Među svim elementima periodnog sistema, značajan dio pripada onima o kojima većina ljudi priča sa strahom. Kako drugačije? Uostalom, oni su radioaktivni, što znači direktnu prijetnju ljudskom zdravlju.
Pokušajmo da shvatimo koji su tačno elementi opasni i šta su, a takođe i da saznamo kakav je njihov štetan uticaj na ljudski organizam.
Opći koncept grupe radioaktivnih elemenata
Ova grupa uključuje metale. Ima ih dosta, nalaze se u periodičnom sistemu odmah nakon olova pa do poslednje ćelije. Glavni kriterij po kojem je uobičajeno da se radioaktivnoj grupi pripisuje jedan ili drugi element je njegova sposobnost da ima određeno vrijeme poluraspada.
Drugim riječima, radioaktivni raspad je transformacija metalnog jezgra u drugo, dijete, što je praćeno emisijom zračenja određene vrste. Istovremeno, neki elementi se transformišu u druge.
Radioaktivni metal je onaj u kojem je najmanje jedan izotop radioaktivan. Čak i ako sve sortebiće ih šest, a istovremeno će samo jedan od njih biti nosilac ovog svojstva, cijeli element će se smatrati radioaktivnim.
Vrste zračenja
Glavne vrste zračenja koje emituju metali tokom raspada su:
- alfa čestice;
- beta čestice ili raspad neutrina;
- tranzicija izomera (gama zraci).
Postoje dvije opcije za postojanje takvih elemenata. Prvi je prirodan, odnosno kada se radioaktivni metal pojavi u prirodi i na najjednostavniji način, pod uticajem spoljnih sila, vremenom se transformiše u druge oblike (pokazuje svoju radioaktivnost i raspada).
Druga grupa su metali koje su vještački stvorili naučnici, sposobni za brzo raspadanje i snažno oslobađanje velikih količina radijacije. Ovo se radi za upotrebu u određenim oblastima aktivnosti. Instalacije u kojima se nuklearne reakcije proizvode transformacijom jednog elementa u drugi nazivaju se sinhrofazotroni.
Razlika između dvije naznačene metode poluraspada je očigledna: u oba slučaja je spontana, međutim, samo umjetno dobiveni metali daju upravo nuklearne reakcije u procesu destrukturiranja.
Osnovna oznaka sličnih atoma
Budući da većina elemenata ima samo jedan ili dva izotopa koji su radioaktivni, uobičajeno je da se u oznakama navede određeni tip, a ne cijeli element u cjelini. Na primjer, olovo je samo supstanca. Ako uzmemo u obzir da se radi o radioaktivnom metalu, ondatreba zvati, na primjer, "olovo-207".
Vreme poluraspada dotičnih čestica može značajno varirati. Postoje izotopi koji postoje samo 0,032 sekunde. Ali pored njih postoje i oni koji propadaju milionima godina u utrobi zemlje.
Lista radioaktivnih metala
Potpuna lista svih elemenata koji pripadaju grupi koja se razmatra može biti prilično impresivna, jer ukupno uključuje oko 80 metala. Prije svega, to su svi oni koji stoje u periodnom sistemu nakon olova, uključujući grupu lantanida i aktinida. To jest, bizmut, polonijum, astat, radon, francijum, radijum, ruterfordijum i tako dalje u serijskim brojevima.
Iznad označene granice nalazi se mnogo predstavnika, od kojih svaki ima i izotope. Međutim, neki od njih mogu biti samo radioaktivni. Stoga je važno koje sorte ima hemijski element. Radioaktivni metal, odnosno jedna od njegovih izotopskih varijanti, nalazi se u gotovo svakom predstavniku stola. Na primjer, imaju:
- kalcijum;
- selen;
- hafnij;
- tungsten;
- osmium;
- bizmut;
- indium;
- kalijum;
- rubidijum;
- cirkonij;
- europium;
- radij i drugi.
Dakle, očigledno je da postoji mnogo elemenata koji pokazuju svojstva radioaktivnosti - velika većina. Neki od njih su sigurni zbog predugog poluraspada i nalaze se u prirodi, dok ih je čovjek umjetno stvorio.za razne potrebe nauke i tehnologije i izuzetno je opasan za ljudski organizam.
Karakterizacija radijuma
Ime elementu dali su njegovi otkrivači - supružnici Curie, Pierre i Maria. Upravo su ovi ljudi prvi otkrili da je jedan od izotopa ovog metala - radij-226 - najstabilniji oblik, koji ima posebna svojstva radioaktivnosti. To se dogodilo 1898. godine, a sličan fenomen je tek postao poznat. Supružnici hemičara su ga upravo detaljno proučili.
Etimologija riječi vuče korijene iz francuskog jezika, u kojem zvuči kao radijum. Poznato je ukupno 14 izotopskih modifikacija ovog elementa. Ali najstabilniji oblici sa masovnim brojevima su:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Oblik 226 ima izraženu radioaktivnost. Sam radijum je hemijski element sa brojem 88. Atomska masa [226]. Koliko je jednostavna materija sposobna za postojanje. To je srebrno-bijeli radioaktivni metal sa tačkom topljenja od oko 6700C.
S hemijske tačke gledišta, pokazuje prilično visok stepen aktivnosti i može da reaguje sa:
- voda;
- organske kiseline koje formiraju stabilne komplekse;
- oksid koji stvara kiseonik.
Svojstva i aplikacije
Takođe, radijum je hemijski element koji formira niz soli. Poznati su njeni nitridi, hloridi, sulfati, nitrati, karbonati, fosfati, hromati. Postoje i dvostruke soli sa volframom iberilij.
Činjenicu da radijum-226 može biti opasan po zdravlje, njegov otkrivač Pierre Curie nije odmah prepoznao. Međutim, to je uspio provjeriti kada je izveo eksperiment: jedan dan je hodao s epruvetom s metalom privezanom za rame. Na mestu kontakta sa kožom pojavio se nezaceljivi čir, kojeg naučnik nije mogao da se reši više od dva meseca. Supružnici nisu odbili svoje eksperimente na fenomenu radioaktivnosti, pa su oboje umrli od velike doze zračenja.
Osim toga što je negativan, postoji niz područja u kojima se radij-226 koristi i koristi:
- Indikator promjene nivoa vode u oceanu.
- Koristi se za određivanje količine uranijuma u stijeni.
- Uključeno u mješavine rasvjete.
- Koristi se u medicini za formiranje terapeutskih radonskih kupki.
- Koristi se za uklanjanje električnih punjenja.
- Uz njegovu pomoć vrši se detekcija grešaka na odljevcima i zavaruju se šavovi dijelova.
Plutonijum i njegovi izotopi
Ovaj element su četrdesetih godina XX veka otkrili američki naučnici. Prvo je izoliran iz rude uranijuma, u kojoj je nastao iz neptunija. Ovo posljednje je rezultat raspada jezgra uranijuma. To jest, svi oni su usko povezani zajedničkim radioaktivnim transformacijama.
Postoji nekoliko stabilnih izotopa ovog metala. Međutim, najčešća i praktično važna sorta je plutonijum-239. Poznate hemijske reakcije ovogametal c:
- kiseonik,
- kiseline;
- voda;
- alkalna;
- halogeni.
U pogledu njegovih fizičkih svojstava, plutonijum-239 je krhki metal sa tačkom topljenja od 6400C. Glavne metode uticaja na organizam su postepeno nastajanje onkoloških bolesti, nakupljanje u kostima i izazivanje njihovog razaranja, bolesti pluća.
Oblast upotrebe je uglavnom nuklearna industrija. Poznato je da se prilikom raspadanja jednog grama plutonijuma-239 oslobađa tolika količina toplote koja je uporediva sa 4 tone sagorelog uglja. Zato se ova vrsta metala tako široko koristi u reakcijama. Nuklearni plutonijum je izvor energije u nuklearnim reaktorima i termonuklearnim bombama. Također se koristi u proizvodnji baterija za skladištenje električne energije, čiji vijek trajanja može doseći pet godina.
Uranijum je izvor radijacije
Ovaj element je 1789. godine otkrio njemački hemičar Klaproth. Međutim, ljudi su uspjeli istražiti njegova svojstva i naučiti kako ih primijeniti u praksi tek u 20. stoljeću. Glavna karakteristika je da je radioaktivni uranijum sposoban da formira jezgra tokom prirodnog raspada:
- lead-206;
- krypton;
- plutonium-239;
- lead-207;
- xenon.
U prirodi, ovaj metal je svijetlosive boje, ima tačku topljenja preko 11000C. Nalazi se u mineralima:
- Uranium mica.
- Uraninit.
- Nasturan.
- Authentication.
- Tyuyanmunit.
Poznata su tri stabilna prirodna izotopa i 11 umjetno sintetiziranih izotopa, s masenim brojevima od 227 do 240.
U industriji se široko koristi radioaktivni uranijum, sposoban da se brzo raspadne oslobađanjem energije. Dakle, koristi se:
- u geohemiji;
- rudarstvo;
- nuklearni reaktori;
- u proizvodnji nuklearnog oružja.
Uticaj na ljudski organizam se ne razlikuje od prethodno razmatranih metala - akumulacija dovodi do povećane doze zračenja i pojave kancerogenih tumora.
Transuranski elementi
Najvažniji metali nakon uranijuma u periodnom sistemu su oni koji su nedavno otkriveni. Bukvalno 2004. objavljeni su izvori koji potvrđuju rođenje 115. elementa periodnog sistema.
Postali su najradioaktivniji metal od svih danas poznatih - ununpentium (Uup). Njegove osobine su do sada neistražene, jer je vrijeme poluraspada 0,032 sekunde! Jednostavno je nemoguće razmotriti i otkriti detalje strukture i manifestovane karakteristike u takvim uslovima.
Međutim, njegova radioaktivnost je višestruko veća od pokazatelja drugog elementa po ovom svojstvu - plutonijuma. Ipak, u praksi se ne koristi ununpentium, već njegovi "sporiji" drugovi u tabeli - uranijum, plutonijum, neptunijum, polonijum i drugi.
Još jedan element - unbibium - teoretski postoji, ali da se dokažepraktično naučnici iz različitih zemalja ne mogu od 1974. Posljednji pokušaj je napravljen 2005. godine, ali ga nije potvrdilo generalno vijeće hemičara.
Torijum
Otkrio ga je Berzelius još u 19. veku i dobio ime po skandinavskom bogu Thoru. To je slabo radioaktivan metal. Pet od 11 izotopa ima ovu funkciju.
Glavna primena u nuklearnoj energiji nije zasnovana na sposobnosti emitovanja ogromne količine toplotne energije tokom raspada. Posebnost je u tome što su jezgre torija sposobne uhvatiti neutrone i pretvoriti se u uranijum-238 i plutonijum-239, koji već ulaze direktno u nuklearne reakcije. Prema tome, torijum se takođe može pripisati grupi metala koju razmatramo.
Polonijum
Srebrno-bijeli radioaktivni metal broj 84 u periodičnom sistemu. Otkrili su ga isti vatreni istraživači radioaktivnosti i svega što je s njom povezano, supružnici Marie i Pierre Curie 1898. godine. Glavna karakteristika ove supstance je da slobodno postoji oko 138,5 dana. To jest, ovo je poluživot ovog metala.
U prirodi se nalazi kao dio uranijuma i drugih ruda. Koristi se kao izvor energije, i prilično moćan. To je strateški metal, jer se koristi za izradu nuklearnog oružja. Količina je strogo ograničena i pod kontrolom je svake države.
Koristi se i za jonizaciju vazduha, eliminisanje statičkog elektriciteta u prostoriji, u proizvodnji prostoragrijalice i druge slične stvari.
Uticaj na ljudsko tijelo
Svi radioaktivni metali imaju sposobnost da prodru u ljudsku kožu i akumuliraju se u tijelu. Vrlo se slabo izlučuju otpadnim tvarima, uopće se ne izlučuju znojem.
S vremenom počinju da utiču na respiratorni, cirkulatorni, nervni sistem, uzrokujući nepovratne promene u njima. Oni utječu na stanice, uzrokujući da one funkcionišu nepravilno. Kao rezultat, dolazi do stvaranja malignih tumora, onkoloških oboljenja.
Stoga, svaki radioaktivni metal predstavlja veliku opasnost za ljude, pogotovo ako o njima govorimo u njihovom čistom obliku. Ne dirajte ih nezaštićenim rukama i budite s njima u zatvorenom prostoru bez posebne zaštitne opreme.
