7592 0

Radiul și produsele sale de degradare

Radiul și produsele sale de descompunere sunt membri ai familiei radioactive a uraniului-238.

Radiu (86Ra226)- metal, proprietăți chimice analog al bariului.

Caracteristicile radiului și principalele produse ale degradarii sale sunt date în tabel.

Pentru obținerea radonului se folosesc săruri foarte solubile de radiu amestecate cu bariu, care nu conțin urme de ioni de SO4.

O soluție de sare de radiu în apă distilată care conține HC1 eliberează 100% radon.

Separarea sării de radiu dintr-o soluție este influențată de adsorbția de radiu de către sticlă, care este vizibilă la pH 6,5-4,5 și devine neglijabilă la pH 2,3.

Sulfații, carbonații, cromații, fluorurile, oxalații și fosfații de radiu sunt puțin solubili. Toate sărurile de radiu se descompun treptat sub acțiunea propriei radiații, în timp ce devin galbene, maro și portocalii.

Radon (86Ra222)- un gaz inert, cel mai mare omolog al xenonului, are valență zero și nu dă compuși datorită legăturilor ionice sau atomice. Caracteristicile radiologice ale radonului sunt date în tabel.

Radonul se formează din degradarea radiului. 1 Ci (37,103 MBq) de radon la o temperatură de 0 °C și o presiune de 760 mm Hg. Artă. ocupă un volum de 0,65 mm3 și are o masă de 6,46. 10-6 g. Această cantitate de radon se formează în stare de echilibru radioactiv din 1 g de radiu. Radonul este de 7,6 ori mai greu decât aerul. La temperaturi de la -62 la -65 ° C, radonul trece în stare lichidă, la o temperatură de la -110 la -113 ° C - în stare solidă. Radonul lichid este incolor la început, devine tulbure din cauza produselor de degradare. Radonul lichid provoacă fluorescență verde pe sticlă, în timp ce radonul solid strălucește o culoare albastru-oțel strălucitoare. O parte din energia de descompunere a radonului este eliberată sub formă de căldură (1 Ci de radon formează 29,8 cal/h).

Masa. Caracteristicile radiologice de bază ale izotopilor din seria Ra-226

Într-un volum închis între mediile lichide și gazoase, de exemplu între apă și aer, radonul este distribuit conform legii lui Henry:

(1.4)

Sau

(1.5)

Unde Qb și Ql sunt cantitatea de radon din aer și respectiv lichid, la starea de echilibru; Vb și Wl sunt volumele de aer și lichid; a este coeficientul de distribuție a radonului într-un lichid dat în comparație cu aerul (av = 1).

Coeficientul de solubilitate (a) al radonului în apă depinde de temperatura acestuia.

De exemplu, dacă volumul de apă și aer dintr-un vas sunt egale, atunci la o temperatură de 20 ° C, 1/4 din radon va fi în apă și 3/4 în aer și odată cu creșterea temperaturii apei , valoarea unui scade. Cu amestecarea mecanică a apei și aerului într-un volum închis de 5,5 litri (5 litri apă și 0,5 litri aer), folosind pompa Malyutka cu o capacitate de 2-3 l / min, echilibrul este practic atins în 5-10 minute ; în modul de amestecare static, aceasta necesită 100 de ore, în modul de convecție - 64 de ore. Într-o zi, în modul static, 0,676 din cantitatea maximă de dizolvare de radon este dizolvată în apă, în modul de convecție - 820.

Coeficientul de solubilitate a radonului

Având un coeficient scăzut de solubilitate în apă și capacitatea de a difuza, radonul trece cu ușurință din apă în aer atunci când este amestecat într-un vas deschis, scăpând din apă în aer, cu atât mai repede, cu atât este mai mare zona de contact. , cu cât grosimea stratului de apă este mai mică, cu atât temperatura acestuia este mai mare și amestecul apei este mai intens. Adăugarea de săruri în apă reduce solubilitatea radonului, cu creșterea concentrației de sare, efectul temperaturii asupra solubilității radonului scade și devine nesemnificativ la concentrații mari de sare.

În solvenți anhidri, radonul se dizolvă mult mai bine decât în ​​apă.

Solubilitatea radonului într-un amestec cu alți solvenți lichizi (de exemplu, cu alcool) nu este mai mare, ci mai mică decât cea calculată teoretic de regula de amestecare. În amestecurile de solvenți neapoși, radonul, dimpotrivă, se dizolvă mai bine decât în ​​fiecare componentă individuală a amestecului. În mediile biologice, radonul se dizolvă mai bine decât în ​​apă.

Radonul este adsorbit pe suprafața multor solide. Este foarte bine absorbit de cauciuc, celuloid, ceară, rășină, silicagel, argilă, spumă de mare și multe alte substanțe organice coloidale și polimerice. Sângele dizolvă radonul de două ori, la fel ca apa. Cel mai bun adsorbant de radon este carbonul activat, care absoarbe o cantitate semnificativă de radon chiar și la temperaturi obișnuite.

Odată cu scăderea temperaturii cărbunelui de la -80 la -90 ° C, adsorbția radonului pe acesta crește considerabil, la o temperatură a aerului lichid, radonul este adsorbit pe cărbune aproape complet și instantaneu. La o temperatură de -140,7 °C (temperatura aerului lichid), radonul este complet condensat într-o bobină, prin care trece un curent de amestec uscat aer-radon. La o temperatură de 300–400°C, radonul adsorbit pe carbon este aproape complet desorbit.

Radonul difuzează în aer, lichide și unele solide. Coeficientul de difuzie (D) al radonului în aer la temperatură și presiune normale este de 0,1 cm2/s.

Parametrii de sorbție a radonului

Tabelul prezintă parametrii sorbției radonului din apă de către unele materiale care sunt utilizate în echipamentele tehnologice de lucru cu radon. Din acest tabel rezultă că sticla și metalele sunt cele mai potrivite pentru depozitarea pe termen lung a mediilor care conțin radon. Materialele polimerice organice rigide sunt adecvate limitat pentru depozitarea pe termen scurt a soluțiilor de radon, deși pot fi utilizate pentru fabricarea conductelor și a dispozitivelor în care mediile radonului se mișcă la o viteză suficient de mare sau sunt schimbate continuu.

Din tabel rezultă, de asemenea, că ar trebui să se acorde o atenție deosebită utilizării polimerilor moi și cauciucului pentru a izola mediile radonului, deoarece aceste materiale se comportă în raport cu radonul ca solvenți organici, utilizarea lor ar trebui să fie însoțită de o limitare accentuată a zonei de radon. contactul lor cu mediul radon, de exemplu, numai la izolarea locurilor îmbinărilor din sticlă sau tuburi metalice. În anumite circumstanțe, cauciucul sau capronul pot fi utilizate ca absorbanți de radon din apă și aer pentru a obține concentrate solide de radon în condiții normale.

Masa. Parametrii adsorbției radonului din apă de către unele materiale în modul static

(1.6)

Unde QRn este cantitatea de radon acumulată în vas; QRa este cantitatea de radiu din vas în grame sau curie; e este baza logaritmului natural; λRn este constanta dezintegrarii radonului; t este timpul de acumulare.

Calculul valorii QRn în funcție de t se realizează de obicei folosind tabele de funcții exponențiale.

În practică, radonul intră într-o stare de echilibru radioactiv cu radiu la patru săptămâni după ce vasul cu radiu este sigilat. După separarea radonului de radiu, degradarea radonului este determinată de formula:

(1.7)

Unde N0 este numărul inițial de atomi; Nt este numărul de atomi după timpul t.

În timpul dezintegrarii radonului, din acesta se formează succesiv RaA, RaB, RaC, RaC, care se numesc produse fiice de scurtă durată ai radonului. Numărul de izotopi At218, Rn218 și RaC (T1210) formați în timpul dezintegrarii este neglijabil și nu are semnificație practică. Sunt cunoscute formule care descriu acumularea și dezintegrarea serii radioactive de izotopi (RaA, RaB, RaC).

Caracteristicile radiologice ale izotopilor

RaA (izotop de poloniu) in prezenta radonului, in 20-30 de minute vine cu el practic intr-o stare de echilibru radioactiv. Izolat de radon, RaA în același timp se descompune aproape complet și trece în RaB.

RaB (izotop de plumb)- cea mai lungă viață a lanțului de produse fiice de scurtă durată ai radonului, deci determină timpul pentru care acesta ajunge în echilibru cu radonul (aproximativ 3 ore). În aceeași perioadă, atunci când este separat de radon, întregul lanț de produse fiice de scurtă durată ai radonului se descompune aproape complet.

Dezintegrarea RaB produce RaC (un izotop al bismutului). În timpul dezintegrarii RaC, are loc o ramificare în serie și aproape toți atomii săi (99,96%) se transformă în RaC, emițând particule beta și doar 0,04% trec în RaC, emițând particule alfa.

Produsele fiice de scurtă durată au un număr proprietăți comune. Aceștia sunt atomi încărcați electric. metale grele. În aer, ele sunt sub formă de atomi liberi sau în combinație cu particule submicroscopice (mai puțin de 0,035 microni) - nuclee de condensare. Sub formă de atomi liberi în aer, există în principal atomi RaA (90%) și RaB (10%), care sunt foarte mobili (coeficient de difuzie 1-1,3 cm/s). Atomii asociați cu nucleele de condensare sunt mai puțin mobili - coeficientul de difuzie este de 0,045-0,015 cm/s. Atomii liberi, într-o măsură mai mare decât cei legați, se așează pe diferite suprafețe, formând o placă activă de produse fiice de radon. Durata lor de viață înainte de a se depune la suprafață și particulele de aerosoli inactive nu depășește 10-60 s.

Într-o baie de aer-radon (ARB), aproape 90% dintre produsele fiice cu radon în timpul procedurii (15-20 de minute) se depun din aer pe pereții interiori ai cutiei, 5% rămân în aer, iar restul se stabilește. pe pielea pacientului în baie.

Suprafețele scufundate în apă cu radon sunt ușor acoperite de produsele fiice ale radonului depuse pe ele, mai ales atunci când un corp scufundat în apă se mișcă; produsele fiice difuzează în apă.

Raportul dintre activitatea radonului și a produselor sale fiice în apă și aer poate varia într-un interval foarte larg - de la echilibrul radioactiv al întregului lanț până la absența aproape completă a produselor fiice în apă și aer.

Dezintegrarea produselor cu durată scurtă de viață duce la formarea primului produs de degradare cu viață lungă a radonului - RaD.
RaD (un izotop al plumbului) are un timp de înjumătățire mult mai lung (22 de ani) în comparație cu RaC și, prin urmare, nu poate intra în echilibru radioactiv cu acesta dacă sunt izolați de Ra226.

Activitatea RaD cu descompunerea completă a atomilor de radon va fi doar 0,005 din activitatea inițială a radonului. Cu toate acestea, în preparatele vechi de radiu, RaD se poate acumula în cantități vizibile: de exemplu, 1 g de radiu în 22 de ani produce 500 mCi de RaD.

RaD devine RaE (un izotop al bismutului). Din el se formează RaF (un izotop al poloniului), din care, la rândul său, se formează un izotop stabil de plumb Pb206.

Poloniul, ca și RaD, se acumulează în preparatele vechi de radiu. În echilibru cu 1 g de radiu, se acumulează 2,24. 10-4 g poloniu. Fiind un puternic formator de coloid, poloniul este foarte ușor absorbit de praf, filtre, vase etc. într-un mediu moderat acid, are capacitatea de a se forma număr mare compuși complecși și se sublimează ușor la o temperatură de 450 °C.

Radiația radonului și a produselor sale fiice are un efect semnificativ asupra substanțelor din jurul lor. Sticla (inclusiv cuarțul) sub influența radiațiilor radioactive devine treptat fragilă și își schimbă culoarea. Soluțiile de radiu cu radiația lor descompun apa cu formarea de H2, O2, O3 și H2O2, adică. cu formarea de gaz exploziv. Radiul în soluție (1 g) eliberează de la 0,5 la 1 cm3 de gaz pe oră.

În practică, au existat cazuri când o soluție apoasă care conține 0,5–0,6 g sare de radiu, turnată până la 3/4 din volum într-un vas sigilat, a explodat spontan din depozitarea prelungită (în decurs de o lună) la temperatura camerei. Principala cauză a exploziei a fost spațiul insuficient al gazului deasupra lichidului. Exploziile fiolelor sigilate cu sare de radiu sunt posibile în momentul deschiderii lor datorită acumulării de gaz exploziv în ele.

Izotopii din seria radiului sunt distribuiți în mod natural pe suprafața pământului. În acest sens, radiul, radonul și produsele sale fiice se găsesc în sol, apă și aerul atmosferic. Conținutul de radon de pe uscat este în medie de 1. 10-13 Ci/l. În sol, conținutul de radon este de obicei de 100 de ori mai mare. În apa râurilor, lacurilor și oceanelor radonul este practic absent din cauza condițiilor favorabile pentru trecerea lui în atmosferă. în ape roci sedimentare radonul se găsește în concentrații de la 1,5 la 6. 10-11 Ci / l, radiu - 2-3. 10-12 g/l.

În apele rocilor magmatice acide, conținutul mediu de radon este 1. 10-9 Ci/l, radiu - 2-4. 10-12 g/l. În apele zăcămintelor de uraniu, conținutul de radon este în medie de 0,5-1. 10-8 Ci/l, radiu - 6-8. 10-11 g/l. În concentrații mari, radonul se găsește în apele unui număr de izvoare de vindecare radioactive, ale căror ape minerale conțin cel puțin 5 nCi/l - 10 nCi/l de radon.

Uraniu, radiu, toriu

Pe lângă radon, în apa unor izvoare vindecătoare, pot fi detectate uraniu, radiu și toriu în concentrații ridicate.

Conținutul de radiu sau uraniu din apa minerală este admisibil în exces de douăsprezece ori în raport cu admisibilitatea acestor izotopi în apa surselor de alimentare cu apă potabilă. Aceasta se bazează pe faptul că utilizarea apei potabile în stațiune nu depășește 1 lună pe an (apa potabilă se ia zilnic pe tot parcursul vieții).
De aici rezultă că, în conformitate cu NRB-99, conținutul de radiu din mineral bând apă nu trebuie să depășească 0,2. 10-9 Ci/l (7,2 Bq/l), iar uraniu - 37,2 Bq/l.

Într-un fel sau altul, aportul acestor izotopi în organism cu apă minerală nu trebuie să depășească valorile aportului maxim anual prevăzut în NRB-99 (8,4 103 Bq/an și, respectiv, 6,7 102 Bq/an). În acest sens, luarea de băi cu un conținut de radiu peste 0,2. 109 Ci/l este nepotrivit.

În Federația Rusă, numai apele Ukhta nu sunt permise pentru utilizare în practica tratamentului balnear (interzis în anii 30 ai secolului nostru).

I.I. Gusarov

Marie Curie. Radioactivitatea și elementele [cel mai profund secret al materiei] Paez Adela Munoz

PRODUCEREA DE RADIUM SI POLEMICA IN jurul POLONIULUI

După ce Maria a dedicat câțiva ani extracției de radiu, la începutul anului 1902 a reușit să izoleze puțin mai mult de o zecime de gram (120 mg) de clorură de radiu pură, pe baza căreia a stabilit masă atomică radiu, 225±1, care este destul de aproape de valoarea sa reală (226,03). Obținerea acestei sume minime a necesitat nu doar mulți ani de muncă, ci și o cunoaștere extraordinară a chimiei, ținând cont de procesele în care a fost implicat radiul. Pentru seria radioactivă prezentată în tabelul lui Rutherford și Soddy, procesul de dezintegrare nu se oprește niciodată; orice element copil care provine din dezintegrarea elementului părinte decade și el și ambele fac acest lucru într-un anumit ritm. Prin urmare, cea mai mare proporție dintre elementele copil și cele părinte este dată de câtul timpilor lor de înjumătățire. Deoarece uraniul (elementul părinte) are o vechime de 4500 de milioane de ani, iar radiul (elementul copil) are o vechime de 1600 de milioane de ani, într-un mineral care le conține pe amândouă, cel mai mare raport de radiu/uraniu care poate fi găsit este de 1600/4470000000, adică 1/2800000, aproximativ 1 gram/3 tone.

Maria nu a lucrat însă cu uraniu pur, ci cu rămășițele unuia dintre minereurile sale, care erau contaminate cu diverse impurități, astfel încât cea mai mare proporție se apropia de 1 gram de radiu la 10 tone de material. Pe de altă parte, radiul și bariul au proprietăți chimice foarte asemănătoare, astfel încât o parte din radiu ar fi putut fi captată de bariu, care, în plus, era prezent într-o proporție mult mai mare în prototip. Cel mai rău dintre toate, Maria nu cunoștea natura proceselor asociate cu radioactivitatea, precum și proprietățile radiului și motivele relației sale strânse cu uraniul. Nici nu credea că concentrarea lui era atât de neglijabilă. Poate că dacă și-ar fi asumat așa ceva, pur și simplu nu și-ar fi acceptat postul.

În acest sens, obținerea a 120 mg de clorură de radiu a fost o ispravă nu doar din punct de vedere chimic, ci și din punct de vedere fizic și radiologic. În plus, Maria a efectuat ea însăși cea mai mare parte a procesului, deoarece, de îndată ce Pierre a fost convins de existența radiului, a început să studieze proprietățile razelor și efectele acestora asupra corpului uman.

La ceva timp după izolarea clorurii de radiu, Maria i-a scris tatălui ei din Varșovia, informându-l despre această veste mult așteptată. Deși sănătatea lui era deja grav subminată, Vladislav a găsit totuși puterea să-și felicite fiica și să glumească că, judecând după eforturile depuse, acesta este cel mai scump element din istoria omenirii. Vladislav a murit șase zile mai târziu, iar Maria a venit la înmormântarea lui.

În decembrie 1902, când părea că problemele cu radiul s-au terminat (deși de fapt abia la început), a apărut o controversă acerbă în jurul poloniului. Fizicianul german Wilhelm Markwald de la Universitatea din Berlin a publicat un articol în care susținea descoperirea unui nou element chimic. El l-a numit radioteluriu deoarece proprietățile chimice ale elementului erau similare cu cele ale teluriului din grupa oxigenului. Acest element radio nu era altceva decât poloniu, căruia Mary i-a dat numele în memoria ei atunci tara existenta deși acest lucru nu a fost imediat clar. Controversa a fost stârnită fără să vrea de Marie și Pierre, care, într-un articol din 1902, au susținut că poloniul este o varietate de bismut și nu s-a dovedit încă a fi un element nou. Un alt articol publicat de Pierre în anul următor afirma că radiul este singurul element radioactiv a cărui existență a fost dovedită fără îndoială. Cu toate acestea, Maria nu a susținut această reacție prea dureroasă la descoperirea lui Marwald. În plus, omul de știință german a fost încurajat de afirmația făcută de Curies că activitatea poloniului scade încet, în timp ce activitatea radioteluriului său a rămas constantă.

Marwald avea acces la cantități mari de reziduuri de pitchblendă în Joachimsthal și avea cele mai bune instrumente în laboratorul său. Totuși, repetând procedeul Mariei de a izola un nou element, folosind precipitații succesive, omul de știință nu a obținut radioteluriu în forma sa pură și a folosit metode electrochimice care a dus la victorie acolo unde Maria a eșuat. În acest fel, Markwald a reușit să obțină o cantitate mică de substanță pură. A plasat radiotelurium în grup tabelul periodic, care îi corespunde de fapt, este grupul de oxigen. La câteva luni după apariția lucrării lui Marwald, Maria a respins cu dispreț numele într-o anexă la teza ei de doctorat: „A alege un nou nume pentru această substanță este un nonsens, având în vedere ceea ce se știe până în prezent”.

Dar problema nu s-a terminat aici. Mary a avut nevoie de nouă luni de muncă intensă pentru a respinge argumentele lui Marwald. La început, ea s-a îndoit de invarianța activității radioteluriului pe o perioadă suficient de lungă. Maria a fost susținută și de Frederick Soddy, care, într-un articol publicat în 1904, îi remarca lui Marwald că constanța radioactivității contrazicea ceea ce se știa la acea vreme despre substanțele radioactive. Soddy a mai susținut că majoritatea oamenilor de știință ar fi de acord cu argumentele Mariei conform cărora a existat o încercare clară de a da un nou nume poloniului. În cele din urmă, Soddy a oferit argumentul final care a însemnat victoria lui Mary, legea dezintegrarii radioactive.

După ce a repetat și completat experimentele sale, Marwald era convins că Maria și Soddy aveau dreptate: activitatea radioteluriumului scade cu timpul. El a stabilit că elementul avea un timp de înjumătățire de 139,8 zile. La rândul său, Maria, pe baza a cinci probe obţinute prin precipitare, şi a unei alte obţinute prin „o metodă foarte potrivită de electroliză” propusă de Markwald, a stabilit că pentru poloniu această perioadă este de 140 de zile. Maria a concluzionat: asta dovedește cu siguranță că vorbim despre același element. Întrucât nu era membru al Academiei Franceze de Științe, Pierre, care în cele din urmă a fost acceptat acolo, a preluat în numele ei prezentarea acestor rezultate, ceea ce a avut loc la 29 ianuarie 1906, iar aceasta a fost ultima sa comunicare științifică înainte de moartea sa. . În plus, Maria a publicat o retractare în limba germană pentru a le demonstra compatrioților lui Marwald cât de greșit a greșit. În cele din urmă, Markwald a abandonat nobil numele „radiotellurium” și s-a mulțumit cu „polonium”. Încercând să-și ascundă vulnerabilitatea, fizicianul german a citat oarecum ironic cuvintele lui William Shakespeare:

Ce înseamnă numele? Un trandafir miroase a trandafir, fie că îi spui sau nu trandafir.

Dar poloniul avea, fără îndoială, ceva de radioteluriu, deoarece, așa cum am spus, teluriul și poloniul sunt în același grup al tabelului periodic. De atunci, s-a acceptat că timpul de înjumătățire este un indicator adecvat pentru identificarea unui element radio.

Din carte ultima carte fapte. Volumul 3 [Fizica, chimie si tehnologie. Istorie și arheologie. Diverse] autor Kondrașov Anatoli Pavlovici

Din cartea Interesant despre astronomie autor Tomilin Anatoly Nikolaevici

Din cartea Fulger și tunet autor Stekolnikov, I S

Din cartea Cinci probleme nerezolvate ale științei autorul Wiggins Arthur

3. Și în sfârșit, în jurul... „Atenție, spune Moscova! Toate posturile de radio funcționează Uniunea Sovietică! Astăzi, pe 3 noiembrie 1957, cel de-al doilea satelit artificial a fost lansat cu succes în Uniunea Sovietică ... ”Informațiile merg la punctele de recepție într-un flux neîncetat. mesaje,

Din cartea Mișcarea. Căldură autor Kitaygorodsky Alexander Isaakovich

3. Și în sfârșit, în jurul tufișului De ce atrage un magnet? Până acum acest lucru nu este clar pentru nimeni. Cum se naște puterea lui? Și pentru Marele Magnet, așa cum Gilbert a numit Pământul de mai bine de trei secole și jumătate, nu numai „cum?”, ci și „unde?” dă naștere magnetismului?Întrebări

Din cartea Tweets About the Universe de Chown Marcus

7. Generarea de electricitate prin influență Acum că știm că atomii fiecărui corp sunt formați din particule care conțin atât electricitate pozitivă, cât și negativă, putem explica fenomenul important de generare a electricității prin influență. Acest lucru ne va ajuta să înțelegem

Din cartea Cum să înțelegeți legile complexe ale fizicii. 100 de experiențe simple și distractive pentru copii și părinții lor autor Dmitriev Alexandru Stanislavovici

Obținerea gazului atmosferic După ce cuptorul nuclear solar a început să funcționeze, vântul solar (plasmă rarefiată, în mare parte din protoni și electroni, care se mișcă acum cu o viteză de aproximativ 400 km/h) a suflat aproape tot hidrogenul primar cu heliu, iar interiorul planete

Din cartea Mecanica din Antichitate până în zilele noastre autor Grigorian Ashot Tigranovich

Câștig sau pierdere de gaz atmosferic Acum să aplicăm aceste modele planetelor interioare și să vedem cum atmosfera lor primară și-a căpătat forma actuală. Să începem cu Venus și Marte și să salvăm Pământul pentru final. Venus Principala diferență dintre

Din cartea Interstellar: știința din culise autor Thorn Kip Steven

Obținerea temperaturilor scăzute Reducerea semnificativă a temperaturii poate fi realizată în diferite moduri. Dar ideea tuturor metodelor este aceeași: trebuie să forțăm corpul pe care vrem să-l răcim să-și cheltuiască energia internă. Cum se poate face acest lucru? O modalitate este de a forța

Din cartea autorului

XVI. Energia din jurul nostru Cum să transformăm energia în muncă Omul are nevoie de mașini, pentru asta trebuie să poți crea mișcare - mișcă pistoanele, rotește roți, trage vagoane. Mișcarea mașinilor necesită muncă. Cum să-l obținem S-ar părea că am discutat deja despre această problemă; Muncă

Din cartea autorului

82. Câte galaxii satelit în jurul nostru Calea lactee? Așa cum planetele au sateliți (luni), galaxiile au galaxii satelit. Calea Lactee are aproximativ 25 dintre ei în sclavie gravitațională.Cei mai mari doi sateliți - Norii Magellanic Mari și Mici (LMC și SMC) - sunt ușor vizibili.

Din cartea autorului

4 Fenomene capilare din jurul nostru Pentru experiment avem nevoie de: două căni, o frânghie de bumbac sau un șnur de 10 centimetri lungime. Se dovedește că chiar și în cele mai vechi timpuri fenomene capilare au fost cunoscute și folosite de strămoșii noștri. Una dintre cele mai simple în aparență, dar

Din cartea autorului

75 Fluxuri diferite în jurul nostru Pentru experiment avem nevoie de: o lumânare obișnuită. Dacă vorbim despre fluxurile de aer și apă, atunci cu toată diversitatea lor, există două fluxuri fundamental diferite. Un tip se numește laminar, adică calm, iar celălalt se numește turbulent, atunci

Din cartea autorului

PROBLEMA ROTIȚII UNUI CORP RIGID ÎN jurul UNUI PUNCT FIX Problema rotației corp solid- un exemplu tipic al acelor probleme mecanice și matematice care stăteau în centru mecanică teoreticăîn a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Începând cu S.V. Kovalevskaya (1850-1891), oameni de știință ruși

Din cartea autorului

O stea neutronică pe orbită în jurul unei găuri negre Din care au venit undele stea neutronică care se învârte în jurul găurii negre. Steaua a cântărit de 1,5 ori Soarele, iar gaura neagră a cântărit de 4,5 ori Soarele, în timp ce gaura s-a rotit rapid. Formată prin această rotație

Din cartea autorului

Explozie pe orbită în jurul planetei Mann Această abordare a proiectării navei dă roade atunci când Dr. Mann inițiază fără să vrea o explozie masivă care deschide inelul Endurance, distrugând două module și distrugând încă două (Fig. 20.2). Orez. 20.2. Sus: explozie

Radiu(lat. radium), ra, radioactiv element chimic grupa II sistem periodic Mendeleev, numar atomic 88. R. se cunosc izotopi cu numere de masă 213, 215, 219-230. Cel mai longeviv este a-radioactiv 226 ra cu un timp de înjumătățire de aproximativ 1600 de ani. În natură ca membri ai firului serie radioactive sunt 222 ra (denumirea specială a izotopului este actinium-x, simbol acx), 224 ra (thorium-x, thx), 226 ra și 228 ra (mesothorium-i, msthi).

Descoperirea lui R. a fost raportată în 1898 de către soții P. și M. Curie împreună cu J. Bemont la scurt timp după A. becquerel Pentru prima dată (în 1896) a descoperit fenomenul de radioactivitate asupra sărurilor de uraniu. În 1897, lucrând la Paris, M. Sklodowska-Curie a constatat că intensitatea radiațiilor emise de smoala de uraniu (mineral uraninit), mult mai mare decât ar fi de așteptat având în vedere conținutul de uraniu al gudronului. Sklodowska-Curie a sugerat că acest lucru s-a datorat prezenței unor substanțe foarte radioactive încă necunoscute în mineral. Atent cercetare chimică smoala de uraniu a făcut posibilă descoperirea a două elemente noi - în primul rând poloniu, iar puțin mai târziu - și R. În timpul alocării lui R., comportamentul noului element a fost monitorizat de radiația acestuia, motiv pentru care elementul a fost denumit din lat. raza – rază. Pentru a izola compusul pur R., cuplul Curie a procesat aproximativ 1 t deșeurile din fabrică rămase după extragerea uraniului din smoală de uraniu. În special, cel puțin 10.000 de recristalizări din soluții apoase ale unui amestec de bacl 2 și racl 2 (compuși bariu slujește așa-zisa. purtători izomorfi la extragerea R.). Drept urmare, am reușit să obținem 90 mg rasi curat 2.

În URSS, la scurt timp au început lucrările de izolare a R. de materiile prime interne revoluția din octombrie 1917 la ordinele directe ale lui V. I. Lenin. Primele preparate de R. au fost obținute în URSS în 1921 de V. G. Khlopin iar eu. Da. Bashilov. Mostre de săruri R. au fost demonstrate în mai 1922 participanților la cel de-al treilea Congres Mendeleev.

R. este un element extrem de rar. LA minereuri de uraniu, care sunt sursa sa principală, prin 1 t u nu reprezintă mai mult de 0,34 G ra. R. aparține elementelor foarte dispersate și se găsește în concentrații foarte mici într-o mare varietate de obiecte.

Toți compușii R. din aer au o strălucire albăstruie pal. Datorită autoabsorbției particulelor a - și b - emise la dezintegrare radioactivă 226 ra și produsele sale fiice, fiecare gram de 226 ra eliberează aproximativ 550 j (130 fecale) căldură pe oră, astfel încât temperatura preparatelor lui R. este întotdeauna puțin mai mare decât temperatura ambiantă.

R. este un metal strălucitor alb-argintiu care se pătește rapid în aer. Rețea cubică centrată pe corp, densitate calculată 5,5 g/cm 3 . Potrivit diverselor surse, t mp. este 700-960 ° C, t kip aproximativ 1140 °С. Pe dinafara învelișul de electroni atomul R. sunt 2 electroni (configurația 7 s 2). În conformitate cu aceasta, R. are o singură stare de oxidare, +2 (valență ii). După proprietăți chimice, R. este cel mai asemănător cu bariul, dar este mai activ. La temperatura camerei, R. se combină cu oxigenul, dând oxidul rao, iar cu azotul, dând nitrura ra 3 n 2 . R. reacţionează violent cu apa, eliberând h 2 şi formează bază puternică ra (oh) 2 . Clorura, bromura, iodura, nitratul și sulfura R. sunt ușor solubile în apă, carbonatul, sulfatul, cromatul și oxalatul sunt slab solubili.

Studiul proprietăților lui R. a jucat un rol uriaș în dezvoltarea cunoștințelor științifice, deoarece. a făcut posibilă clarificarea multor întrebări legate de fenomen radioactivitate. Multă vreme, R. a fost singurul element ale cărui proprietăți radioactive și-au găsit aplicare practică (în medicină; pentru prepararea compozițiilor luminoase etc.). Astăzi, totuși, în majoritatea cazurilor este mai avantajos să folosiți izotopi radioactivi artificiali nu radioactivi, ci mai ieftini ai altor elemente. R. a păstrat o oarecare importanţă în medicină ca sursă radonîn tratarea băilor cu radon. În cantități mici, R. este cheltuit pentru prepararea surselor de neutroni (amestecate cu beriliu) și în producerea compozițiilor ușoare (amestecate cu sulfură de zinc).

Lit.: Vdovenko V. M., Dubasov Yu. V., Chimie analitică radium, L., 1973; Pogodin S. A., Libman E. P., Cum s-a obținut radiul sovietic, M., 1971.

S. S. Berdonosov.

Radiul în organism. Dintre izotopii radioactivi naturali, cei mai mari semnificație biologică are un 226 ra longeviv. R. distribuite neuniform în zone diferite biosferă. Exista provincii geochimice cu un continut ridicat de R. Acumularea de R. in organele si tesuturile plantelor este supusa tiparelor generale de absorbtie a substantelor minerale si depinde de tipul plantei si de conditiile de crestere a acesteia. De regulă, există mai mult R. în rădăcinile și frunzele plantelor erbacee decât în ​​tulpini și organe de reproducere; majoritatea R. in scoarta si lemn. Conținutul mediu de R. în plantele cu flori este de 0,3-9,0? 10-11 curie/ kg, in mare alge 0,2-3,2? 10-11 curie/ kg.

Intră în corpul animalelor și al oamenilor cu alimente în care este prezent în mod constant (în grâu 20-26 × 10-15 G/ G, in cartofi 67-125 ? 10 -15 G/ G, in carne 8 ? 10 -15 G/ G) , si de asemenea cu bând apă. Aportul zilnic de 226 ra în corpul uman cu alimente și apă este de 2,3? 10-12 curie, si pierderi cu urina si fecale 0,8? 10 -13 și 2,2? 10-12 curie. Aproximativ 80% din R. care intră în organism (este apropiat ca proprietăți chimice de ca) se acumulează în țesutul osos. Menținerea lui R. într-un organism uman depinde de zona de reședință și de caracterul alimentelor. Concentrații mari de R. în organism au un efect nociv asupra animalelor și oamenilor, provocând modificări dureroase ale formei osteoporoza, fracturi spontane, tumori. Conţinutul lui R. în sol peste 1? 10-7 - 10 -8 curie/ kg inhibă semnificativ creșterea și dezvoltarea plantelor.

Lit.: Vernadsky V.I., Despre concentrația de radiu de către organismele vegetale, „Dokl. Academia de Științe a URSS. Ser. A", 1930, nr. 20; Cercetări radioecologice în biogeocenoze naturale, M., 1972.

V. A. Kalcenko, V. A. Şevcenko.

Poveste

Chitanță

Obținerea radiului pur la începutul secolului al XX-lea a costat multă muncă. Marie Curie a lucrat timp de 12 ani pentru a obține un bob de radiu pur. Pentru a obține doar 1 g de radiu pur, aveai nevoie de mai multe vagoane de minereu de uraniu, 100 de vagoane de cărbune, 100 de rezervoare de apă și 5 vagoane de diverse substanțe chimice. Prin urmare, la începutul secolului al XX-lea, nu exista metal mai scump în lume. Pentru 1 g de radiu a fost necesar să plătiți mai mult de 200 kg de aur.

Radiul este de obicei extras din minereuri de uraniu. În minereurile suficient de vechi pentru a stabili un echilibru radioactiv secular în seria uraniu-238, există 333 de miligrame de radiu-226 per tonă de uraniu.

Există, de asemenea, o metodă de extragere a radiului din apele naturale radioactive care levăn radiu din mineralele purtătoare de uraniu. Conținutul de radiu din ele poate ajunge până la 7,5×10 −9 g/g. Astfel, din 1931 până în 1956, pe locul actualului sat Vodny din regiunea Ukhta din Republica Komi a funcționat singura întreprindere din lume, unde radiul a fost izolat de apele mineralizate subterane ale zăcământului Ukhta, așa- numită „Industria apei”.

Din analiza documentelor păstrate în arhivele succesoarei acestei fabrici (Uzina Electroceramică OAO Ukhta „Progres”), s-a calculat că aproximativ 271 g de radiu fuseseră eliberate la „Industria apei” înainte de închidere. În 1954, aprovizionarea mondială cu radiu extras a fost estimată la 2,5 kg. Astfel, până la începutul anilor 1950, aproximativ unul din zece grame de radiu fusese produs la Vodnoy Promysly.

Proprietati fizice si chimice

Radiul este un metal alb strălucitor în condiții normale, care se întunecă în aer (probabil din cauza formării nitrurii de radiu). Reactioneaza cu apa. Se comportă similar cu bariul și stronțiul, dar este mai reactiv. Starea obișnuită de oxidare este +2. Hidroxidul de radiu Ra(OH) 2 este o bază puternică, corozivă.

Datorită radioactivității puternice, toți compușii de radiu strălucesc cu o lumină albăstruie (radiochimiluminiscență), care este clar vizibilă în întuneric și în solutii apoase sărurile sale suferă radioliză.

Aplicație

Astăzi, radiul este uneori folosit în surse compacte de neutroni prin alierea unor cantități mici din el cu beriliu. Sub acțiunea radiației alfa (nuclee de heliu-4), neutronii sunt scoși din beriliu:

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

În medicină, radiul este folosit ca sursă de radon pentru prepararea băilor cu radon (deși utilitatea lor este în prezent contestată). În plus, radiul este utilizat pentru expunerea pe termen scurt în tratamentul bolilor maligne ale pielii, mucoasei nazale și tractului genito-urinar.

Cu toate acestea, în prezent există mulți radionuclizi cu proprietățile dorite care sunt mai potrivite pentru aceste scopuri, care se obțin la acceleratoare sau în reactoare nucleare, de exemplu, 60 Co ( T 1/2 = 5,3 ani), 137 Cs ( T 1/2 = 30,2 ani), 182 Ta ( T 1/2 = 115 zile), 192 Ir ( T 1/2 = 74 de zile), 198 Au ( T 1/2 = 2,7 zile) etc.

Până în anii 1970, radiul a fost adesea folosit pentru a face vopsele luminoase permanent strălucitoare (pentru marcarea cadranelor instrumentelor de aviație și marine, ceasuri speciale și alte dispozitive), dar acum este de obicei înlocuit cu izotopi mai puțin periculoși: tritiu ( T 1/2 = 12,3 ani) sau 147 p.m. ( T 1/2 = 2,6 ani). Uneori, ceasurile cu o compoziție de lumină radium erau produse și în versiuni civile, inclusiv ceasuri de mână. De asemenea, fosforul de radiu în viața de zi cu zi poate fi găsit în unele vechi decorațiuni de Crăciun, comutatoare basculante cu vârf de pârghie iluminat, pe cântarul unor radiouri vechi și așa mai departe. trăsătură caracteristică Compoziție de lumină permanentă de fabricație sovietică - vopsea galben muștar, deși uneori culoarea poate fi diferită (alb, verzui, portocaliu închis etc.). Pericolul acestor dispozitive este că nu conțineau etichete de avertizare; ele pot fi detectate doar de dozimetre. De asemenea, fosforul se degradează de-a lungul anilor, iar vopseaua încetează adesea să strălucească în timpul nostru, ceea ce, desigur, nu o face mai puțin periculoasă, deoarece radiul nu dispare nicăieri. O altă caracteristică periculoasă a masei de fosfor de radiu este că, în timp, vopseaua se degradează și poate începe să se prăbușească, iar o bucată de astfel de vopsea care a intrat în organism cu alimente sau atunci când este inhalată poate provoca un rău mare din cauza radiațiilor alfa.

Rolul biologic

Radiul este extrem de radiotoxic. În organism, se comportă ca calciul - aproximativ 80% din radiul care intră în organism se acumulează în țesutul osos. Concentrațiile mari de radiu cauzează osteoporoză, fracturi osoase spontane și tumori maligne ale țesutului osos și hematopoietic. Radonul, un produs gazos de descompunere radioactivă a radiului, este, de asemenea, periculos.

izotopi

Există 35 de izotopi cunoscuți ai radiului în intervalul numerelor de masă de la 201 la 235. Izotopii 223 Ra, 224 Ra, 226 Ra, 228 Ra se găsesc în natură ca membri ai seriilor radioactive uraniu-238, uraniu-235 și toriu-232. Izotopii rămași pot fi obținuți artificial. Majoritatea izotopilor cunoscuți ai radiului suferă dezintegrare alfa în izotopi radon cu un număr de masă cu 4 mai mic decât cel al nucleului părinte. Izotopii de radiu cu deficit de neutroni au, de asemenea, un canal suplimentar de dezintegrare beta cu emisie de pozitroni sau captură de electroni orbital; în acest caz, se formează un izotop de franciu cu același număr de masă ca cel al nucleului părinte. În izotopii de radiu bogați în neutroni (intervalul numărului de masă de la 227 la 235), s-a găsit doar dezintegrarea beta-minus; apare odata cu formarea nucleelor