Μεταξύ όλων των στοιχείων του περιοδικού πίνακα, ένα σημαντικό μέρος ανήκει σε εκείνα για τα οποία οι περισσότεροι μιλούν με φόβο. Πως αλλιώς? Άλλωστε, είναι ραδιενεργά, πράγμα που σημαίνει άμεση απειλή για την ανθρώπινη υγεία.
Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε ποια ακριβώς στοιχεία είναι επικίνδυνα και ποια είναι, και επίσης να μάθουμε ποια είναι η επιβλαβής επίδρασή τους στον ανθρώπινο οργανισμό.
Γενική έννοια μιας ομάδας ραδιενεργών στοιχείων
Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει μέταλλα. Υπάρχουν πολλά από αυτά, βρίσκονται στο περιοδικό σύστημα αμέσως μετά το μόλυβδο και μέχρι το τελευταίο κελί. Το κύριο κριτήριο με το οποίο συνηθίζεται να αποδίδεται ένα ή άλλο στοιχείο στη ραδιενεργή ομάδα είναι η ικανότητά του να έχει ορισμένο χρόνο ημιζωής.
Με άλλα λόγια, η ραδιενεργή διάσπαση είναι η μετατροπή ενός μεταλλικού πυρήνα σε έναν άλλο, παιδί, που συνοδεύεται από εκπομπή ακτινοβολίας συγκεκριμένου τύπου. Ταυτόχρονα, ορισμένα στοιχεία μετατρέπονται σε άλλα.
Ραδιενεργό μέταλλο είναι εκείνο στο οποίο τουλάχιστον ένα ισότοπο είναι ραδιενεργό. Ακόμα κι αν όλες οι ποικιλίεςθα υπάρχουν έξι, και ταυτόχρονα μόνο ένας από αυτούς θα είναι φορέας αυτής της ιδιότητας, ολόκληρο το στοιχείο θα θεωρείται ραδιενεργό.
Τύποι ακτινοβολίας
Οι κύριοι τύποι ακτινοβολίας που εκπέμπεται από μέταλλα κατά τη διάσπαση είναι:
- σωματίδια άλφα;
- σωματίδια βήτα ή διάσπαση νετρίνων;
- μετάβαση ισομερών (ακτίνες γάμμα).
Υπάρχουν δύο επιλογές για την ύπαρξη τέτοιων στοιχείων. Το πρώτο είναι φυσικό, δηλαδή όταν ένα ραδιενεργό μέταλλο εμφανίζεται στη φύση και με τον απλούστερο τρόπο, υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, με τον καιρό μετατρέπεται σε άλλες μορφές (δείχνει τη ραδιενέργεια του και διασπάται).
Η δεύτερη ομάδα είναι μέταλλα που δημιουργήθηκαν τεχνητά από επιστήμονες, ικανά για γρήγορη αποσύνθεση και ισχυρή απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται για χρήση σε ορισμένους τομείς δραστηριότητας. Οι εγκαταστάσεις στις οποίες παράγονται πυρηνικές αντιδράσεις με τη μετατροπή ενός στοιχείου σε ένα άλλο ονομάζονται σύγχρονα.
Η διαφορά μεταξύ των δύο υποδεικνυόμενων μεθόδων ημιζωής είναι προφανής: και στις δύο περιπτώσεις είναι αυθόρμητη, ωστόσο, μόνο τα τεχνητά λαμβανόμενα μέταλλα δίνουν ακριβώς πυρηνικές αντιδράσεις στη διαδικασία της αποδομής.
Βασικός προσδιορισμός παρόμοιων ατόμων
Δεδομένου ότι τα περισσότερα στοιχεία έχουν μόνο ένα ή δύο ισότοπα που είναι ραδιενεργά, συνηθίζεται να αναφέρεται ένας συγκεκριμένος τύπος στις ονομασίες και όχι ολόκληρο το στοιχείο ως σύνολο. Για παράδειγμα, ο μόλυβδος είναι απλώς μια ουσία. Αν λάβουμε υπόψη ότι είναι ραδιενεργό μέταλλο, τότεθα πρέπει να ονομάζεται, για παράδειγμα, "lead-207".
Οι χρόνοι ημιζωής των εν λόγω σωματιδίων μπορεί να ποικίλλουν πολύ. Υπάρχουν ισότοπα που υπάρχουν μόνο για 0,032 δευτερόλεπτα. Αλλά στο ίδιο επίπεδο με αυτά υπάρχουν και εκείνα που αποσυντίθενται για εκατομμύρια χρόνια στα έγκατα της γης.
Λίστα ραδιενεργών μετάλλων
Μια πλήρης λίστα με όλα τα στοιχεία που ανήκουν στην υπό εξέταση ομάδα μπορεί να είναι αρκετά εντυπωσιακή, γιατί συνολικά περιλαμβάνει περίπου 80 μέταλλα. Πρώτα απ 'όλα, αυτά είναι όλα εκείνα που στέκονται στο περιοδικό σύστημα μετά το μόλυβδο, συμπεριλαμβανομένης της ομάδας των λανθανιδών και των ακτινιδών. Δηλαδή, βισμούθιο, πολώνιο, αστατίνη, ραδόνιο, φράγκιο, ράδιο, ρουθερφόρδιο και ούτω καθεξής σε σειριακούς αριθμούς.
Πάνω από το υποδεικνυόμενο περίγραμμα υπάρχουν πολλοί εκπρόσωποι, καθένας από τους οποίους έχει επίσης ισότοπα. Ωστόσο, μερικά από αυτά μπορεί να είναι απλώς ραδιενεργά. Επομένως, είναι σημαντικό τι ποικιλίες έχει ένα χημικό στοιχείο. Ένα ραδιενεργό μέταλλο, ή μάλλον μια από τις ισοτοπικές του ποικιλίες, βρίσκεται σχεδόν σε κάθε εκπρόσωπο του πίνακα. Για παράδειγμα, έχουν:
- ασβέστιο;
- σελήνιο;
- hafnium;
- βολφράμιο;
- όσμιο;
- βισμούθιο;
- ίνδιο;
- κάλιο;
- ρουβίδιο;
- ζιρκόνιο;
- ευρώπιο;
- ράδιο και άλλα.
Έτσι, είναι προφανές ότι υπάρχουν πολλά στοιχεία που παρουσιάζουν τις ιδιότητες της ραδιενέργειας - η συντριπτική πλειοψηφία. Μερικά από αυτά είναι ασφαλή λόγω υπερβολικά μεγάλου χρόνου ημιζωής και βρίσκονται στη φύση, ενώ άλλα δημιουργούνται τεχνητά από τον άνθρωπο.για διάφορες ανάγκες στην επιστήμη και την τεχνολογία και είναι εξαιρετικά επικίνδυνο για τον ανθρώπινο οργανισμό.
Χαρακτηρισμός του ραδίου
Το όνομα του στοιχείου δόθηκε από τους ανακαλύψεις του - οι σύζυγοι Κιουρί, Πιέρ και Μαρία. Αυτοί οι άνθρωποι ήταν που ανακάλυψαν για πρώτη φορά ότι ένα από τα ισότοπα αυτού του μετάλλου - το ράδιο-226 - είναι η πιο σταθερή μορφή, η οποία έχει τις ειδικές ιδιότητες της ραδιενέργειας. Αυτό συνέβη το 1898 και ένα παρόμοιο φαινόμενο έγινε γνωστό μόλις. Οι σύζυγοι των χημικών μόλις έκαναν μια λεπτομερή μελέτη του.
Η ετυμολογία της λέξης έχει τις ρίζες της από τη γαλλική γλώσσα, στην οποία ακούγεται σαν ράδιο. Είναι γνωστές συνολικά 14 ισοτοπικές τροποποιήσεις αυτού του στοιχείου. Αλλά οι πιο σταθερές μορφές με μαζικούς αριθμούς είναι:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Η μορφή 226 έχει έντονη ραδιενέργεια. Το ίδιο το ράδιο είναι ένα χημικό στοιχείο με αριθμό 88. Ατομική μάζα [226]. Πόσο απλή ύλη είναι ικανή να υπάρξει. Είναι ένα ασημί-λευκό ραδιενεργό μέταλλο με σημείο τήξης περίπου 6700C.
Από χημική άποψη, παρουσιάζει αρκετά υψηλό βαθμό δραστηριότητας και είναι σε θέση να αντιδράσει με:
- νερό;
- οργανικά οξέα, που σχηματίζουν σταθερά σύμπλοκα;
- οξείδιο σχηματισμού οξυγόνου.
Ιδιότητες και εφαρμογές
Επίσης, το ράδιο είναι ένα χημικό στοιχείο που σχηματίζει μια σειρά από άλατα. Τα νιτρίδια, τα χλωρίδια, τα θειικά, τα νιτρικά, τα ανθρακικά, τα φωσφορικά, τα χρωμικά του είναι γνωστά. Υπάρχουν επίσης διπλά άλατα με βολφράμιο καιβηρύλλιο.
Το γεγονός ότι το ράδιο-226 μπορεί να είναι επικίνδυνο για την υγεία, ο ανακάλυψή του Pierre Curie δεν το αναγνώρισε αμέσως. Ωστόσο, κατάφερε να το επαληθεύσει όταν έκανε ένα πείραμα: για μια μέρα περπάτησε με έναν δοκιμαστικό σωλήνα με μέταλλο δεμένο στον ώμο του χεριού του. Στο σημείο επαφής με το δέρμα εμφανίστηκε ένα μη επουλωτικό έλκος, από το οποίο ο επιστήμονας δεν μπορούσε να απαλλαγεί για περισσότερο από δύο μήνες. Οι σύζυγοι δεν αρνήθηκαν τα πειράματά τους για το φαινόμενο της ραδιενέργειας, και ως εκ τούτου πέθαναν και οι δύο από μεγάλη δόση ακτινοβολίας.
Εκτός από το ότι είναι αρνητικό, υπάρχουν πολλές περιοχές όπου το ράδιο-226 χρησιμοποιείται και είναι ευεργετικό:
- Ένδειξη μετατόπισης της στάθμης του ωκεανού.
- Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ποσότητας ουρανίου στο βράχο.
- Περιλαμβάνεται σε συνδυασμούς φωτισμού.
- Χρησιμοποιείται στην ιατρική για το σχηματισμό θεραπευτικών λουτρών ραδονίου.
- Χρησιμοποιείται για την αφαίρεση ηλεκτρικών φορτίων.
- Με τη βοήθειά του, πραγματοποιείται ανίχνευση ελαττωμάτων των χυτών και συγκολλούνται ραφές εξαρτημάτων.
Πλουτώνιο και τα ισότοπά του
Αυτό το στοιχείο ανακαλύφθηκε στη δεκαετία του σαράντα του ΧΧ αιώνα από Αμερικανούς επιστήμονες. Αρχικά απομονώθηκε από μετάλλευμα ουρανίου, στο οποίο σχηματίστηκε από ποσειδώνιο. Το τελευταίο είναι το αποτέλεσμα της αποσύνθεσης του πυρήνα του ουρανίου. Δηλαδή, όλα αυτά συνδέονται στενά με κοινούς ραδιενεργούς μετασχηματισμούς.
Υπάρχουν αρκετά σταθερά ισότοπα αυτού του μετάλλου. Ωστόσο, η πιο κοινή και πρακτικά σημαντική ποικιλία είναι το πλουτώνιο-239. Γνωστές χημικές αντιδράσεις αυτούμέταλλο c:
- οξυγόνο,
- οξέα;
- νερό;
- alkali;
- αλογόνα.
Όσον αφορά τις φυσικές του ιδιότητες, το πλουτώνιο-239 είναι ένα εύθραυστο μέταλλο με σημείο τήξης 6400C. Οι κύριες μέθοδοι επιρροής στον οργανισμό είναι ο σταδιακός σχηματισμός ογκολογικών παθήσεων, η συσσώρευση στα οστά και η πρόκληση καταστροφής τους, οι πνευμονικές παθήσεις.
Ο τομέας χρήσης είναι κυρίως η πυρηνική βιομηχανία. Είναι γνωστό ότι κατά τη διάσπαση ενός γραμμαρίου πλουτωνίου-239, απελευθερώνεται τέτοια ποσότητα θερμότητας που είναι συγκρίσιμη με 4 τόνους καμένου άνθρακα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτό το είδος μετάλλου χρησιμοποιείται τόσο ευρέως στις αντιδράσεις. Το πυρηνικό πλουτώνιο είναι πηγή ενέργειας σε πυρηνικούς αντιδραστήρες και θερμοπυρηνικές βόμβες. Χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή μπαταριών αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, η διάρκεια ζωής των οποίων μπορεί να φτάσει τα πέντε χρόνια.
Το ουράνιο είναι πηγή ακτινοβολίας
Αυτό το στοιχείο ανακαλύφθηκε το 1789 από τον Γερμανό χημικό Klaproth. Ωστόσο, οι άνθρωποι κατάφεραν να εξερευνήσουν τις ιδιότητές του και να μάθουν πώς να τις κάνουν πράξη μόνο τον 20ο αιώνα. Το κύριο χαρακτηριστικό είναι ότι το ραδιενεργό ουράνιο είναι ικανό να σχηματίζει πυρήνες κατά τη διάρκεια της φυσικής αποσύνθεσης:
- lead-206;
- κρυπτόν;
- plutonium-239;
- lead-207;
- xenon.
Στη φύση, αυτό το μέταλλο έχει ανοιχτό γκρι χρώμα, έχει σημείο τήξης πάνω από 11000C. Βρέθηκε σε μέταλλα:
- Μαρμαρυγία ουρανίου.
- Ουρανινίτης.
- Nasturan.
- Έλεγχος ταυτότητας.
- Tyuyanmunit.
Είναι γνωστά τρία σταθερά φυσικά ισότοπα και 11 τεχνητά συντιθέμενα ισότοπα, με αριθμούς μάζας από 227 έως 240.
Στη βιομηχανία, το ραδιενεργό ουράνιο χρησιμοποιείται ευρέως, ικανό να διασπάται γρήγορα με την απελευθέρωση ενέργειας. Έτσι, χρησιμοποιείται:
- στη γεωχημεία;
- εξόρυξη;
- πυρηνικοί αντιδραστήρες;
- στην κατασκευή πυρηνικών όπλων.
Η επίδραση στο ανθρώπινο σώμα δεν διαφέρει από τα προηγούμενα θεωρούμενα μέταλλα - η συσσώρευση οδηγεί σε αυξημένη δόση ακτινοβολίας και στην εμφάνιση καρκινικών όγκων.
Υπερουρανικά στοιχεία
Τα πιο σημαντικά από τα μέταλλα μετά το ουράνιο στον περιοδικό πίνακα είναι αυτά που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα. Κυριολεκτικά το 2004, δημοσιεύθηκαν πηγές που επιβεβαίωναν τη γέννηση του 115ου στοιχείου του περιοδικού συστήματος.
Έγιναν το πιο ραδιενεργό μέταλλο όλων των γνωστών σήμερα - ununpentium (Uup). Οι ιδιότητές του παραμένουν ανεξερεύνητες μέχρι τώρα, γιατί ο χρόνος ημιζωής είναι 0,032 δευτερόλεπτα! Είναι απλά αδύνατο να ληφθούν υπόψη και να αποκαλυφθούν οι λεπτομέρειες της δομής και των εκδηλωμένων χαρακτηριστικών κάτω από τέτοιες συνθήκες.
Ωστόσο, η ραδιενέργεια του είναι πολλές φορές υψηλότερη από τους δείκτες του δεύτερου στοιχείου ως προς αυτή την ιδιότητα - το πλουτώνιο. Ωστόσο, δεν είναι το ununpentium που χρησιμοποιείται στην πράξη, αλλά οι πιο «αργοί» σύντροφοί του στον πίνακα - ουράνιο, πλουτώνιο, ποσειδώνιο, πολώνιο και άλλα.
Ένα άλλο στοιχείο - unbibium - υπάρχει θεωρητικά, αλλά για να το αποδείξουμεπρακτικά επιστήμονες από διαφορετικές χώρες δεν μπορούν από το 1974. Η τελευταία προσπάθεια έγινε το 2005, αλλά δεν επιβεβαιώθηκε από το γενικό συμβούλιο χημικών.
Θόριο
Ανακαλύφθηκε τον 19ο αιώνα από τον Berzelius και πήρε το όνομά του από τον Σκανδιναβό θεό Thor. Είναι ένα ασθενώς ραδιενεργό μέταλλο. Πέντε από τα 11 ισότοπά του έχουν αυτό το χαρακτηριστικό.
Η κύρια εφαρμογή στην πυρηνική ενέργεια δεν βασίζεται στην ικανότητα εκπομπής τεράστιας ποσότητας θερμικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης. Η ιδιαιτερότητα είναι ότι οι πυρήνες του θορίου είναι ικανοί να συλλάβουν νετρόνια και να μετατραπούν σε ουράνιο-238 και πλουτώνιο-239, τα οποία ήδη εισέρχονται απευθείας σε πυρηνικές αντιδράσεις. Επομένως, το θόριο μπορεί επίσης να αποδοθεί στην ομάδα μετάλλων που εξετάζουμε.
Πολώνιο
Ασημί-λευκό ραδιενεργό μέταλλο αριθμός 84 στο περιοδικό σύστημα. Ανακαλύφθηκε από τους ίδιους ένθερμους ερευνητές της ραδιενέργειας και ό,τι σχετίζεται με αυτήν, οι σύζυγοι Marie και Pierre Curie το 1898. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτής της ουσίας είναι ότι υπάρχει ελεύθερα για περίπου 138,5 ημέρες. Δηλαδή, αυτός είναι ο χρόνος ημιζωής αυτού του μετάλλου.
Βρίσκεται στη φύση ως μέρος του ουρανίου και άλλων μεταλλευμάτων. Χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας, και αρκετά ισχυρό. Είναι στρατηγικό μέταλλο, καθώς χρησιμοποιείται για την κατασκευή πυρηνικών όπλων. Η ποσότητα είναι αυστηρά περιορισμένη και είναι υπό τον έλεγχο κάθε κράτους.
Χρησιμοποιείται επίσης για ιονισμό αέρα, εξαλείφοντας τον στατικό ηλεκτρισμό στο δωμάτιο, για την κατασκευή χώρουθερμαντήρες και άλλα παρόμοια είδη.
Επίδραση στο ανθρώπινο σώμα
Όλα τα ραδιενεργά μέταλλα έχουν την ικανότητα να διεισδύουν στο ανθρώπινο δέρμα και να συσσωρεύονται μέσα στο σώμα. Απεκκρίνονται πολύ άσχημα με τα άχρηστα προϊόντα, δεν απεκκρίνονται καθόλου με τον ιδρώτα.
Με την πάροδο του χρόνου, αρχίζουν να επηρεάζουν το αναπνευστικό, το κυκλοφορικό, το νευρικό σύστημα, προκαλώντας μη αναστρέψιμες αλλαγές σε αυτά. Επηρεάζουν τα κύτταρα, με αποτέλεσμα να μην λειτουργούν σωστά. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται ο σχηματισμός κακοήθων όγκων, ογκολογικές ασθένειες.
Επομένως, κάθε ραδιενεργό μέταλλο αποτελεί μεγάλο κίνδυνο για τον άνθρωπο, ειδικά αν μιλάμε για αυτά στην καθαρή τους μορφή. Μην τα αγγίζετε με απροστάτευτα χέρια και βρίσκεστε σε εσωτερικό χώρο μαζί τους χωρίς ειδικό προστατευτικό εξοπλισμό.
