7592 0

Radij i produkti njegovog raspada

Radij i njegovi produkti raspada članovi su radioaktivne obitelji urana-238.

Radij (86Ra226)- metal, kemijska svojstva analog barija.

Karakteristike radija i glavni produkti njegovog raspada dani su u tablici.

Za dobivanje radona koriste se visokotopljive soli radija pomiješane s barijem, koje ne sadrže SO4 ione u tragovima.

Otopina radijeve soli u destiliranoj vodi koja sadrži HC1 oslobađa 100% radona.

Na odvajanje radijeve soli iz otopine utječe adsorpcija radija na staklo, koja je uočljiva pri pH 6,5-4,5, a postaje zanemariva pri pH 2,3.

Sulfati, karbonati, kromati, fluoridi, oksalati i fosfati radija teško su topljivi. Sve soli radija postupno se razgrađuju pod djelovanjem vlastitog zračenja, pri čemu postaju žute, smeđe i narančaste.

Radon (86Ra222)- inertni plin, najviši homolog ksenona, ima nultu valenciju i ne daje spojeve zbog ionskih ili atomskih veza. Radiološka svojstva radona data su u tablici.

Radon nastaje raspadom radija. 1 Ci (37,103 MBq) radona pri temperaturi od 0 °C i tlaku od 760 mm Hg. Umjetnost. zauzima volumen od 0,65 mm3 i ima masu od 6,46. 10-6 g. Ova količina radona nastaje u stanju radioaktivne ravnoteže iz 1 g radija. Radon je 7,6 puta teži od zraka. Na temperaturama od -62 do -65 ° C radon prelazi u tekuće stanje, na temperaturi od -110 do -113 ° C - u čvrsto stanje. Tekući radon je u početku bezbojan, postaje mutan od produkata raspada. Tekući radon uzrokuje zelenu fluorescenciju na staklu, dok čvrsti radon svijetli svijetlo plavo-čeličnom bojom. Dio energije raspada radona oslobađa se u obliku topline (1 Ci radona stvara 29,8 cal/h).

Stol. Osnovne radiološke karakteristike izotopa serije Ra-226

U zatvorenom volumenu između tekućeg i plinovitog medija, na primjer između vode i zraka, radon se raspoređuje prema Henryjevom zakonu:

(1.4)

Ili

(1.5)

gdje Qb i Ql su količina radona u zraku, odnosno tekućini, u stacionarnom stanju; Vb i Wl su volumeni zraka i tekućine; a je koeficijent raspodjele radona u određenoj tekućini u usporedbi sa zrakom (av = 1).

Koeficijent topljivosti (a) radona u vodi ovisi o njezinoj temperaturi.

Na primjer, ako su volumen vode i zraka u posudi jednaki, tada će na temperaturi od 20 ° C 1/4 radona biti u vodi, a 3/4 u zraku, a s povećanjem temperature vode , vrijednost a se smanjuje. Mehaničkim miješanjem vode i zraka u zatvorenom volumenu od 5,5 litara (5 litara vode i 0,5 litara zraka), pomoću pumpe Malyutka kapaciteta 2-3 l / min, ravnoteža se praktički postiže za 5-10 minuta. ; u statičkom režimu miješanja potrebno je 100 sati, u konvekcijskom 64 sata.U jednom danu se u statičkom režimu otopi u vodi 0,676 maksimalno otapajuće količine radona, a u konvekcijskom 820.

Koeficijent topljivosti radona

Imajući nizak koeficijent topljivosti u vodi i sposobnost difuzije, radon lako prelazi iz vode u zrak kada se miješaju u otvorenoj posudi, bježeći iz vode u zrak to brže, što je veće područje njihovog kontakta , što je manja debljina sloja vode, to je viša njegova temperatura i to je intenzivnije miješanje vode. Dodavanje soli vodi smanjuje topljivost radona, s povećanjem koncentracije soli utjecaj temperature na topljivost radona se smanjuje i postaje beznačajan pri visokim koncentracijama soli.

U bezvodnim otapalima radon se otapa mnogo bolje nego u vodi.

Topljivost radona u smjesi s drugim tekućim otapalima (na primjer, s alkoholom) nije veća, nego manja od teoretski izračunate pravilom miješanja. U smjesama nevodenih otapala, radon se, naprotiv, otapa bolje nego u svakoj pojedinačnoj komponenti smjese. U biološkim medijima radon se također bolje otapa nego u vodi.

Radon se adsorbira na površini mnogih krutih tvari. Posebno ga dobro upijaju guma, celuloid, vosak, smola, silikagel, glina, morska pjena i mnoge druge organske koloidne i polimerne tvari. Krv otapa radon dvostruko bolje od vode. Najbolji adsorbent radona je aktivni ugljen, koji apsorbira značajnu količinu radona čak i pri normalnim temperaturama.

S padom temperature ugljena od -80 do -90 ° C, adsorpcija radona na njemu se primjetno povećava, pri temperaturi tekućeg zraka, radon se adsorbira na ugljen gotovo potpuno i trenutno. Na temperaturi od -140,7 °C (temperatura tekućeg zraka), radon se potpuno kondenzira u zavojnici, kroz koju prolazi struja suhe mješavine zrak-radon. Na temperaturi od 300–400°C radon adsorbiran na ugljiku gotovo se potpuno desorbira.

Radon difundira u zraku, tekućinama i nekim čvrstim tvarima. Koeficijent difuzije (D) radona u zraku pri normalnoj temperaturi i tlaku iznosi 0,1 cm2/s.

Parametri sorpcije radona

U tablici su prikazani parametri sorpcije radona iz vode kod nekih materijala koji se koriste u tehnološkoj opremi za rad s radonom. Iz ove tablice proizlazi da su staklo i metali najprikladniji za dugotrajno skladištenje medija koji sadrže radon. Kruti organski polimerni materijali ograničeno su prikladni za kratkotrajno skladištenje otopina radona, iako se mogu koristiti za izradu cjevovoda i uređaja u kojima se mediji radona kreću dovoljno velikom brzinom ili se kontinuirano izmjenjuju.

Iz tablice također proizlazi da treba posebno paziti na korištenje mekih polimera i gume za izolaciju radonskih okruženja, budući da se ti materijali ponašaju u odnosu na radon kao organska otapala, njihova uporaba treba biti popraćena oštrim ograničenjem područja njihov kontakt s radonskom okolinom, na primjer, samo kada se izoliraju mjesta spojeva staklenih ili metalnih cijevi. Pod određenim okolnostima, guma ili kapron se mogu koristiti kao apsorberi radona iz vode i zraka za dobivanje krutih koncentrata radona u normalnim uvjetima.

Stol. Parametri adsorpcije radona iz vode nekim materijalima u statičkom načinu rada

(1.6)

gdje QRn je količina radona nakupljena u posudi; QRa je količina radija u posudi u gramima ili curiju; e je baza prirodnog logaritma; λRn konstanta raspada radona; t je vrijeme akumulacije.

Izračun vrijednosti QRn ovisno o t obično se provodi pomoću tablica eksponencijalnih funkcija.

U praksi, radon dolazi u stanje radioaktivne ravnoteže s radijem četiri tjedna nakon što je posuda s radijem zatvorena. Nakon odvajanja radona od radija, raspad radona određuje se formulom:

(1.7)

gdje N0 je početni broj atoma; Nt je broj atoma nakon vremena t.

Pri raspadu radona iz njega sukcesivno nastaju RaA, RaB, RaC, RaC, koji se nazivaju kratkoživući kćeri produkti radona. Broj At218, Rn218 i RaC (T1210) izotopa nastalih tijekom raspada zanemariv je i nema praktičnog značaja. Poznate su formule koje opisuju nakupljanje i raspad radioaktivnog niza izotopa (RaA, RaB, RaC).

Radiološka svojstva izotopa

RaA (izotop polonija) u prisutnosti radona, za 20-30 minuta dolazi s njim praktički u stanje radioaktivne ravnoteže. Izoliran iz radona, RaA se tijekom istog vremena gotovo potpuno raspada i prelazi u RaB.

RaB (izotop olova)- najduže živi lanac kratkoživućih produkata kćeri radona, pa određuje vrijeme za koje dolazi u ravnotežu s radonom (oko 3 sata). Tijekom istog razdoblja, kada se odvoji od radona, cijeli lanac kratkotrajnih produkata kćeri radona gotovo se potpuno raspada.

Raspadom RaB nastaje RaC (izotop bizmuta). Tijekom raspada RaC dolazi do niza grananja, te gotovo svi njegovi atomi (99,96%) prelaze u RaC, emitirajući beta čestice, a samo 0,04% prelazi u RaC, emitirajući alfa čestice.

Kratkotrajni proizvodi kćeri imaju broj zajednička svojstva. To su električki nabijeni atomi. teški metali. U zraku se nalaze u obliku slobodnih atoma ili u kombinaciji sa submikroskopskim česticama (manjim od 0,035 mikrona) – kondenzacijskim jezgrama. U obliku slobodnih atoma u zraku se uglavnom nalaze atomi RaA (90%) i RaB (10%), koji su vrlo pokretljivi (koeficijent difuzije 1-1,3 cm/s). Atomi povezani s kondenzacijskim jezgrama manje su pokretljivi - koeficijent difuzije je 0,045-0,015 cm/s. Slobodni atomi, u većoj mjeri nego vezani, talože se na različitim površinama, tvoreći aktivnu ploču produkata radona. Njihov životni vijek prije taloženja na površini i neaktivnih čestica aerosola ne prelazi 10–60 s.

U zračno-radonskoj kupelji (ARB) gotovo 90% produkata radona kćeri tijekom postupka (15-20 minuta) taloži se iz zraka na unutarnje stijenke kutije, 5% ostaje u zraku, a ostatak se taloži na koži bolesnika u kadi.

Površine uronjene u radonsku vodu lako se prekrivaju produktima kćeri radona taloženim na njima, osobito kada se tijelo uronjeno u vodu kreće; kćeri proizvodi difundiraju u vodi.

Omjer aktivnosti radona i njegovih produkata kćeri u vodi i zraku može varirati u vrlo širokom rasponu - od radioaktivne ravnoteže cijelog lanca do gotovo potpunog odsustva produkata kćeri u vodi i zraku.

Raspad kratkoživućih produkata dovodi do stvaranja prvog dugoživućeg raspadnog produkta radona – RaD.
RaD (izotop olova) ima mnogo dulje vrijeme poluraspada (22 godine) u usporedbi s RaC i stoga ne može doći u radioaktivnu ravnotežu s njim ako su izolirani iz Ra226.

Aktivnost RaD s potpunim raspadom atoma radona bit će samo 0,005 početne aktivnosti radona. Međutim, u starim pripravcima radija, RaD se može akumulirati u primjetnim količinama: na primjer, 1 g radija u 22 godine proizvede 500 mCi RaD.

RaD postaje RaE (izotop bizmuta). Iz njega nastaje RaF (izotop polonija), iz kojeg pak nastaje stabilni izotop olova Pb206.

Polonij se, kao i RaD, nakuplja u starim pripravcima radija. U ravnoteži s 1 g radija akumulira se 2,24. 10-4 g polonija. Budući da je jak koloidnotvorac, polonij vrlo lako apsorbira prašina, filtri, posuđe itd. u umjereno kiseloj sredini ima sposobnost stvaranja veliki broj kompleksni spojevi i lako sublimira na temperaturi od 450 °C.

Zračenje radona i njegovih proizvoda kćeri ima značajan učinak na tvari koje ih okružuju. Staklo (uključujući i kvarc) pod utjecajem radioaktivnog zračenja postupno postaje krto i mijenja boju. Otopine radija svojim zračenjem razgrađuju vodu uz nastanak H2, O2, O3 i H2O2, tj. uz stvaranje eksplozivnog plina. Radij u otopini (1 g) oslobađa od 0,5 do 1 cm3 plina na sat.

U praksi je bilo slučajeva kada je vodena otopina koja sadrži 0,5–0,6 g radijeve soli, izlivena do 3/4 volumena u zapečaćenu posudu, spontano eksplodirala od produljenog (u roku od mjesec dana) skladištenja na sobnoj temperaturi. Glavni uzrok eksplozije bio je nedovoljan prostor plina iznad tekućine. Eksplozije zatvorenih ampula s radijevom soli moguće su u trenutku otvaranja zbog nakupljanja eksplozivnog plina u njima.

Izotopi serije radija prirodno su raspoređeni po zemljinoj površini. U tom smislu, radij, radon i njegovi produkti kćeri nalaze se u tlu, vodi i atmosferskom zraku. Sadržaj radona nad kopnom je u prosjeku 1. 10-13 Ci/l. U tlu je sadržaj radona obično 100 puta veći. U vodi rijeka, jezera i oceana radona praktički nema zbog povoljnih uvjeta za njegov prijelaz u atmosferu. u vodama sedimentne stijene radon se nalazi u koncentracijama od 1,5 do 6. 10-11 Ci / l, radij - 2-3. 10-12 g/l.

U vodama kiselih magmatskih stijena prosječni sadržaj radona je 1. 10-9 Ci / l, radij - 2-4. 10-12 g/l. U vodama ležišta urana sadržaj radona u prosjeku iznosi 0,5-1. 10-8 Ci / l, radij - 6-8. 10-11 g/l. U visokim koncentracijama radon se nalazi u vodama niza radioaktivnih ljekovitih izvora, čije mineralne vode sadrže najmanje 5 nCi/l - 10 nCi/l radona.

Uran, radij, torij

Osim radona, u vodi nekih ljekovitih izvora mogu se u povišenim koncentracijama naći uran, radij i torij.

Sadržaj radija ili urana u mineralnoj vodi dopušten je u dvanaesterostrukom višku u odnosu na dopušteni sadržaj ovih izotopa u vodi izvora pitke vode. To se temelji na činjenici da korištenje pitke vode u odmaralištu ne prelazi 1 mjesec godišnje (voda za piće uzima se svakodnevno tijekom života).
Iz toga proizlazi da je u skladu s NRB-99 sadržaj radija u mineralu piti vodu ne smije prelaziti 0,2. 10-9 Ci / l (7,2 Bq / l), a uran - 37,2 Bq / l.

Na ovaj ili onaj način, unos ovih izotopa u tijelo s mineralnom vodom ne bi trebao premašiti vrijednosti maksimalnog godišnjeg unosa navedenog u NRB-99 (8,4 103 Bq/godišnje odnosno 6,7 102 Bq/godišnje). U tom smislu, kupke sa sadržajem radija iznad 0,2. 109 Ci/l je neprikladno.

U Ruskoj Federaciji samo vode Ukhte nisu dopuštene za korištenje u praksi lječilišta (zabranjeno 30-ih godina našeg stoljeća).

I. I. Gusarov

Marie Curie. Radioaktivnost i elementi [Najdublja tajna materije] Paez Adela Munoz

PROIZVODNJA RADIJA I POLEMIKA OKO POLONA

Nakon što je Maria nekoliko godina posvetila ekstrakciji radija, početkom 1902. uspjela je izolirati nešto više od desetine grama (120 mg) čistog radijeva klorida, na temelju čega je ustanovila atomska masa radij, 225±1, što je sasvim blizu njegove stvarne vrijednosti (226,03). Dobivanje te minutne količine zahtijevalo je ne samo dugogodišnji rad, već i izvanredno poznavanje kemije, uzimajući u obzir procese u kojima je radij bio uključen. Za radioaktivne serije prikazane u Rutherfordovoj i Soddyjevoj tablici, proces raspada nikada ne prestaje; bilo koji podređeni element koji dolazi iz raspada roditeljskog elementa također se raspada, i oba to čine u određenom ritmu. Stoga je najveći udio između podređenih i roditeljskih elemenata dan kvocijentom njihovih poluživota. Budući da je uran (roditeljski element) star 4500 milijuna godina, a radij (djetetski element) 1600 milijuna godina, u mineralu koji sadrži oba, najveći omjer radij/uran koji se može naći je 1600/4470000000, to je 1/2800000, otprilike 1 gram/3 tone.

Međutim, Maria nije radila s čistim uranom, već s ostacima jedne od svojih ruda, koji su bili kontaminirani raznim nečistoćama, tako da se najveći udio približio 1 gramu radija na 10 tona materijala. S druge strane, radij i barij imaju vrlo slična kemijska svojstva, pa je dio radija mogao biti zarobljen barijem, koji je, štoviše, bio prisutan u puno većem udjelu u prototipu. Što je najgore, Maria nije poznavala prirodu procesa povezanih s radioaktivnošću, kao ni svojstva radija i razloge njegove bliske povezanosti s uranom. Niti je mislila da je njegova koncentracija tako zanemariva. Da je takvo što pretpostavila, možda jednostavno ne bi prihvatila posao.

U tom smislu, dobivanje 120 mg radij klorida bio je podvig ne samo s kemijskog gledišta, već i s fizičkog i radiološkog gledišta. Osim toga, Maria je većinu procesa izvela sama, jer čim se Pierre uvjerio u postojanje radija, počeo je proučavati svojstva zraka i njihov učinak na ljudsko tijelo.

Neko vrijeme nakon izolacije radijevog klorida, Maria je pisala svom ocu u Varšavu, obavještavajući ga o ovoj dugo očekivanoj vijesti. Iako mu je zdravlje već bilo ozbiljno narušeno, Vladislav je ipak smogao snage da čestita svojoj kćeri i našalio se da je, sudeći po uloženom trudu, ovo najskuplji element u povijesti čovječanstva. Vladislav je umro šest dana kasnije, a Marija mu je došla na sprovod.

U prosincu 1902., kada se činilo da su problemi s radijem već gotovi (iako su zapravo tek počinjali), oko polonija se povela žestoka polemika. Njemački fizičar Wilhelm Markwald sa Sveučilišta u Berlinu objavio je članak u kojem tvrdi da je otkrio novi kemijski element. Nazvao ga je radiotelur jer su kemijska svojstva elementa bila slična onima telurija iz skupine kisika. Ovaj radioelement nije bio ništa više od polonija, kojem je Mary dala ime u spomen na nju tada postojeća država iako to nije bilo odmah jasno. Kontroverzu su nesvjesno potaknuli Marie i Pierre, koji su u članku iz 1902. tvrdili da je polonij vrsta bizmuta i da još nije dokazano da je novi element. U drugom članku koji je Pierre objavio sljedeće godine navodi se da je radij jedini radioaktivni element čije je postojanje nedvojbeno dokazano. Međutim, Maria nije podržala ovu pretjerano bolnu reakciju na Marwaldovo otkriće. Osim toga, njemačkog je znanstvenika ohrabrila tvrdnja supružnika Curie da aktivnost polonija polako opada, dok aktivnost njegovog radiotelurija ostaje konstantna.

Markwald je imao pristup velikim količinama ostataka smole u Joachimsthalu i imao je najbolje alate u svom laboratoriju. Međutim, ponavljanjem Marijinog postupka za izolaciju novog elementa, korištenjem uzastopnih taloženja, znanstvenik nije dobio radiotelur u njegovom čistom obliku i upotrijebio elektrokemijske metodešto je dovelo do pobjede gdje Marija nije uspjela. Na taj je način Markwald uspio dobiti malu količinu čiste tvari. U grupu je stavio radiotelur periodni sustav elemenata, koja joj zapravo odgovara, je skupina kisika. Nekoliko mjeseci nakon što se pojavio Marwaldov rad, Maria je s prezirom odbacila naziv u dodatku svoje doktorske disertacije: "Odabir novog imena za ovu supstancu je besmislica, s obzirom na ono što je do danas poznato."

Ali tu stvar nije završila. Mary je trebalo devet mjeseci intenzivnog rada da pobije Marwaldove argumente. Isprva je sumnjala u nepromjenjivost aktivnosti radiotelurija tijekom dovoljno dugog razdoblja. Mariju je također podržao Frederick Soddy, koji je u članku objavljenom 1904. Marwaldu primijetio da je postojanost radioaktivnosti u suprotnosti s onim što se u to vrijeme znalo o radioaktivnim tvarima. Soddy je također tvrdio da bi se većina znanstvenika složila s Marijinim argumentima da postoji jasan pokušaj davanja novog imena poloniju. Konačno, Soddy je pružio posljednji argument koji je značio Maryinu pobjedu, zakon o radioaktivnom raspadu.

Ponovivši i dopunivši svoje pokuse, Marwald se uvjerio da su Maria i Soddy bili u pravu: aktivnost radiotelurija opada s vremenom. Utvrdio je da element ima poluživot od 139,8 dana. Zauzvrat, Maria je na temelju pet uzoraka dobivenih taloženjem i još jednog dobivenog "vrlo prikladnom metodom elektrolize" koju je predložio Markwald, utvrdila da za polonij to razdoblje iznosi 140 dana. Maria je zaključila: ovo definitivno dokazuje da je riječ o istom elementu. Budući da nije bila članica Francuske akademije znanosti, Pierre, koji je s vremenom tamo primljen, preuzeo je prezentaciju ovih rezultata u njezino ime, što se dogodilo 29. siječnja 1906., a to je bilo njegovo posljednje znanstveno priopćenje prije smrti . Osim toga, Maria je objavila povlačenje na njemačkom kako bi dokazala Marwaldovim sunarodnjacima koliko je bio u krivu. Na kraju je Markwald plemenito napustio naziv "radiotelur" i zadovoljio se "polonijem". Pokušavajući sakriti svoju ranjivost, njemački fizičar je pomalo ironično citirao riječi Williama Shakespearea:

Što ime znači? Ruža miriše kao ruža, zvali je ružom ili ne.

Ali polonij je bez sumnje imao nešto od radiotelura, budući da su, kao što smo rekli, telur i polonij u istoj skupini periodnog sustava. Od tada je prihvaćeno da je vrijeme poluraspada prikladan pokazatelj za identifikaciju radioelementa.

Iz knjige najnovija knjigačinjenice. Svezak 3 [Fizika, kemija i tehnologija. Povijest i arheologija. Razno] Autor Kondrašov Anatolij Pavlovič

Iz knjige Zanimljivosti o astronomiji Autor Tomilin Anatolij Nikolajevič

Iz knjige Munje i gromovi Autor Stekolnikov, I S

Iz knjige Pet neriješenih problema znanosti autor Wiggins Arthur

3. I na kraju, oko ... “Pažnja, Moskva kaže! Sve radio stanice rade Sovjetski Savez! Na današnji dan, 3. studenog 1957., drugi umjetni satelit uspješno je lansiran u Sovjetskom Savezu ... ”Informacije idu do prijemnih točaka u neprekidnom toku. poruke,

Iz knjige Pokret. Toplina Autor Kitaygorodsky Alexander Isaakovič

3. I na kraju, oko grma Zašto magnet privlači? Zasad to nikome nije jasno. Kako se rađa njegova snaga? A za Veliki magnet, kako Gilbert zove Zemlju više od tri i pol stoljeća, ne samo "kako?", Već i "gdje?" potječe magnetizam?Pitanja

Iz knjige Tweetovi o svemiru od Chown Marcusa

7. Stvaranje elektriciteta utjecajem Sada kada znamo da su atomi svakog tijela sastavljeni od čestica koje sadrže i pozitivan i negativan elektricitet, možemo objasniti važan fenomen stvaranja elektriciteta utjecajem. Ovo će nam pomoći da razumijemo

Iz knjige Kako razumjeti složene zakone fizike. 100 jednostavnih i zabavnih doživljaja za djecu i njihove roditelje Autor Dmitrijev Aleksandar Stanislavovič

Dobivanje atmosferskog plina Nakon što je solarna nuklearna peć počela s radom, solarni vjetar (razrijeđena plazma, uglavnom od protona i elektrona, koja se sada kreće brzinom od oko 400 km/h) otpuhao je gotovo sav primarni vodik s helijem, a unutarnji planeti

Iz knjige Mehanika od antike do danas Autor Grigoryan Ashot Tigranovich

Dobitak ili gubitak atmosferskog plina Sada primijenimo ove uzorke na unutarnje planete i vidimo kako je njihova primarna atmosfera dobila svoj trenutni oblik. Počnimo s Venerom i Marsom, a Zemlju ostavimo za kraj. Venera Glavna razlika između naših

Iz knjige Interstellar: znanost iza kulisa Autor Thorn Kip Steven

Postizanje niskih temperatura Značajno smanjenje temperature može se postići na različite načine. Ali ideja svih metoda je ista: moramo prisiliti tijelo koje želimo hladiti da troši svoju unutarnju energiju. Kako to učiniti? Jedan od načina je prisila

Iz autorove knjige

XVI. Energija oko nas Kako pretvoriti energiju u rad Čovjeku su potrebni strojevi, za to morate biti u stanju stvoriti kretanje - pokretati klipove, okretati kotače, vući vagone. Premještanje automobila zahtijeva rad. Kako ga dobiti Čini se da smo već razgovarali o ovom pitanju; Raditi

Iz autorove knjige

82. Koliko satelitskih galaksija oko naše mliječna staza? Baš kao što planeti imaju satelite (mjesece), galaksije imaju satelitske galaksije. U gravitacijskom ropstvu Mliječne staze ima ih oko 25. Dva najveća satelita - Veliki i Mali Magellanov oblak (LMC i SMC) - lako su vidljivi

Iz autorove knjige

4 Kapilarne pojave oko nas Za pokus su nam potrebne: dvije šalice, pamučno uže ili uzica duljine 10 centimetara. Ispostavilo se da čak iu antičko doba kapilarne pojave su poznavali i koristili naši preci. Jedan od najjednostavnijih izgleda, ali

Iz autorove knjige

75 Oko nas teče različito Za pokus nam je potrebno: obična svijeća. Ako govorimo o protoku zraka i vode, onda uz svu njihovu raznolikost postoje dva bitno različita toka. Jedna se vrsta naziva laminarna, odnosno mirna, a druga turbulentna, dakle

Iz autorove knjige

PROBLEM ROTACIJE KRUTOG TIJELA OKO FIKSNE TOČKE Problem rotacije čvrsto tijelo- tipičan primjer onih mehaničkih i matematičkih problema koji su stajali u središtu teorijska mehanika u drugoj polovici 19. stoljeća. Počevši od S.V. Kovalevskaya (1850.-1891.), ruska znanstvenica

Iz autorove knjige

Neutronska zvijezda u orbiti oko crne rupe Valovi su dolazili iz neutronska zvijezda vrteći se oko crne rupe. Zvijezda je bila 1,5 puta teža od Sunca, a crna rupa 4,5 puta od Sunca, dok se rupa brzo okretala. Nastala ovom rotacijom

Iz autorove knjige

Eksplozija u orbiti oko planeta Mann Ovaj pristup dizajnu broda isplati se kada dr. Mann nesvjesno pokrene masivnu eksploziju koja otvara prsten Endurance, uništavajući dva modula i oštećujući još dva (Slika 20.2). Riža. 20.2. Gore: eksplozija

Radij(lat. radium), ra, radioaktivan kemijski element skupina II periodni sustav Mendeljejev, atomski broj 88. Poznati su izotopi R. masenih brojeva 213, 215, 219-230. Najdugovječniji je a-radioaktivni 226 ra s vremenom poluraspada od oko 1600 godina. U prirodi kao članovi prirodnog radioaktivne serije postoji 222 ra (poseban naziv izotopa je aktinij-x, simbol acx), 224 ra (torij-x, thx), 226 ra i 228 ra (mezotorij-i, msthi).

O otkriću R. izvijestili su 1898. supružnici P. i M. Curie zajedno s J. Bemontom nedugo nakon što je A. bekerela Prvi put (1896.) otkrio je pojavu radioaktivnosti na uranovim solima. Godine 1897., radeći u Parizu, M. Sklodowska-Curie otkrili da je intenzitet zračenja koje emitira smola uran (mineral uraninit), mnogo veći nego što bi se očekivalo s obzirom na sadržaj urana u katranu. Sklodowska-Curie je sugerirala da je to zbog prisutnosti još uvijek nepoznatih visoko radioaktivnih tvari u mineralu. oprezno kemijska istraživanja uranova smola omogućila je otkrivanje dva nova elementa – prvi polonij, a nešto kasnije - i R. U tijeku izdvajanja R., ponašanje novog elementa praćeno je njegovim zračenjem, zbog čega je element dobio ime od lat. radijus – zraka. Kako bi izolirali čisti spoj R., par Curie obradio je oko 1 t tvornički otpad zaostao nakon ekstrakcije urana iz uranove smole. Konkretno, najmanje 10 000 rekristalizacija iz vodenih otopina smjese bacl 2 i racl 2 (spojevi barij služe tzv. izomorfni nosači pri ekstrakciji R.). Kao rezultat, uspjeli smo dobiti 90 mgčisti raci 2.

U SSSR-u je ubrzo počeo rad na izolaciji R. iz domaćih sirovina Oktobarska revolucija 1917. po izravnom nalogu V. I. Lenjina. Prve pripravke R. dobiveni su u SSSR-u 1921. godine od strane V. G. Klopin i ja. Bašilov. Uzorci R. soli demonstrirani su u svibnju 1922. sudionicima Trećeg Mendeljejevog kongresa.

R. je izuzetno rijedak element. NA uranove rude, koji su njegov glavni izvor, od 1 t u čini ne više od 0,34 G ra. R. pripada jako raspršenim elementima i nalazi se u vrlo malim koncentracijama u najrazličitijim objektima.

Svi spojevi R. u zraku imaju blijedoplavičasti sjaj. Zbog samoapsorpcije a - i b -čestica emitiranih na radioaktivni raspad 226 ra i njegovih proizvoda kćeri, svaki gram 226 ra oslobađa oko 550 j (130 izmet) topline na sat, pa je temperatura R.-ovih pripravaka uvijek nešto viša od temperature okoline.

R. je srebrnobijeli sjajni metal koji brzo potamni na zraku. Tjelesno centrirana kubična rešetka, izračunata gustoća 5.5 g/cm 3 . Prema raznim izvorima, t četvornih je 700-960 ° C, t kip oko 1140 °S. Vani elektronska ljuska atom R. postoje 2 elektrona (konfiguracija 7 s 2). U skladu s tim, R. ima samo jedno oksidacijsko stanje, +2 (valencija ii). Po kemijskim svojstvima R. je najsličniji bariju, ali je aktivniji. Pri sobnoj temperaturi spaja se R. s kisikom, dajući oksid rao, i s dušikom, dajući nitrid ra 3 n 2 . R. burno reagira s vodom oslobađajući h 2 i nastaje jaka baza ra (oh) 2 . Klorid, bromid, jodid, nitrat i R. sulfid lako su topljivi u vodi, a karbonat, sulfat, kromat i oksalat su slabo topljivi.

Proučavanje svojstava R. odigralo je veliku ulogu u razvoju znanstvenih spoznaja, jer. omogućio je razjašnjenje mnogih pitanja vezanih uz fenomen radioaktivnost. R. je dugo vremena bio jedini element čija su radioaktivna svojstva našla praktičnu primjenu (u medicini; za pripremu svjetlećih sastava i dr.). Danas je, međutim, u većini slučajeva povoljnije koristiti ne radioaktivne, već jeftinije umjetne radioaktivne izotope drugih elemenata. R. zadržao izvjesnu važnost u medicini kao izvor radon u liječenju radonskih kupki. U malim količinama, R. se troši na pripremu izvora neutrona (pomiješan s berilijum) i u proizvodnji lakih sastava (pomiješanih s cink sulfidom).

Lit.: Vdovenko V. M., Dubasov Yu. V., Analitička kemija radij, L., 1973; Pogodin S. A., Libman E. P., Kako je dobiven sovjetski radij, M., 1971.

S. S. Berdonosov.

Radij u tijelu. Od prirodnih radioaktivnih izotopa najveći biološki značaj ima dugovječni 226 ra. R. neravnomjerno raspoređeni u različitim područjima biosfera. postojati geokemijske provincije s visokim sadržajem R. Nakupljanje R. u organima i tkivima biljaka podložno je općim obrascima apsorpcije mineralnih tvari i ovisi o vrsti biljke i uvjetima njezina rasta. U pravilu R. ima više u korijenu i lišću zeljastih biljaka nego u stabljikama i rasplodnim organima; najviše R. u kori i drvu. Prosječni sadržaj R. u cvjetnicama je 0,3-9,0? 10-11 (prikaz, ostalo). curie/ kg, u more alge 0,2-3,2? 10-11 (prikaz, ostalo). curie/ kg.

U tijelo životinja i čovjeka ulazi hranom u kojoj je stalno prisutan (u pšenici 20-26 × 10-15 G/ G, u krumpiru 67-125 ? 10 -15 (prikaz, stručni). G/ G, u mesu 8 ? 10 -15 (prikaz, stručni). G/ G) , a također i sa piti vodu. Dnevni unos 226 ra u ljudski organizam hranom i vodom iznosi 2,3? 10-12 (prikaz, ostalo). curie, a gubici s urinom i izmetom 0,8? 10 -13 i 2,2? 10-12 (prikaz, ostalo). curie. Približno 80% R. koji ulazi u tijelo (po kemijskim svojstvima je blizu ca) nakuplja se u koštanom tkivu. Održavanje R. u ljudskom tijelu ovisi o području stanovanja i karakteru hrane. Velike koncentracije R. u organizmu štetno djeluju na životinje i ljude, uzrokujući bolne promjene u obliku osteoporoza, spontani prijelomi, tumori. Sadržaj R. u tlu preko 1? 10-7 (prikaz, ostalo). - 10 -8 curie/ kg izrazito inhibira rast i razvoj biljaka.

Lit.: Vernadsky V.I., O koncentraciji radija u biljnim organizmima, “Dokl. Akademija znanosti SSSR-a. Ser. A«, 1930., br. 20; Radioekološka istraživanja u prirodnim biogeocenozama, M., 1972.

V. A. Kalčenko, V. A. Ševčenko.

Priča

Priznanica

Dobivanje čistog radija na početku 20. stoljeća koštalo je mnogo rada. Marie Curie radila je 12 godina kako bi dobila zrno čistog radija. Da biste dobili samo 1 g čistog radija, bilo vam je potrebno nekoliko vagona uranove rude, 100 vagona ugljena, 100 spremnika vode i 5 vagona raznih kemijske tvari. Stoga početkom 20. stoljeća nije bilo skupljeg metala na svijetu. Za 1 g radija bilo je potrebno platiti više od 200 kg zlata.

Radij se obično vadi iz ruda urana. U rudama dovoljno starim da uspostave sekularnu radioaktivnu ravnotežu u nizu urana-238, postoji 333 miligrama radija-226 po toni urana.

Također postoji metoda za ekstrakciju radija iz radioaktivnih prirodnih voda koje ispiraju radij iz minerala koji sadrže uran. Sadržaj radija u njima može doseći i do 7,5×10 −9 g/g. Tako je od 1931. do 1956. godine na mjestu današnjeg sela Vodny u regiji Ukhta u Republici Komi djelovalo jedino poduzeće u svijetu u kojem je radij izoliran iz podzemnih mineraliziranih voda nalazišta Ukhta, tzv. pod nazivom "Vodna industrija".

Analizom dokumenata koji su sačuvani u arhivi nasljednika ovog pogona (OAO Ukhta Electroceramic Plant "Progress"), izračunato je da je u "Industriji vode" prije zatvaranja ispušteno približno 271 g radija. Godine 1954. svjetska zaliha iskopanog radija procijenjena je na 2,5 kg. Tako je do početka 1950-ih otprilike jedan od deset grama radija proizveden u Vodnoy Promysly.

Fizička i kemijska svojstva

Radij je sjajni bijeli metal u normalnim uvjetima, koji tamni na zraku (vjerojatno zbog stvaranja radijeva nitrida). Reagira s vodom. Ponaša se slično bariju i stronciju, ali je reaktivniji. Uobičajeno oksidacijsko stanje je +2. Radijev hidroksid Ra(OH) 2 je jaka, korozivna baza.

Zbog jake radioaktivnosti svi spojevi radija svijetle plavičastom svjetlošću (radiokemiluminiscencija), koja je jasno vidljiva u mraku, au vodene otopine njegove soli podliježu radiolizi.

Primjena

Danas se radij ponekad koristi u kompaktnim izvorima neutrona tako što se njegove male količine dodaju u berilij. Pod djelovanjem alfa zračenja (jezgre helija-4), neutroni se izbacuju iz berilija:

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

U medicini se radij koristi kao izvor radona za pripremu radonskih kupki (iako je njihova korisnost trenutno sporna). Osim toga, radij se koristi za kratkotrajno izlaganje u liječenju malignih bolesti kože, nosne sluznice i genitourinarnog trakta.

Međutim, trenutno postoji mnogo radionuklida sa željenim svojstvima koji su prikladniji za ove svrhe, a koji se dobivaju u akceleratorima ili u nuklearnim reaktorima, na primjer, 60 Co ( T 1/2 = 5,3 godine), 137 Cs ( T 1/2 = 30,2 godina), 182 Ta ( T 1/2 = 115 dana), 192 Ir ( T 1/2 = 74 dana), 198 Au ( T 1/2 = 2,7 dana) itd.

Do 1970-ih radij se često koristio za izradu trajno svijetlećih svjetlećih boja (za označavanje brojčanika zrakoplovnih i pomorskih instrumenata, posebnih satova i drugih uređaja), no sada ga obično zamjenjuju manje opasni izotopi: tricij ( T 1/2 = 12,3 godine) ili 147 pm ( T 1/2 = 2,6 godina). Ponekad su se satovi sa sastavom svjetla radija proizvodili iu civilnim verzijama, uključujući ručne satove. Također, radij fosfor u svakodnevnom životu može se naći u nekim starim Božićni ukrasi, preklopni prekidači sa osvijetljenim vrhom poluge, na ljestvicama nekih starih radija i sl. karakteristična značajka Stalni svjetlosni sastav sovjetske proizvodnje - senf žuta boja, iako ponekad boja može biti drugačija (bijela, zelenkasta, tamnonarančasta itd.). Opasnost od takvih uređaja je što nisu sadržavali naljepnice s upozorenjem, već ih je moguće otkriti samo dozimetrima. Također, fosfor se s godinama razgrađuje i boja često prestaje svijetliti do našeg vremena, što je, naravno, ne čini manje opasnom, jer radij nigdje ne nestaje. Još jedna opasna osobina radij fosforne mase je da se boja s vremenom razgrađuje i može se početi mrviti, a mrvica takve boje koja je u tijelo dospjela s hranom ili kada se udahne može izazvati veliku štetu zbog alfa zračenja.

Biološka uloga

Radij je izrazito radiotoksičan. U tijelu se ponaša kao kalcij - oko 80% radija koji uđe u tijelo nakuplja se u koštanom tkivu. Velike koncentracije radija uzrokuju osteoporozu, spontane prijelome kostiju, zloćudne tumore kostiju i krvotvornog tkiva. Opasan je i radon, plinoviti radioaktivni produkt raspada radija.

izotopi

Poznato je 35 izotopa radija u rasponu masenih brojeva od 201 do 235. Izotopi 223 Ra, 224 Ra, 226 Ra, 228 Ra nalaze se u prirodi kao članovi radioaktivnog niza uran-238, uran-235 i torij-232. Preostali izotopi mogu se dobiti umjetnim putem. Većina poznatih izotopa radija podvrgava se alfa raspadu u izotope radona s masenim brojem 4 manjim od masenog broja matične jezgre. Izotopi radija s nedostatkom neutrona također imaju dodatni kanal beta raspada s emisijom pozitrona ili orbitalnim hvatanjem elektrona; u ovom slučaju nastaje izotop francija s istim masenim brojem kao i matična jezgra. U izotopima radija bogatim neutronima (raspon masenog broja od 227 do 235), pronađen je samo beta-minus raspad; javlja se stvaranjem jezgri