A periódusos rendszer elemei közül jelentős azok, amelyekről a legtöbben félelemmel beszélnek. Hogyan másképp? Végül is radioaktívak, ami közvetlen veszélyt jelent az emberi egészségre.
Próbáljuk meg kitalálni, hogy pontosan mely elemek veszélyesek és mik azok, valamint azt is, hogy milyen káros hatásuk van az emberi szervezetre.
A radioaktív elemek csoportjának általános fogalma
Ebbe a csoportba a fémek tartoznak. Nagyon sok van belőlük, közvetlenül az ólom után és az utolsó celláig a periodikus rendszerben találhatók. A fő kritérium, amely alapján egy vagy másik elemet szokás a radioaktív csoporthoz rendelni, az a képesség, hogy bizonyos felezési idejű legyen.
Más szóval, a radioaktív bomlás egy fémmag átalakulása egy másik, gyermekké, ami egy bizonyos típusú sugárzás kibocsátásával jár együtt. Ugyanakkor egyes elemek másokká alakulnak át.
Radioaktív fém az, amelyben legalább egy izotóp radioaktív. Még ha minden fajtahat lesz, és ugyanakkor csak az egyik lesz ennek a tulajdonságnak a hordozója, az egész elem radioaktívnak minősül.
A sugárzás típusai
A fémek által a bomlás során kibocsátott sugárzás fő típusai:
- alfa részecskék;
- béta-részecskék vagy neutrínó-bomlás;
- izomer átmenet (gamma-sugárzás).
Két lehetőség van az ilyen elemek létezésére. Az első természetes, vagyis amikor egy radioaktív fém a természetben fordul elő, és a legegyszerűbb módon, külső erők hatására idővel más formákká alakul át (kimutatja radioaktivitását és bomlik).
A második csoport a tudósok által mesterségesen létrehozott fémek, amelyek képesek gyorsan lebomlani és nagy mennyiségű sugárzást bocsátanak ki. Ezt bizonyos tevékenységi területeken való használatra teszik. Azokat a létesítményeket, amelyekben nukleáris reakciók az egyik elem másikká történő átalakulásával jönnek létre, szinkrofazotronoknak nevezzük.
Egyértelmű a különbség a két jelzett felezési mód között: mindkét esetben spontán, azonban csak a mesterségesen előállított fémek adnak pontosan magreakciót a bontási folyamat során.
Hasonló atomok alapvető megnevezése
Mivel a legtöbb elemnek csak egy vagy két izotópja van, amelyek radioaktívak, a megjelölésekben szokás egy konkrét típust feltüntetni, nem pedig a teljes elem egészét. Például az ólom csak egy anyag. Ha figyelembe vesszük, hogy radioaktív fémről van szó, akkorpéldául "lead-207"-nek kell nevezni.
A kérdéses részecskék felezési ideje nagyon eltérő lehet. Vannak izotópok, amelyek csak 0,032 másodpercig léteznek. De velük egyenrangúak azok is, amelyek évmilliókig bomlanak a föld belsejében.
Radioaktív fémek listája
A vizsgált csoporthoz tartozó elemek teljes listája meglehetősen lenyűgöző lehet, mert összesen körülbelül 80 fémet tartalmaz. Először is, ezek mind az ólom utáni periodikus rendszerben állnak, beleértve a lantanidok és aktinidák csoportját. Azaz bizmut, polónium, asztatin, radon, francium, rádium, rutherfordium és így tovább sorozatszámmal.
A jelzett határ felett számos képviselő található, amelyek mindegyike izotópokat is tartalmaz. Néhányuk azonban csak radioaktív lehet. Ezért fontos, hogy egy kémiai elemnek milyen fajtái vannak. Egy radioaktív fém, vagy inkább annak egyik izotóp fajtája megtalálható a táblázat szinte minden képviselőjében. Például:
- kalcium;
- szelén;
- hafnium;
- tungsten;
- osmium;
- bizmut;
- indium;
- kálium;
- rubidium;
- cirkónium;
- europium;
- rádium és mások.
Így nyilvánvaló, hogy nagyon sok olyan elem van, amely a radioaktivitás tulajdonságait mutatja – a legtöbb. Némelyikük túl hosszú felezési ideje miatt biztonságos, és megtalálható a természetben, míg másokat mesterségesen hoz létre az ember.a tudomány és a technológia különféle igényeihez, és rendkívül veszélyes az emberi szervezetre.
A rádium jellemzése
Az elem nevét felfedezői - Curie házastársai, Pierre és Maria - adták. Ezek az emberek fedezték fel először, hogy ennek a fémnek az egyik izotópja - a rádium-226 - a legstabilabb forma, amely a radioaktivitás különleges tulajdonságaival rendelkezik. Ez 1898-ban történt, és egy hasonló jelenség csak ismertté vált. A kémikusok házastársai most kezdték el részletes tanulmányozását.
A szó etimológiája a francia nyelvből ered, amelyben rádiumként hangzik. Ennek az elemnek összesen 14 izotópos módosulata ismert. De a legstabilabb alakok tömegszámokkal a következők:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
A 226-os forma kifejezett radioaktivitású, maga a rádium egy 88-as kémiai elem. Atomtömeg [226]. Milyen egyszerű anyag képes létezni. Ez egy ezüstös-fehér radioaktív fém, olvadáspontja körülbelül 670 0C.
Kémiai szempontból meglehetősen nagy aktivitást mutat, és képes reagálni:
- víz;
- szerves savak, stabil komplexeket képezve;
- oxigénképző oxid.
Tulajdonságok és alkalmazások
A rádium továbbá egy kémiai elem, amely sók sorozatát képezi. Nitridjei, kloridjai, szulfátjai, nitrátjai, karbonátjai, foszfátjai, kromátjai ismertek. Vannak még kettős sók wolframmal ésberillium.
Azt a tényt, hogy a rádium-226 veszélyes lehet az egészségre, felfedezője Pierre Curie nem ismerte fel azonnal. Ezt azonban sikerült megbizonyosodnia egy kísérlet során: egy napig úgy sétált, hogy egy kémcső a karja vállára volt kötve. A bőrrel való érintkezés helyén egy nem gyógyuló fekély jelent meg, amelytől a tudós több mint két hónapig nem tudott megszabadulni. A házastársak nem utasították el a radioaktivitás jelenségével kapcsolatos kísérleteiket, ezért mindketten megh altak egy nagy dózisú sugárzás következtében.
Amellett, hogy negatív, számos olyan terület van, ahol a rádium-226 hasznos és előnyös:
- Az óceán vízszintjének eltolódásának jelzője.
- A kőzetben lévő urán mennyiségének meghatározására szolgál.
- A világítási keverékek része.
- Az orvostudományban terápiás radonfürdők kialakítására használják.
- Elektromos töltések eltávolítására szolgál.
- Segítségével az öntvények hibafelismerése és az alkatrészek varratainak hegesztése történik.
Plutónium és izotópjai
Ezt az elemet a XX. század negyvenes éveiben fedezték fel amerikai tudósok. Először uránércből izolálták, amelyben neptuniumból képződött. Ez utóbbi az uránmag bomlásának eredménye. Azaz mindegyik szorosan összekapcsolódik közös radioaktív átalakulásokkal.
Ennek a fémnek számos stabil izotópja van. A leggyakoribb és gyakorlatilag legfontosabb fajta azonban a plutónium-239. Ennek ismert kémiai reakcióifém c:
- oxigén,
- savak;
- víz;
- lúg;
- halogének.
Fizikai tulajdonságait tekintve a plutónium-239 rideg fém, olvadáspontja 6400C. A szervezet befolyásolásának fő módszerei az onkológiai betegségek fokozatos kialakulása, a csontokban való felhalmozódás és pusztulásuk előidézése, a tüdőbetegségek.
A felhasználási terület elsősorban a nukleáris ipar. Ismeretes, hogy egy gramm plutónium-239 bomlása során olyan mennyiségű hő szabadul fel, amely 4 tonna elégetett szénhez hasonlítható. Ez az oka annak, hogy ezt a fajta fémet olyan széles körben használják reakciókban. A nukleáris plutónium energiaforrás az atomreaktorokban és termonukleáris bombákban. Elektromos energiatároló akkumulátorok gyártásához is használják, amelyek élettartama elérheti az öt évet.
Az urán sugárzásforrás
Ezt az elemet Klaproth német kémikus fedezte fel 1789-ben. Az embereknek azonban csak a XX. században sikerült feltárniuk tulajdonságait és megtanulni a gyakorlatban való alkalmazását. A fő megkülönböztető jellemzője, hogy a radioaktív urán természetes bomlás során képes atommagot képezni:
- lead-206;
- krypton;
- plutónium-239;
- lead-207;
- xenon.
A természetben ez a fém világosszürke színű, olvadáspontja több mint 11000C. Ásványokban található:
- Urán csillám.
- Uraninit.
- Nasturan.
- Authentication.
- Tyuyanmunit.
Három stabil természetes izotóp és 11 mesterségesen szintetizált izotóp ismert, tömegszámuk 227 és 240 között van.
Az iparban széles körben használják a radioaktív uránt, amely energia felszabadulásával gyorsan lebomlik. Tehát ezt használják:
- geokémiában;
- bányászat;
- nukleáris reaktorok;
- nukleáris fegyverek gyártásában.
Az emberi szervezetre gyakorolt hatás nem különbözik a korábban figyelembe vett fémektől – a felhalmozódás megnövekedett sugárdózishoz és rákos daganatok kialakulásához vezet.
Transzurán elemek
A periódusos rendszerben az uránt követő fémek közül a legfontosabbak azok, amelyeket a közelmúltban fedeztek fel. Szó szerint 2004-ben olyan források jelentek meg, amelyek megerősítették a periódusos rendszer 115. elemének megszületését.
Ők lettek a ma ismert legradioaktívabb fémek – az ununpentium (Uup). Tulajdonságai mindmáig feltáratlanok, mert a felezési idő 0,032 másodperc! Egyszerűen lehetetlen ilyen körülmények között figyelembe venni és feltárni a szerkezet részleteit és a megnyilvánuló jellemzőket.
Azonban radioaktivitása sokszorosa a második elem, a plutónium mutatóinak. Ennek ellenére a gyakorlatban nem az ununpentiumot használják, hanem a "lassabb" társait a táblázatban - uránt, plutóniumot, neptuniumot, polóniumot és másokat.
Egy másik elem - az unbibium - elméletileg létezik, de bizonyítandógyakorlatilag a különböző országok tudósai 1974 óta nem tudják. Az utolsó próbálkozásra 2005-ben került sor, de a vegyészek általános tanácsa nem erősítette meg.
Tórium
Berzelius fedezte fel a 19. században, és Thor skandináv istenről nevezték el. Gyengén radioaktív fém. 11 izotópja közül öt rendelkezik ezzel a tulajdonsággal.
Az atomenergia fő alkalmazása nem azon a képességen alapul, hogy a bomlás során hatalmas mennyiségű hőenergiát bocsátanak ki. A sajátosság az, hogy a tóriummagok képesek neutronokat befogni, és urán-238- és plutónium-239-ekké alakulni, amelyek már közvetlenül a nukleáris reakciókba lépnek be. Ezért a tórium is az általunk vizsgált fémcsoporthoz köthető.
Polónium
Ezüstfehér 84-es számú radioaktív fém a periódusos rendszerben. Ugyanazok a radioaktivitás és minden ezzel kapcsolatos lelkes kutatók fedezték fel, Marie és Pierre Curie házastársak 1898-ban. Ennek az anyagnak a fő jellemzője, hogy körülbelül 138,5 napig szabadon létezik. Vagyis ennek a fémnek ez a felezési ideje.
A természetben az urán és más ércek részeként található meg. Energiaforrásként használják, és meglehetősen erős. Stratégiai fém, mivel atomfegyverek gyártására használják. A mennyiség szigorúan korlátozott, és az egyes államok ellenőrzése alatt áll.
Légionizálásra is használható, kiküszöböli a statikus elektromosságot a helyiségben, valamint tér gyártásánálmelegítők és más hasonló cikkek.
Hatás az emberi szervezetre
Minden radioaktív fém képes áthatolni az emberi bőrön és felhalmozódni a testben. A salakanyagokkal nagyon rosszul ürülnek ki, verejtékkel egyáltalán nem.
Idővel kezdik hatni a légző-, keringési-, idegrendszerre, visszafordíthatatlan változásokat okozva bennük. Befolyásolják a sejteket, ami hibás működést okoz. Ennek eredményeként rosszindulatú daganatok kialakulása, onkológiai betegségek lépnek fel.
Ezért minden egyes radioaktív fém nagy veszélyt jelent az emberre, különösen, ha tiszta formájában beszélünk róluk. Ne érintse meg őket védtelen kézzel, és tartózkodjon velük bent, speciális védőfelszerelés nélkül.
