предлагане на добит радий се оценява на 2,5 кг. Така до началото на 50-те години на миналия век приблизително един на всеки десет грама радий е бил произведен във Водной Промисл.

Физични и химични свойства

Радият е лъскав бял метал при нормални условия, потъмняващ на въздух (вероятно поради образуването на радиев нитрид). Реагира с вода. Той се държи подобно на бария и стронция, но е по-реактивен. Обичайната степен на окисление е +2. Радиевият хидроксид Ra(OH) 2 е силна, корозивна основа.

Поради силната радиоактивност всички радиеви съединения светят със синкава светлина (радиохемилуминесценция), която се вижда ясно на тъмно, а в водни разтворинеговите соли се подлагат на радиолиза.

Приложение

Днес радият понякога се използва в компактни неутронни източници чрез легиране на малки количества от него с берилий. Под действието на алфа лъчение (ядра хелий-4) неутроните се избиват от берилий:

9 B e + 2 4 α → 12 C + 1 n . (\displaystyle (\mathsf (^(9)Be+_(2)^(4)\alpha \to ^(12)C+^(1)n)).)

В медицината радият се използва като източник на радон за приготвяне на радонови бани (въпреки че тяхната полезност в момента се оспорва). Освен това радият се използва за краткотрайна експозиция при лечение на злокачествени заболявания на кожата, носната лигавица и пикочно-половата система.

Понастоящем обаче има много радионуклиди с желаните свойства, които са по-подходящи за тези цели, които се получават в ускорители или в ядрени реактори, например 60 Co ( T 1/2 = 5,3 години), 137 Cs ( T 1/2 = 30,2 години), 182 Ta ( T 1/2 = 115 дни), 192 Ir ( T 1/2 = 74 дни), 198 Au ( T 1/2 = 2,7 дни) и т.н.

До 70-те години на миналия век радият често се използва за направата на постоянно светещи светещи бои (за маркиране на циферблатите на авиационни и морски инструменти, специални часовници и други устройства), но сега обикновено се заменя с по-малко опасни изотопи: тритий ( T 1/2 = 12,3 години) или 147 Pm ( T 1/2 = 2,6 години). Понякога часовници с радиев светлинен състав се произвеждат и в граждански версии, включително ръчни часовници. Също така, радиевият фосфор в ежедневието може да се намери в някои стари коледна украса, превключватели със светещ връх на лоста, на скалите на някои стари радиостанции и т.н. характерна особеностСъветски състав на постоянна светлина - горчично жълта боя, въпреки че понякога цветът може да бъде различен (бял, зеленикав, тъмно оранжев и др.). Опасността от такива устройства е, че те не съдържат предупредителни етикети, те могат да бъдат открити само с дозиметри. Освен това фосфорът се разгражда с годините и боята често престава да свети до нашето време, което, разбира се, не го прави по-малко опасно, тъй като радият не изчезва никъде. Друга опасна характеристика на радиевата фосфорна маса е, че с течение на времето боята се разгражда и може да започне да се рони, а петънце от такава боя, което е попаднало в тялото с храна или при вдишване, може да причини голяма вреда поради алфа радиация.

Биологична роля

Радият е изключително радиотоксичен. В тялото той се държи като калций - около 80% от радия, който влиза в тялото, се натрупва в костната тъкан. Големите концентрации на радий причиняват остеопороза, спонтанни фрактури на костите и злокачествени тумори на костите и хематопоетичната тъкан. Радонът, газообразен радиоактивен продукт на разпадане на радий, също е опасен.

изотопи

Има 35 известни изотопа на радия в диапазона от масови числа от 201 до 235. Изотопите 223 Ra, 224 Ra, 226 Ra, 228 Ra се срещат в природата като членове на радиоактивната серия уран-238, уран-235 и торий-232. Останалите изотопи могат да бъдат получени изкуствено. Повечето от известните изотопи на радия претърпяват алфа разпад до изотопи на радон с масово число 4 по-малко от това на изходното ядро. Неутронно-дефицитните радиеви изотопи също имат допълнителен бета-разпадащ канал с позитронна емисия или орбитално улавяне на електрони; в този случай се образува изотоп на франций със същото масово число като това на родителското ядро. В богатите на неутрони изотопи на радия (диапазон на масовото число от 227 до 235) е установено само бета-минус разпадане; става с образуването на ядра