Kaikista jaksollisen järjestelmän elementeistä merkittävä osa kuuluu niihin, joista useimmat puhuvat pelolla. Kuinka muuten? Loppujen lopuksi ne ovat radioaktiivisia, mikä tarkoittaa suoraa uhkaa ihmisten terveydelle.
Yritetään selvittää tarkalleen, mitkä alkuaineet ovat vaarallisia ja mitä ne ovat, ja selvitetään myös niiden haitallinen vaikutus ihmiskehoon.
Radioaktiivisten alkuaineiden ryhmän yleinen käsite
Tähän ryhmään kuuluvat metallit. Niitä on paljon, ne sijaitsevat jaksollisessa järjestelmässä välittömästi lyijyn jälkeen ja aivan viimeiseen soluun asti. Pääkriteeri, jolla on tapana luokitella yksi tai toinen alkuaine radioaktiiviseen ryhmään, on sen kyky saavuttaa tietty puoliintumisaika.
Toisin sanoen radioaktiivinen hajoaminen on metalliytimen muuttumista toiseksi, lapseksi, johon liittyy tietyntyyppistä säteilyä. Samaan aikaan jotkin elementit muuttuvat toisiksi.
Radioaktiivinen metalli on metalli, jossa vähintään yksi isotooppi on radioaktiivinen. Vaikka kaikki lajikkeetniitä on kuusi, ja samaan aikaan vain yksi niistä on tämän ominaisuuden kantaja, koko elementti katsotaan radioaktiiviseksi.
Säteilytyypit
Metallien hajoamisen aikana lähettämän säteilyn päätyypit ovat:
- alfahiukkaset;
- beetahiukkaset tai neutriinojen hajoaminen;
- isomeerisiirtymä (gammasäteet).
Tällaisten elementtien olemassaololle on kaksi vaihtoehtoa. Ensimmäinen on luonnollinen, eli kun radioaktiivinen metalli esiintyy luonnossa ja yksinkertaisimmalla tavalla, ulkoisten voimien vaikutuksesta, se muuttuu ajan myötä muihin muotoihin (näyttää sen radioaktiivisuuden ja hajoaa).
Toisen ryhmän muodostavat tutkijoiden keinotekoisesti luomat metallit, jotka pystyvät hajoamaan nopeasti ja vapauttamaan tehokkaasti suuria määriä säteilyä. Tämä tehdään käytettäväksi tietyillä toiminta-alueilla. Laitoksia, joissa ydinreaktioita syntyy muuntamalla yksi alkuaine toiseksi, kutsutaan synkrofasotroneiksi.
Kahden osoitetun puoliintumisajan ero on ilmeinen: molemmissa tapauksissa se on spontaani, mutta vain keinotekoisesti saadut metallit saavat aikaan tarkan ydinreaktion rakenteen hajoamisprosessissa.
Samank altaisten atomien perusnimitys
Koska useimmissa alkuaineissa on vain yksi tai kaksi radioaktiivista isotooppia, nimityksissä on tapana ilmoittaa tietty tyyppi, ei koko alkuainetta kokonaisuutena. Esimerkiksi lyijy on vain aine. Jos otamme huomioon, että se on radioaktiivinen metalli, niinpitäisi kutsua esimerkiksi "lyijy-207".
Kyseisten hiukkasten puoliintumisajat voivat vaihdella suuresti. On olemassa isotooppeja, jotka ovat olemassa vain 0,032 sekuntia. Mutta niiden rinnalla on niitä, jotka rappeutuvat miljoonien vuosien ajan maan sisimmässä.
Radioaktiivisten metallien luettelo
Täydellinen luettelo kaikista tarkasteltavana olevaan ryhmään kuuluvista alkuaineista voi olla varsin vaikuttava, sillä se sisältää yhteensä noin 80 metallia. Ensinnäkin nämä ovat kaikki ne, jotka seisovat jaksollisessa järjestelmässä lyijyn jälkeen, mukaan lukien lantanidien ja aktinidien ryhmä. Eli vismutti, polonium, astatiini, radon, francium, radium, rutherfordium ja niin edelleen sarjanumeroissa.
Näytetyn rajan yläpuolella on monia edustajia, joista jokaisessa on myös isotooppeja. Jotkut niistä voivat kuitenkin olla vain radioaktiivisia. Siksi on tärkeää, mitä lajikkeita kemiallisella alkuaineella on. Radioaktiivinen metalli tai pikemminkin yksi sen isotooppisista lajikkeista löytyy melkein jokaisesta taulukon edustajasta. Niissä on esimerkiksi:
- kalsium;
- seleeni;
- hafnium;
- volframi;
- osmium;
- vismutti;
- indium;
- kalium;
- rubidium;
- zirkonium;
- europium;
- radium ja muut.
Näin ollen on selvää, että monet alkuaineet osoittavat radioaktiivisuuden ominaisuuksia – suurin osa. Jotkut niistä ovat turvallisia liian pitkän puoliintumisajan vuoksi ja niitä löytyy luonnosta, kun taas toiset ovat ihmisen luomia keinotekoisesti.erilaisiin tieteen ja teknologian tarpeisiin ja on erittäin vaarallinen ihmiskeholle.
Radiumin luonnehdinta
Elementin nimen antoivat sen löytäjät - Curien puolisot Pierre ja Maria. Juuri nämä ihmiset huomasivat ensimmäisen kerran, että yksi tämän metallin isotoopeista - radium-226 - on stabiilin muoto, jolla on radioaktiivisuuden erityisominaisuudet. Tämä tapahtui vuonna 1898, ja vastaava ilmiö tuli tunnetuksi vasta. Kemistien puolisot ryhtyivät juuri tutkimaan sitä yksityiskohtaisesti.
Sanan etymologia juontaa juurensa ranskan kielestä, jossa se kuulostaa radiumilta. Tästä alkuaineesta tunnetaan yhteensä 14 isotooppimuunnelmaa. Mutta vakaiimmat massaluvuilla varustetut muodot ovat:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Muodolla 226 on voimakas radioaktiivisuus. Radium itsessään on kemiallinen alkuaine numero 88. Atomimassa [226]. Kuinka yksinkertainen aine voi olla olemassa. Se on hopeanvalkoinen radioaktiivinen metalli, jonka sulamispiste on noin 6700C.
Kemiallisesta näkökulmasta se on melko aktiivinen ja pystyy reagoimaan seuraavien kanssa:
- vesi;
- orgaaniset hapot, jotka muodostavat stabiileja komplekseja;
- happea muodostava oksidi.
Ominaisuudet ja sovellukset
Radium on myös kemiallinen alkuaine, joka muodostaa sarjan suoloja. Sen nitridit, kloridit, sulfaatit, nitraatit, karbonaatit, fosfaatit, kromaatit tunnetaan. On myös kaksoissuoloja volframin jaberyllium.
Se tosiasia, että radium-226 voi olla vaarallista terveydelle, sen löytäjä Pierre Curie ei heti tunnistanut. Hän kuitenkin onnistui varmistamaan tämän suorittaessaan kokeen: päivän hän käveli koeputken kanssa, joka oli sidottu käteensä olkapäähän. Ihokosketuskohtaan ilmaantui parantumaton haava, josta tiedemies ei voinut päästä eroon yli kahteen kuukauteen. Puolisot eivät kieltäytyneet kokeistaan radioaktiivisuusilmiöstä, ja siksi molemmat kuolivat suureen säteilyannokseen.
Sen lisäksi, että se on negatiivinen, on useita alueita, joilla radium-226 on hyödyllinen:
- Mertameren vedenpinnan muutoksen ilmaisin.
- Käytetään kiven uraanin määrän määrittämiseen.
- Sisältyy valaistussekoituksiin.
- Käytetään lääketieteessä terapeuttisten radonkylpyjen muodostamiseen.
- Käytetään sähkövarausten poistamiseen.
- Sen avulla suoritetaan valukappaleiden vikojen havaitseminen ja osien saumat hitsataan.
Plutonium ja sen isotoopit
Amerikkalaiset tiedemiehet löysivät tämän elementin 1900-luvun 40-luvulla. Se eristettiin ensin uraanimalmista, jossa se muodostui neptuniumista. Jälkimmäinen on seurausta uraaniytimen hajoamisesta. Toisin sanoen ne kaikki liittyvät läheisesti toisiinsa yhteisten radioaktiivisten muutosten kautta.
Tällä metallilla on useita stabiileja isotooppeja. Yleisin ja käytännössä tärkein lajike on kuitenkin plutonium-239. Tämän tunnetut kemialliset reaktiotmetalli c:
- happi,
- hapot;
- vesi;
- alkali;
- halogeenit.
Fysikaalisten ominaisuuksiensa perusteella plutonium-239 on hauras metalli, jonka sulamispiste on 6400C. Tärkeimmät kehon vaikuttamiskeinot ovat syöpäsairauksien asteittainen muodostuminen, kertyminen luihin ja niiden tuhoutumisen aiheuttaminen, keuhkosairaudet.
Käyttöalue on pääasiassa ydinteollisuus. Tiedetään, että yhden gramman plutonium-239 hajoamisen aikana vapautuu lämpöä, joka on verrattavissa 4 tonniin poltettua hiiltä. Siksi tämän tyyppistä metallia käytetään niin laajasti reaktioissa. Ydinplutonium on energianlähde ydinreaktoreissa ja lämpöydinpommeissa. Sitä käytetään myös sähköenergian akkujen valmistukseen, joiden käyttöikä voi olla viisi vuotta.
Uraani on säteilyn lähde
Saksalainen kemisti Klaproth löysi tämän alkuaineen vuonna 1789. Ihmiset onnistuivat kuitenkin tutkimaan sen ominaisuuksia ja oppimaan niiden toteuttamisen vasta 1900-luvulla. Tärkein erottuva piirre on, että radioaktiivinen uraani pystyy muodostamaan ytimiä luonnollisen hajoamisen aikana:
- lyijy-206;
- krypton;
- plutonium-239;
- lyijy-207;
- xenon.
Luonnossa tämä metalli on väriltään vaaleanharmaa, ja sen sulamispiste on yli 11000C. Löytyy mineraaleista:
- Uraanikiille.
- Uraniniitti.
- Nasturan.
- Todennus.
- Tyuyanmunit.
Kolme stabiilia luonnollista isotooppia ja 11 keinotekoisesti syntetisoitua isotooppia tunnetaan, joiden massaluvut ovat 227-240.
Teollisuudessa radioaktiivista uraania käytetään laaj alti, ja se pystyy hajoamaan nopeasti energian vapautuessa. Joten sitä käytetään:
- geokemiassa;
- kaivos;
- ydinreaktorit;
- ydinaseiden valmistuksessa.
Vaikutus ihmiskehoon ei eroa aikaisemmista metalleista – kerääntyminen johtaa lisääntyneeseen säteilyannokseen ja syöpäkasvainten esiintymiseen.
Transuraniset elementit
Tärkeimmät uraanin jälkeisistä metalleista jaksollisessa taulukossa ovat ne, jotka on löydetty äskettäin. Kirjaimellisesti vuonna 2004 julkaistiin lähteitä, jotka vahvistivat jaksollisen järjestelmän 115. elementin syntymän.
Niistä tuli radioaktiivisin metalli kaikista nykyään tunnetuista - ununpentium (Uup). Sen ominaisuuksia ei ole toistaiseksi tutkittu, koska puoliintumisaika on 0,032 sekuntia! Tällaisissa olosuhteissa on yksinkertaisesti mahdotonta tarkastella ja paljastaa rakenteen yksityiskohtia ja ilmeneviä piirteitä.
Sen radioaktiivisuus on kuitenkin monta kertaa suurempi kuin toisen alkuaineen, plutoniumin, indikaattorit. Käytännössä ei kuitenkaan käytetä unpentiumia, vaan sen "hitaampia" tovereita taulukossa - uraani, plutonium, neptunium, polonium ja muut.
Toinen elementti - unbibium - on teoriassa olemassa, mutta sen todistamiseksiKäytännössä eri maiden tiedemiehet eivät voineet tehdä vuodesta 1974 lähtien. Viimeinen yritys tehtiin vuonna 2005, mutta kemistien yleisneuvosto ei vahvistanut sitä.
Thorium
Berzelius löysi sen jo 1800-luvulla, ja se nimettiin skandinaavisen jumalan Thorin mukaan. Se on heikosti radioaktiivinen metalli. Viidessä sen 11 isotoopista on tämä ominaisuus.
Ydinvoiman pääsovellus ei perustu kykyyn päästää v altavia määriä lämpöenergiaa hajoamisen aikana. Erikoisuus on, että toriumytimet pystyvät vangitsemaan neutroneja ja muuttumaan uraani-238:ksi ja plutonium-239:ksi, jotka jo tulevat suoraan ydinreaktioihin. Siksi myös torium voidaan katsoa harkitsemamme metalliryhmän ansioksi.
Polonium
Hopeanvalkoinen radioaktiivinen metalli numero 84 jaksollisessa järjestelmässä. Sen löysivät samat innokkaat radioaktiivisuuden ja kaiken siihen liittyvän tutkijat, puolisot Marie ja Pierre Curie vuonna 1898. Tämän aineen pääominaisuus on, että se on vapaasti olemassa noin 138,5 päivää. Eli tämä on tämän metallin puoliintumisaika.
Se löytyy luonnosta osana uraania ja muita malmeja. Sitä käytetään energianlähteenä ja melko voimakas. Se on strateginen metalli, koska sitä käytetään ydinaseiden valmistukseen. Määrä on tiukasti rajoitettu ja kunkin osav altion hallinnassa.
Käytetään myös ilman ionisaatioon, staattisen sähkön poistamiseen huoneesta, tilan valmistuksessalämmittimet ja muut vastaavat tuotteet.
Vaikutus ihmiskehoon
Kaikilla radioaktiivisilla metalleilla on kyky läpäistä ihmisen ihoa ja kerääntyä kehoon. Ne erittyvät erittäin huonosti jätetuotteiden mukana, ne eivät erity hien mukana ollenkaan.
Ajan myötä ne alkavat vaikuttaa hengitys-, verenkierto- ja hermostojärjestelmiin aiheuttaen niissä peruuttamattomia muutoksia. Ne vaikuttavat soluihin ja saavat ne toimimaan väärin. Tämän seurauksena muodostuu pahanlaatuisia kasvaimia, esiintyy onkologisia sairauksia.
Siksi jokainen radioaktiivinen metalli on suuri vaara ihmisille, varsinkin jos puhumme niistä puhtaassa muodossaan. Älä koske niihin suojaamattomilla käsillä ja ole niiden kanssa sisätiloissa ilman erityisiä suojavarusteita.
