7592 0

Rádium a produkty jeho rozpadu

Rádium a produkty jeho rozpadu sú členmi rádioaktívnej skupiny uránu-238.

Rádio (86Ra226)- kov, chemické vlastnosti analóg bária.

Charakteristiky rádia a hlavné produkty jeho rozpadu sú uvedené v tabuľke.

Na získanie radónu sa používajú vysoko rozpustné soli rádia zmiešané s báriom, ktoré neobsahujú stopy iónov SO4.

Roztok rádiovej soli v destilovanej vode s obsahom HC1 uvoľňuje 100 % radónu.

Separácia rádiovej soli z roztoku je ovplyvnená adsorpciou rádia sklom, ktorá je badateľná pri pH 6,5-4,5 a pri pH 2,3 sa stáva zanedbateľnou.

Sírany, uhličitany, chrómany, fluoridy, oxaláty a fosforečnany rádia sú ťažko rozpustné. Všetky soli rádia sa pôsobením vlastného žiarenia postupne rozkladajú, pričom sa sfarbujú do žlta, hneda a oranžova.

Radón (86Ra222)- inertný plyn, najvyšší homológ xenónu, má nulovú mocnosť a nedáva zlúčeniny v dôsledku iónových alebo atómových väzieb. Rádiologické charakteristiky radónu sú uvedené v tabuľke.

Radón vzniká rozpadom rádia. 1 Ci (37,103 MBq) radónu pri teplote 0 °C a tlaku 760 mm Hg. čl. zaberá objem 0,65 mm3 a má hmotnosť 6,46. 10-6 g.Toto množstvo radónu vzniká v stave rádioaktívnej rovnováhy z 1g rádia. Radón je 7,6-krát ťažší ako vzduch. Pri teplotách od -62 do -65 ° C prechádza radón do kvapalného stavu, pri teplote od -110 do -113 ° C - do pevného stavu. Tekutý radón je najskôr bezfarebný, zakalí sa produktmi rozpadu. Tekutý radón spôsobuje na skle zelenú fluorescenciu, zatiaľ čo pevný radón žiari jasnou modro-oceľovou farbou. Časť rozpadovej energie radónu sa uvoľňuje vo forme tepla (1 Ci radónu tvorí 29,8 cal/h).

Tabuľka. Základné rádiologické charakteristiky izotopov radu Ra-226

V uzavretom objeme medzi kvapalnými a plynnými médiami, napríklad medzi vodou a vzduchom, sa radón rozdeľuje podľa Henryho zákona:

(1.4)

Alebo

(1.5)

kde Qb a Ql sú množstvo radónu vo vzduchu a v kvapaline v ustálenom stave; Vb a Wl sú objemy vzduchu a kvapaliny; a je distribučný koeficient radónu v danej kvapaline v porovnaní so vzduchom (av = 1).

Koeficient rozpustnosti (a) radónu vo vode závisí od jej teploty.

Napríklad, ak je objem vody a vzduchu v nádobe rovnaký, potom pri teplote 20 ° C bude 1/4 radónu vo vode a 3/4 vo vzduchu a so zvyšujúcou sa teplotou vody , hodnota a klesá. Mechanickým miešaním vody a vzduchu v uzavretom objeme 5,5 litra (5 litrov vody a 0,5 litra vzduchu), pomocou čerpadla Malyutka s kapacitou 2-3 l / min, sa rovnováha dosiahne prakticky za 5-10 minút ; v režime statického miešania to vyžaduje 100 hodín, v režime prúdenia - 64 hodín. Za jeden deň sa v statickom režime rozpustí vo vode 0,676 maximálneho rozpúšťacieho množstva radónu, v režime prúdenia - 820.

Koeficient rozpustnosti radónu

Radón, ktorý má nízky koeficient rozpustnosti vo vode a schopnosť difúzie, ľahko prechádza z vody do vzduchu, keď sa zmiešajú v otvorenej nádobe, čím rýchlejšie uniká z vody do vzduchu, čím väčšia je plocha ich kontaktu. , čím je hrúbka vodnej vrstvy menšia, tým je jej teplota vyššia a miešanie vody intenzívnejšie. Prídavok solí do vody znižuje rozpustnosť radónu, so zvýšením koncentrácie solí sa vplyv teploty na rozpustnosť radónu znižuje a pri vysokých koncentráciách solí sa stáva nevýznamným.

V bezvodých rozpúšťadlách sa radón rozpúšťa oveľa lepšie ako vo vode.

Rozpustnosť radónu v zmesi s inými kvapalnými rozpúšťadlami (napríklad s alkoholom) nie je väčšia, ale menšia, ako teoreticky vypočítané pravidlom miešania. V zmesiach nevodných rozpúšťadiel sa radón naopak rozpúšťa lepšie ako v každej jednotlivej zložke zmesi. V biologických médiách sa radón tiež rozpúšťa lepšie ako vo vode.

Radón je adsorbovaný na povrchu mnohých pevných látok. Je obzvlášť dobre absorbovaný gumou, celuloidom, voskom, živicou, silikagélom, ílom, morskou penou a mnohými ďalšími organickými koloidnými a polymérnymi látkami. Krv rozpúšťa radón dvakrát lepšie ako voda. Najlepším adsorbentom radónu je aktívne uhlie, ktoré pohltí značné množstvo radónu aj pri bežných teplotách.

S poklesom teploty uhlia z -80 na -90 ° C sa adsorpcia radónu na ňom výrazne zvyšuje, pri teplote kvapalného vzduchu sa radón adsorbuje na uhlí takmer úplne a okamžite. Pri teplote -140,7 °C (teplota kvapalného vzduchu) radón úplne kondenzuje v cievke, cez ktorú prechádza prúd suchej zmesi vzduch-radón. Pri teplote 300–400 °C sa radón adsorbovaný na uhlíku takmer úplne desorbuje.

Radón difunduje vo vzduchu, kvapalinách a niektorých pevných látkach. Koeficient difúzie (D) radónu vo vzduchu pri normálnej teplote a tlaku je 0,1 cm2/s.

Parametre sorpcie radónu

V tabuľke sú uvedené parametre sorpcie radónu z vody niektorými materiálmi, ktoré sa používajú v technologických zariadeniach na prácu s radónom. Z tejto tabuľky vyplýva, že na dlhodobé skladovanie médií s obsahom radónu sú najvhodnejšie sklo a kovy. Tuhé organické polymérne materiály sú len obmedzene vhodné na krátkodobé skladovanie radónových roztokov, možno ich však použiť na výrobu potrubí a zariadení, v ktorých sa radónové médiá pohybujú dostatočne vysokou rýchlosťou alebo sa kontinuálne vymieňajú.

Z tabuľky tiež vyplýva, že je potrebné venovať osobitnú pozornosť používaniu mäkkých polymérov a gumy na izoláciu radónového prostredia, keďže tieto materiály sa správajú vo vzťahu k radónu ako organické rozpúšťadlá, ich použitie by malo byť sprevádzané výrazným obmedzením plochy ich kontakt s radónovým prostredím napríklad len pri izolácii spojov sklenených alebo kovových rúrok. Za určitých okolností je možné použiť gumu alebo kaprón ako absorbéry radónu z vody a vzduchu na získanie pevných radónových koncentrátov za normálnych podmienok.

Tabuľka. Parametre adsorpcie radónu z vody niektorými materiálmi v statickom režime

(1.6)

kde QRn je množstvo radónu nahromadeného v nádobe; QRa je množstvo rádia v nádobe v gramoch alebo curie; e je základ prirodzeného logaritmu; λRn je konštanta rozpadu radónu; t je čas akumulácie.

Výpočet hodnoty QRn v závislosti od t sa zvyčajne vykonáva pomocou tabuliek exponenciálnych funkcií.

V praxi sa radón dostane do stavu rádioaktívnej rovnováhy s rádiom štyri týždne po utesnení nádoby s rádiom. Po oddelení radónu od rádia je rozpad radónu určený vzorcom:

(1.7)

kde NO je počiatočný počet atómov; Nt je počet atómov po čase t.

Pri rozpade radónu z neho postupne vznikajú RaA, RaB, RaC, RaC, ktoré sa nazývajú krátkodobé dcérske produkty radónu. Počet izotopov At218, Rn218 a RaC (T1210) vytvorených počas rozpadu je zanedbateľný a nemá praktický význam. Sú známe vzorce, ktoré opisujú akumuláciu a rozpad rádioaktívnej série izotopov (RaA, RaB, RaC).

Rádiologické charakteristiky izotopov

RaA (izotop polónia) v prítomnosti radónu sa s ním za 20-30 minút dostane prakticky do stavu rádioaktívnej rovnováhy. Izolovaný od radónu sa RaA v rovnakom čase takmer úplne rozpadne a prechádza do RaB.

RaB (izotop olova)- najdlhšia životnosť reťazca krátkodobých dcérskych produktov radónu, teda určuje čas, za ktorý sa dostane do rovnováhy s radónom (asi 3 hodiny). Počas toho istého obdobia, keď sa oddelí od radónu, sa celý reťazec krátkodobých dcérskych produktov radónu takmer úplne rozpadne.

Rozpadom RaB vzniká RaC (izotop bizmutu). Keď sa RaC rozpadne, séria sa rozvetví a takmer všetky jej atómy (99,96%) sa premenia na RaC, emitujúce beta častice, a len 0,04% prejde na RaC, emitujúce alfa častice.

Krátkodobé dcérske produkty majú množstvo spoločné vlastnosti. Sú to elektricky nabité atómy. ťažké kovy. Vo vzduchu sú vo forme voľných atómov alebo v kombinácii so submikroskopickými časticami (menej ako 0,035 mikrónu) - kondenzačnými jadrami. Vo forme voľných atómov sa vo vzduchu nachádzajú najmä atómy RaA (90 %) a RaB (10 %), ktoré sú veľmi mobilné (koeficient difúzie 1-1,3 cm/s). Atómy spojené s kondenzačnými jadrami sú menej mobilné - difúzny koeficient je 0,045-0,015 cm/s. Voľné atómy sa vo väčšej miere ako viazané usadzujú na rôznych povrchoch a vytvárajú aktívny povlak z dcérskych produktov radónu. Ich životnosť pred usadzovaním na povrchu a neaktívnych aerosólových časticiach nepresahuje 10–60 s.

Vo vzduchovo-radónovom kúpeli (ARB) sa takmer 90% radónových dcérskych produktov počas procedúry (15-20 minút) usadí zo vzduchu na vnútorné steny boxu, 5% zostane vo vzduchu a zvyšok sa usadí. na koži pacienta vo vani.

Povrchy ponorené do radónovej vody sú ľahko pokryté dcérskymi produktmi radónu, ktoré sa na nich ukladajú, najmä keď sa telo ponorené do vody pohybuje; dcérske produkty difundujú vo vode.

Pomer aktivity radónu a jeho dcérskych produktov vo vode a vzduchu sa môže meniť vo veľmi širokom rozmedzí – od rádioaktívnej rovnováhy celého reťazca až po takmer úplnú absenciu dcérskych produktov vo vode a vzduchu.

Rozpad krátkodobých produktov vedie k vzniku prvého produktu rozpadu s dlhou životnosťou radónu - RaD.
RaD (izotop olova) má oveľa dlhší polčas rozpadu (22 rokov) v porovnaní s RaC, a preto sa s ním nemôže dostať do rádioaktívnej rovnováhy, ak sú izolované z Ra226.

Aktivita RaD pri úplnom rozpade atómov radónu bude len 0,005 počiatočnej aktivity radónu. V starých prípravkoch rádia sa však RaD môže akumulovať v znateľných množstvách: napríklad 1 g rádia za 22 rokov vyprodukuje 500 mCi RaD.

Z RaD sa stáva RaE (izotop bizmutu). Vzniká z neho RaF (izotop polónia), z ktorého zasa stabilný izotop olova Pb206.

Polónium, podobne ako RaD, sa hromadí v starých rádiových prípravkoch. V rovnováhe s 1 g rádia sa akumuluje 2,24. 10-4 g polónia. Polónium je silný koloidný formovateľ a je veľmi ľahko absorbované prachom, filtrami, riadom atď. v mierne kyslom prostredí má schopnosť tvoriť veľké číslo komplexné zlúčeniny a ľahko sublimuje pri teplote 450 °C.

Žiarenie radónu a jeho dcérskych produktov má významný vplyv na látky, ktoré ich obklopujú. Sklo (vrátane kremeňa) pod vplyvom rádioaktívneho žiarenia postupne krehne a mení svoju farbu. Roztoky rádia svojim žiarením rozkladajú vodu za vzniku H2, O2, O3 a H2O2, t.j. s tvorbou výbušného plynu. Rádium v ​​roztoku (1 g) uvoľňuje 0,5 až 1 cm3 plynu za hodinu.

V praxi sa vyskytli prípady, keď vodný roztok obsahujúci 0,5 – 0,6 g rádiovej soli, naliaty do 3/4 objemu do uzavretej nádoby, spontánne explodoval pri dlhšom (do jedného mesiaca) skladovaní pri izbovej teplote. Hlavnou príčinou výbuchu bol nedostatočný priestor plynu nad kvapalinou. Výbuchy zapečatených ampuliek s rádiovou soľou sú možné v okamihu ich otvorenia v dôsledku nahromadenia výbušného plynu v nich.

Izotopy radu rádia sú prirodzene rozmiestnené po celom zemskom povrchu. V tejto súvislosti sa rádium, radón a jeho dcérske produkty nachádzajú v pôde, vode a atmosférickom vzduchu. Obsah radónu na zemi je v priemere 1. 10-13 Ci/l. V pôde je obsah radónu zvyčajne 100-krát vyšší. Vo vode riek, jazier a oceánov radón prakticky chýba kvôli priaznivým podmienkam na jeho prechod do atmosféry. vo vodách sedimentárne horniny radón sa nachádza v koncentráciách od 1,5 do 6. 10-11 Ci / l, rádium - 2-3. 10-12 g/l.

Vo vodách kyslých vyvrelín je priemerný obsah radónu 1. 10-9 Ci / l, rádium - 2-4. 10-12 g/l. Vo vodách uránových ložísk je obsah radónu v priemere 0,5-1. 10-8 Ci / l, rádium - 6-8. 10-11 g/l. Radón sa vo vysokých koncentráciách nachádza vo vodách množstva rádioaktívnych liečivých prameňov, ktorých minerálne vody obsahujú minimálne 5 nCi / l - 10 nCi / l radónu.

Urán, rádium, tórium

Okrem radónu možno vo vode niektorých liečivých prameňov vo zvýšenej koncentrácii zistiť urán, rádium a tórium.

Obsah rádia alebo uránu v minerálnej vode je prípustný v dvanásťnásobnom prevýšení v pomere k prípustnému obsahu týchto izotopov vo vode zdrojov pitnej vody. Vychádza to zo skutočnosti, že spotreba pitnej vody v stredisku nepresiahne 1 mesiac za rok (pitná voda sa odoberá denne počas celého života).
Z toho vyplýva, že v súlade s NRB-99 je obsah rádia v minerále pitná voda nesmie presiahnuť 0,2. 10-9 Ci / l (7,2 Bq / l) a urán - 37,2 Bq / l.

Tak či onak príjem týchto izotopov do organizmu minerálnou vodou by nemal prekročiť hodnoty maximálneho ročného príjmu udávaného v NRB-99 (8,4 103 Bq/rok, resp. 6,7 102 Bq/rok). V tomto ohľade kúpanie s obsahom rádia nad 0,2. 109 Ci/l je nevhodné.

V Ruskej federácii nie sú povolené iba vody Ukhty na použitie v praxi kúpeľnej liečby (zakázané v 30. rokoch nášho storočia).

I.I. Gusarov

Marie Curie. Rádioaktivita a prvky [najhlbšie tajomstvo hmoty] Paez Adela Munoz

VÝROBA RÁDIA A POLEMIA OKOLO PÓNIA

Po tom, čo sa Mária niekoľko rokov venovala ťažbe rádia, sa jej začiatkom roku 1902 podarilo izolovať o niečo viac ako desatinu gramu (120 mg) čistého chloridu rádia, na základe čoho založila atómová hmotnosť rádium, 225±1, čo je celkom blízko jeho skutočnej hodnote (226,03). Získať túto nepatrnú sumu si vyžadovalo nielen dlhoročnú prácu, ale aj mimoriadne znalosti chémie s prihliadnutím na procesy, v ktorých sa rádium podieľalo. Pre rádioaktívne série uvedené v tabuľke Rutherforda a Soddyho sa proces rozpadu nikdy nezastaví; každý podradený prvok, ktorý pochádza z rozpadu rodičovského prvku, sa tiež rozpadá a oba to robia v určitom rytme. Najväčší podiel medzi podriadenými a rodičovskými prvkami je teda daný kvocientom ich polčasov. Keďže urán (materský prvok) je starý 4500 miliónov rokov a rádium (podradený prvok) je starý 1600 miliónov rokov, v minerále, ktorý ich obsahuje, je najväčší pomer rádia/uránu, ktorý možno nájsť, 1600/4470000000, to je 1/2800000, približne 1 gram/3 tony.

Mária však nepracovala s čistým uránom, ale so zvyškami jednej z jeho rúd, ktoré boli kontaminované rôznymi nečistotami, takže najväčší podiel sa približoval k 1 gramu rádia na 10 ton materiálu. Na druhej strane, rádium a bárium majú veľmi podobné chemické vlastnosti, takže časť rádia mohla pokojne zachytiť bárium, ktoré sa navyše v prototype nachádzalo v oveľa väčšom množstve. Najhoršie však bolo, že Mária nepoznala podstatu procesov spojených s rádioaktivitou, ako aj vlastnosti rádia a dôvody jeho úzkeho vzťahu s uránom. Tiež si nemyslela, že jeho koncentrácia bola taká zanedbateľná. Možno, ak by niečo také predpokladala, jednoducho by tú prácu nevzala.

V tomto ohľade bolo získanie 120 mg chloridu rádia činom nielen z chemického hľadiska, ale aj z fyzikálneho a rádiologického hľadiska. Okrem toho Maria vykonala väčšinu procesu sama, pretože hneď ako bol Pierre presvedčený o existencii rádia, začal študovať vlastnosti lúčov a ich účinky na ľudské telo.

Nejaký čas po izolácii chloridu rádia Maria napísala svojmu otcovi do Varšavy a informovala ho o tejto dlho očakávanej správe. Hoci jeho zdravie už bolo vážne podlomené, Vladislav stále našiel silu zablahoželať svojej dcére a žartovať, že podľa vynaloženého úsilia je to najdrahší prvok v histórii ľudstva. Vladislav zomrel o šesť dní neskôr a Mária prišla na jeho pohreb.

V decembri 1902, keď sa zdalo, že problémy s rádiom sú už zažehnané (hoci v skutočnosti ešte len začínajú), sa okolo polónia rozpútala prudká polemika. Nemecký fyzik Wilhelm Markwald z Berlínskej univerzity publikoval článok, v ktorom tvrdil, že objavil nový chemický prvok. Nazval ho rádiotelúr, pretože chemické vlastnosti prvku boli podobné telúru z kyslíkovej skupiny. Tento rádiový prvok nebolo nič iné ako polónium, ktoré vtedy Mary pomenovala na pamiatku existujúcej krajine aj keď to nebolo hneď jasné. Kontroverziu nevedomky rozprúdili Marie a Pierre, ktorí v článku z roku 1902 tvrdili, že polónium je odroda bizmutu a zatiaľ nebolo dokázané, že ide o nový prvok. Ďalší článok publikovaný Pierrom nasledujúci rok uvádzal, že rádium je jediným rádioaktívnym prvkom, ktorého existencia bola nepochybne dokázaná. Maria však túto príliš bolestivú reakciu na Marwaldov objav nepodporila. Okrem toho nemeckého vedca povzbudilo tvrdenie Curieovcov, že aktivita polónia pomaly klesá, zatiaľ čo aktivita jeho rádiotelúru zostáva konštantná.

Markwald mal prístup k veľkému množstvu zvyškov smoly v Joachimsthal a mal tie najlepšie nástroje vo svojom laboratóriu. Opakovaním Máriinho postupu na izoláciu nového prvku pomocou postupných zrážok však vedec nezískal rádiotelúrium v ​​čistej forme a použil elektrochemické metódyčo viedlo k víťazstvu tam, kde Mária zlyhala. Týmto spôsobom sa Markwaldovi podarilo získať malé množstvo čistej látky. Do skupiny umiestnil rádiotelúrium periodická tabuľka, čo jej vlastne zodpovedá, je kyslíková skupina. Niekoľko mesiacov po tom, čo sa objavil Marwaldov dokument, Maria toto meno v dodatku k svojej dizertačnej práci odmietavo odmietla: „Vybrať nový názov pre túto látku je nezmysel vzhľadom na to, čo je dodnes známe.“

Tým sa však celá záležitosť neskončila. Mary trvalo deväť mesiacov intenzívnej práce, aby vyvrátila Marwaldove argumenty. Najprv pochybovala o nemennosti aktivity rádiotelúru počas dostatočne dlhého obdobia. Máriu podporil aj Frederick Soddy, ktorý v článku uverejnenom v roku 1904 Marwaldovi poznamenal, že stálosť rádioaktivity je v rozpore s tým, čo sa v tom čase vedelo o rádioaktívnych látkach. Soddy tiež tvrdil, že väčšina vedcov bude súhlasiť s Mariinými argumentmi, že ide o jasný pokus dať polóniu nový názov. Nakoniec Soddy poskytol posledný argument, ktorý znamenal Máriino víťazstvo, zákon rádioaktívneho rozpadu.

Po opakovaní a doplnení svojich experimentov bol Marwald presvedčený, že Maria a Soddy mali pravdu: aktivita rádiotelúru sa časom znižuje. Stanovil, že prvok má polčas rozpadu 139,8 dňa. Mária zase na základe piatich vzoriek získaných zrážaním a ďalšej získanej „veľmi vhodnou metódou elektrolýzy“, ktorú navrhol Markwald, určila, že pre polónium je toto obdobie 140 dní. Mária uzavrela: to rozhodne dokazuje, že hovoríme o tom istom prvku. Keďže nebola členkou Francúzskej akadémie vied, Pierre, ktorý tam bol nakoniec prijatý, prevzal prezentáciu týchto výsledkov v jej mene, čo sa stalo 29. januára 1906 a bola to jeho posledná vedecká komunikácia pred jeho smrťou. . Okrem toho Maria zverejnila stiahnutie v nemčine, aby Marwaldovým krajanom dokázala, ako veľmi sa mýlil. Nakoniec Markwald vznešene opustil názov „rádiotelurium“ a uspokojil sa s „polóniom“. V snahe skryť svoju zraniteľnosť nemecký fyzik trochu ironicky citoval slová Williama Shakespeara:

Čo znamená názov? Ruža vonia ako ruža, či už ju nazývate ruža alebo nie.

Polónium však nepochybne malo niečo ako rádiotelúr, pretože, ako sme už povedali, telúr a polónium sú v rovnakej skupine periodickej tabuľky. Odvtedy sa uznáva, že polčas rozpadu je vhodným indikátorom na identifikáciu rádiového prvku.

Z knihy najnovšia kniha faktov. Zväzok 3 [Fyzika, chémia a technika. História a archeológia. Zmiešaný] autora Kondrashov Anatolij Pavlovič

Z knihy Zaujímavosti o astronómii autora Tomilin Anatolij Nikolajevič

Z knihy Blesky a hromy autora Stekolnikov, I S

Z knihy Päť nevyriešených problémov vedy autor Wiggins Arthur

3. A nakoniec okolo ... „Pozor, hovorí Moskva! Všetky rozhlasové stanice fungujú Sovietsky zväz! Dnes, 3. novembra 1957, bola v Sovietskom zväze úspešne vypustená druhá umelá družica ... “Informácie sa dostávajú do prijímacích bodov v neustálom prúde. správy,

Z knihy Pohyb. Teplo autora Kitaygorodsky Alexander Isaakovič

3. A nakoniec okolo kríka Prečo magnet priťahuje? Zatiaľ to nie je nikomu jasné. Ako sa rodí jeho sila? A pre Veľký magnet, ako Gilbert nazýva Zem už viac ako tri a pol storočia, nielen „ako?“, ale aj „kde?“ vzniká magnetizmus?Otázky

Z knihy Tweety o vesmíre od Chowna Marcusa

7. Generovanie elektriny prostredníctvom vplyvu Teraz, keď vieme, že atómy každého tela sú tvorené časticami obsahujúcimi pozitívnu aj negatívnu elektrinu, môžeme vysvetliť dôležitý fenomén výroby elektriny prostredníctvom vplyvu. To nám pomôže pochopiť

Z knihy Ako pochopiť zložité fyzikálne zákony. 100 jednoduchých a zábavných zážitkov pre deti a ich rodičov autora Dmitriev Alexander Stanislavovič

Získavanie atmosférického plynu Po spustení solárnej jadrovej pece solárny vietor (zriedkavá plazma, väčšinou z protónov a elektrónov, teraz sa pohybuje rýchlosťou asi 400 km/h) vyfúkol takmer všetok primárny vodík s héliom a vnútorný planét

Z knihy Mechanika od staroveku po súčasnosť autora Grigoryan Ašot Tigranovič

Zisk alebo strata atmosférického plynu Teraz aplikujme tieto vzorce na vnútorné planéty a pozrime sa, ako ich primárna atmosféra nadobudla svoj súčasný tvar. Začnime Venušou a Marsom a Zem si ušetrime na koniec Venuša Hlavný rozdiel medzi našimi

Z knihy Interstellar: veda v zákulisí autora Thorn Kip Steven

Získanie nízkych teplôt Významné zníženie teploty je možné dosiahnuť rôznymi spôsobmi. Myšlienka všetkých metód je však rovnaká: musíme prinútiť telo, ktoré chceme ochladiť, aby vynaložilo svoju vnútornú energiu. Ako sa to dá urobiť? Jedným zo spôsobov je nútiť

Z knihy autora

XVI. Energia okolo nás Ako premeniť energiu na prácu Človek potrebuje stroje, na to treba vedieť vytvárať pohyb – pohybovať piestami, otáčať kolesami, ťahať vagóny. Presun áut si vyžaduje prácu. Zdá sa, že o tejto otázke sme už diskutovali. Práca

Z knihy autora

82. Koľko satelitných galaxií okolo našej mliečna dráha? Rovnako ako planéty majú satelity (mesiace), galaxie majú satelitné galaxie. Mliečna dráha ich má v gravitačnom otroctve asi 25. Dva najväčšie satelity – Veľký a Malý Magellanov oblak (LMC a SMC) – sú ľahko viditeľné

Z knihy autora

4 Vlásočnicové javy okolo nás Na pokus potrebujeme: dva poháre, bavlnený povraz alebo šnúru dlhú 10 centimetrov. Ukazuje sa, že aj v dávnych dobách kapilárne javy poznali a používali už naši predkovia. Vzhľadovo jeden z najjednoduchších, ale

Z knihy autora

75 Rôzne toky okolo nás Na experiment potrebujeme: obyčajnú sviečku. Ak hovoríme o prúdoch vzduchu a vody, potom so všetkou ich rozmanitosťou existujú dva zásadne odlišné prúdy. Jeden typ sa nazýva laminárny, teda pokojný, a druhý sa nazýva turbulentný

Z knihy autora

PROBLÉM OTÁČANIA TUHÉHO TELA OKOLO PEVNÉHO BODU Problém rotácie pevné telo- typický príklad tých mechanických a matematických problémov, ktoré stáli v centre teoretická mechanika v druhej polovici 19. storočia. Počnúc S.V. Kovalevskaja (1850-1891), ruskí vedci

Z knihy autora

Neutrónová hviezda na obežnej dráhe okolo čiernej diery Vlny prišli z neutrónová hviezda točiace sa okolo čiernej diery. Hviezda vážila 1,5-násobok Slnka a čierna diera vážila 4,5-násobok Slnka, pričom diera sa rýchlo otáčala. Vznikol touto rotáciou

Z knihy autora

Výbuch na obežnej dráhe okolo planéty Mann Tento prístup k dizajnu lode sa vypláca, keď Dr. Mann nevedomky iniciuje masívny výbuch, ktorý otvorí prstenec Endurance, zničí dva moduly a poškodí ďalšie dva (obr. 20.2). Ryža. 20.2. Hore: výbuch

Rádium(lat. rádium), ra, rádioaktívny chemický prvok skupina II periodický systém Mendelejev, atómové číslo 88. R. izotopy s hmotnostnými číslami 213, 215, 219-230 sú známe. Najdlhší je a-rádioaktívny 226 ra s polčasom rozpadu asi 1600 rokov. V prírode ako členovia prírodného rádioaktívne série existuje 222 ra (špeciálny názov izotopu je aktinium-x, symbol acx), 224 ra (tórium-x, thx), 226 ra a 228 ra (mesothorium-i, msthi).

O náleze R. informovali v roku 1898 manželia P. a M. Curieovci spolu s J. Bemontom krátko po A. becquerel Prvýkrát (v roku 1896) objavil fenomén rádioaktivity na soliach uránu. V roku 1897, pracujúci v Paríži, M. Sklodowska-Curie zistili, že intenzita žiarenia vyžarovaného uránovou smolou (minerál uraninit), oveľa vyššia, ako by sa očakávalo vzhľadom na obsah uránu v dechte. Sklodowska-Curie naznačila, že to bolo spôsobené prítomnosťou stále neznámych vysoko rádioaktívnych látok v minerále. Opatrne chemický výskum uránová smola umožnila objaviť dva nové prvky – prvý polónium, a o niečo neskôr - a R. Pri prideľovaní R. sa správanie nového prvku sledovalo jeho vyžarovaním, preto bol prvok pomenovaný z lat. polomer - lúč. Aby sa izolovala čistá zlúčenina R., pár Curie spracoval asi 1 t továrenský odpad po ťažbe uránu z uránovej smoly. Najmä aspoň 10 000 rekryštalizácií z vodných roztokov zmesi bacl 2 a racl 2 (zlúčeniny bárium slúžiť tzv. izomorfné nosiče pri extrakcii R.). V dôsledku toho sa nám podarilo získať 90 mgčisté rasy 2.

V ZSSR sa práce na izolácii R. od domácich surovín začali krátko na to Októbrová revolúcia 1917 na priamy rozkaz V. I. Lenina. Prvé prípravky R. získal v ZSSR v roku 1921 V. G. Khlopin a I. Ya. Bašilov. Vzorky R. solí boli demonštrované v máji 1922 účastníkom tretieho Mendelejevovho kongresu.

R. je mimoriadne vzácny prvok. AT uránové rudy, ktoré sú jej hlavným zdrojom, k 1 t u predstavuje nie viac ako 0,34 G ra. R. patrí k vysoko rozptýleným prvkom a nachádza sa vo veľmi malých koncentráciách v širokej škále objektov.

Všetky zlúčeniny R. vo vzduchu majú bledú modrastú žiaru. V dôsledku vlastnej absorpcie a - a b - častíc emitovaných pri rádioaktívny rozpad 226 ra a jej dcérskych produktov, každý gram 226 ra uvoľňuje približne 550 j (130 výkaly) tepla za hodinu, takže teplota prípravkov R. je vždy o niečo vyššia ako teplota okolia.

R. je strieborno-biely lesklý kov, ktorý na vzduchu rýchlo bledne. Kubická mriežka centrovaná na telo, vypočítaná hustota 5.5 g/cm 3 . Podľa rôznych zdrojov t štvorcových je 700-960 °C, t klesnúť na cca 1140 °C. Vonku elektrónový obal atóm R. sú tam 2 elektróny (konfigurácia 7 s 2). V súlade s tým má R. iba jeden oxidačný stav, +2 (valencia ii). Chemickými vlastnosťami sa R. najviac podobá báriu, je však aktívnejší. Pri izbovej teplote sa R. spája s kyslíkom, čím vzniká oxid rao, as dusíkom, čím vzniká nitrid ra 3 n 2 . R. prudko reaguje s vodou, uvoľňuje h 2 a tvorí silná základňa ra (och) 2 . Chlorid, bromid, jodid, dusičnan a R. sulfid sú vo vode ľahko rozpustné, uhličitan, síran, chróman a šťavelan sú slabo rozpustné.

Štúdium vlastností R. zohralo obrovskú úlohu v rozvoji vedeckého poznania, pretože. umožnilo objasniť mnohé otázky súvisiace s fenoménom rádioaktivita. R. bol dlhý čas jediným prvkom, ktorého rádioaktívne vlastnosti našli praktické uplatnenie (v medicíne; na prípravu svetelných kompozícií atď.). Dnes je však vo väčšine prípadov výhodnejšie použiť nie rádioaktívne, ale lacnejšie umelé rádioaktívne izotopy iných prvkov. R. si zachoval istý význam v medicíne ako prameň radón pri liečbe radónových kúpeľov. V malom množstve sa R. vynakladá na prípravu neutrónových zdrojov (v zmesi s berýlium) a pri výrobe ľahkých kompozícií (v zmesi so sulfidom zinočnatým).

Lit.: Vdovenko V. M., Dubasov Yu. V., Analytická chémia rádium, L., 1973; Pogodin S. A., Libman E. P., Ako sa získalo sovietske rádium, M., 1971.

S. S. Berdonosov.

Rádium v ​​tele. Z prírodných rádioaktívnych izotopov najväčší biologický význam má dlhovekú 226 ra. R. nerovnomerne rozmiestnené v rôznych oblastiach biosféra. Existovať geochemické provincie s vysokým obsahom R. Hromadenie R. v orgánoch a pletivách rastlín podlieha všeobecným vzorcom vstrebávania minerálnych látok a závisí od druhu rastliny a podmienok jej rastu. V koreňoch a listoch bylinných rastlín je spravidla viac R. ako v stonkách a rozmnožovacích orgánoch; najviac R. v kôre a dreve. Priemerný obsah R. v kvitnúcich rastlinách je 0,3-9,0? 10-11 curie/ kg, do mora riasy 0,2-3,2? 10-11 curie/ kg.

Do tela zvierat a ľudí sa dostáva s potravou, v ktorej je neustále prítomný (v pšenici 20-26 × 10-15 G/ G, v zemiakoch 67-125 ? 10 -15 G/ G, v mäse 8 ? 10 -15 G/ G) , a tiež s pitná voda. Denný príjem 226 ra v ľudskom tele s jedlom a vodou je 2,3? 10-12 curie, a straty močom a stolicou 0,8? 10 -13 a 2,2? 10-12 curie. Približne 80 % R., ktoré sa dostane do tela (chemickými vlastnosťami sa blíži ca) sa hromadí v kostnom tkanive. Udržanie R. v ľudskom tele závisí od oblasti pobytu a charakteru potravy. Veľké koncentrácie R. v organizme majú škodlivý účinok na zvieratá a ľudí, spôsobujú bolestivé zmeny formy osteoporóza, spontánne zlomeniny, nádory. Obsah R. v pôde nad 1? 10-7 - 10 -8 curie/ kg výrazne inhibuje rast a vývoj rastlín.

Lit.: Vernadsky V.I., O koncentrácii rádia rastlinnými organizmami, „Dokl. Akadémie vied ZSSR. Ser. A", 1930, č. 20; Rádioekologický výskum v prírodných biogeocenózach, M., 1972.

V. A. Kalčenko, V. A. Ševčenko.

Príbeh

Potvrdenie

Získať čisté rádium na začiatku 20. storočia stálo veľa práce. Marie Curie pracovala 12 rokov na získaní zrnka čistého rádia. Na získanie len 1 g čistého rádia ste potrebovali niekoľko vagónov uránovej rudy, 100 vagónov uhlia, 100 nádrží na vodu a 5 vagónov rôznych chemických látok. Na začiatku 20. storočia preto na svete neexistoval drahší kov. Za 1 g rádia bolo potrebné zaplatiť viac ako 200 kg zlata.

Rádium sa zvyčajne ťaží z uránových rúd. V rudách, ktoré sú dostatočne staré na to, aby sa vytvorila sekulárna rádioaktívna rovnováha v sérii urán-238, je 333 miligramov rádia-226 na tonu uránu.

Existuje aj spôsob získavania rádia z rádioaktívnych prírodných vôd, ktoré vylúhujú rádium z minerálov obsahujúcich urán. Obsah rádia v nich môže dosiahnuť až 7,5×10 −9 g/g. V rokoch 1931 až 1956 tak na mieste terajšej obce Vodny v Ukhtskej oblasti Komiskej republiky fungoval jediný podnik na svete, kde sa z podzemných mineralizovaných vôd ložiska Ukhta izolovalo rádium, tzv. s názvom „Vodný priemysel“.

Z analýzy dokumentov zachovaných v archívoch nástupcu tohto závodu (OAO Ukhta Electroceramic Plant "Progress") sa vypočítalo, že vo "Vodnom priemysle" sa pred zatvorením uvoľnilo približne 271 g rádia. V roku 1954 sa svetová zásoba vyťaženého rádia odhadovala na 2,5 kg. Začiatkom 50. rokov sa teda vo Vodnom Promysle vyrábal približne jeden z desiatich gramov rádia.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Rádium je za normálnych podmienok lesklý biely kov, ktorý na vzduchu tmavne (pravdepodobne v dôsledku tvorby nitridu rádia). Reaguje s vodou. Správa sa podobne ako bárium a stroncium, je však reaktívnejší. Zvyčajný oxidačný stav je +2. Hydroxid raditý Ra(OH) 2 je silná, korozívna zásada.

Vďaka silnej rádioaktivite všetky zlúčeniny rádia žiaria modrastým svetlom (rádiochemiluminiscencia), ktoré je dobre viditeľné v tme a v vodné roztoky jeho soli podliehajú rádiolýze.

Aplikácia

Dnes sa rádium niekedy používa v kompaktných neutrónových zdrojoch legovaním malého množstva berýlia. Pôsobením alfa žiarenia (hélium-4 jadrá) sú neutróny vyradené z berýlia:

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

V medicíne sa rádium používa ako zdroj radónu na prípravu radónových kúpeľov (hoci o ich užitočnosti sa v súčasnosti vedú spory). Okrem toho sa rádium používa na krátkodobé ožarovanie pri liečbe malígnych ochorení kože, nosovej sliznice a urogenitálneho traktu.

V súčasnosti však existuje veľa rádionuklidov s požadovanými vlastnosťami, ktoré sú vhodnejšie na tieto účely, ktoré sa získavajú v urýchľovačoch alebo v jadrových reaktoroch, napríklad 60 Co ( T 1/2 = 5,3 roka), 137 Cs ( T 1/2 = 30,2 roka), 182 Ta ( T 1/2 = 115 dní), 192 Ir ( T 1/2 = 74 dní), 198 Au ( T 1/2 = 2,7 dňa) atď.

Do 70. rokov 20. storočia sa rádium často používalo na výrobu trvalo svietiacich svietiacich farieb (na označovanie ciferníkov leteckých a námorných prístrojov, špeciálnych hodiniek a iných zariadení), v súčasnosti ho však zvyčajne nahrádzajú menej nebezpečné izotopy: trícium ( T 1/2 = 12,3 roka) alebo 147 hod ( T 1/2 = 2,6 roka). Niekedy sa hodinky s rádiovým zložením svetla vyrábali aj v civilných verziách, vrátane náramkových. Rádium fosfor v každodennom živote možno nájsť aj v niektorých starých vianočné dekorácie, prepínače s podsvieteným hrotom páčky, na váhe niektorých starých rádií a pod. charakteristický znak Zloženie trvalého svetla sovietskej výroby - horčicová žltá farba, aj keď niekedy môže byť farba iná (biela, zelenkastá, tmavo oranžová atď.). Nebezpečenstvo takýchto zariadení je v tom, že neobsahovali výstražné štítky, dajú sa odhaliť len dozimetrami. Taktiež fosfor rokmi degraduje a farba často prestáva svietiť, čo ho samozrejme nerobí menej nebezpečným, keďže rádium nikam nezmizne. Ďalšou nebezpečnou vlastnosťou rádium-fosforovej hmoty je to, že časom farba degraduje a môže sa začať drobiť a škvrna takejto farby, ktorá sa dostala do tela s jedlom alebo pri vdýchnutí, môže spôsobiť veľké škody v dôsledku alfa žiarenia.

Biologická úloha

Rádium je extrémne rádiotoxické. V tele sa správa ako vápnik – asi 80 % rádia, ktoré sa dostane do tela, sa hromadí v kostnom tkanive. Veľké koncentrácie rádia spôsobujú osteoporózu, spontánne zlomeniny kostí a zhubné nádory kostí a hematopoetického tkaniva. Nebezpečný je aj radón, plynný produkt rádioaktívneho rozpadu rádia.

izotopy

Existuje 35 známych izotopov rádia v rozsahu hmotnostných čísel od 201 do 235. Izotopy 223 Ra , 224 Ra , 226 Ra , 228 Ra sa v prírode nachádzajú ako členovia rádioaktívnej série urán-238, urán-235 a tórium-232. Zvyšné izotopy je možné získať umelo. Väčšina známych izotopov rádia podlieha rozpadu alfa na izotopy radónu s hmotnostným číslom 4 menším ako má materské jadro. Izotopy rádia s deficitom neutrónov majú tiež ďalší kanál rozpadu beta s emisiou pozitrónov alebo orbitálnym zachytávaním elektrónov; v tomto prípade sa vytvorí izotop francia s rovnakým hmotnostným číslom ako má materské jadro. V izotopoch rádia bohatých na neutróny (rozsah hmotnostných čísel od 227 do 235) sa zistil iba rozpad beta-mínus; vyskytuje sa pri tvorbe jadier