Bland alla element i det periodiska systemet tillhör en betydande del de som de flesta pratar om med rädsla. Hur annars? De är trots allt radioaktiva, vilket innebär ett direkt hot mot människors hälsa.
Låt oss försöka ta reda på exakt vilka grundämnen som är farliga och vad de är, och även ta reda på vad deras skadliga effekt på människokroppen är.
Allmänt koncept för en grupp radioaktiva grundämnen
Denna grupp inkluderar metaller. Det finns många av dem, de finns i det periodiska systemet omedelbart efter bly och upp till den allra sista cellen. Det huvudsakliga kriteriet enligt vilket det är vanligt att tillskriva ett eller annat element till den radioaktiva gruppen är dess förmåga att ha en viss halveringstid.
Med andra ord är radioaktivt sönderfall omvandlingen av en metallkärna till en annan, ett barn, som åtföljs av utsläpp av strålning av en viss typ. Samtidigt omvandlas vissa element till andra.
En radioaktiv metall är en metall där minst en isotop är radioaktiv. Även om alla sorterdet kommer att finnas sex, och samtidigt kommer bara en av dem att vara bärare av denna egenskap, hela grundämnet kommer att betraktas som radioaktivt.
Typer av strålning
De huvudsakliga typerna av strålning som avges av metaller under sönderfall är:
- alfapartiklar;
- betapartiklar eller neutrinosönderfall;
- isomerövergång (gammastrålar).
Det finns två alternativ för förekomsten av sådana element. Den första är naturlig, det vill säga när en radioaktiv metall förekommer i naturen och på enklaste sätt, under påverkan av yttre krafter, över tid omvandlas den till andra former (visar sin radioaktivitet och sönderfaller).
Den andra gruppen är metaller som skapats på konstgjord väg av forskare, som kan sönderfalla snabbt och kraftfullt frigöra stora mängder strålning. Detta görs för användning inom vissa verksamhetsområden. Installationer där kärnreaktioner produceras genom att ett grundämne omvandlas till ett annat kallas synkrofasotroner.
Skillnaden mellan de två angivna metoderna för halveringstid är uppenbar: i båda fallen är den spontan, men endast artificiellt framställda metaller ger exakt kärnreaktioner under destruktureringsprocessen.
Grundläggande beteckning för liknande atomer
Eftersom de flesta grundämnen endast har en eller två isotoper som är radioaktiva, är det vanligt att ange en specifik typ i beteckningarna, och inte hela grundämnet som helhet. Till exempel är bly bara ett ämne. Om vi tar hänsyn till att det är en radioaktiv metall, alltsåska heta till exempel "lead-207".
Halveringstiderna för partiklarna i fråga kan variera mycket. Det finns isotoper som bara existerar i 0,032 sekunder. Men i nivå med dem finns det de som förmultnar i miljontals år i jordens tarmar.
Radioaktiva metalllista
En komplett lista över alla grundämnen som tillhör gruppen under övervägande kan vara ganska imponerande, eftersom den tot alt innehåller cirka 80 metaller. Först och främst är dessa alla de som står i det periodiska systemet efter bly, inklusive gruppen lantanider och aktinider. Det vill säga vismut, polonium, astatin, radon, francium, radium, rutherfordium och så vidare i serienummer.
Ovanför den angivna gränsen finns det många representanter, som var och en också har isotoper. Vissa av dem kan dock bara vara radioaktiva. Därför är det viktigt vilka sorter ett kemiskt grundämne har. En radioaktiv metall, eller snarare en av dess isotopiska varianter, finns i nästan varje representant för tabellen. De har till exempel:
- kalcium;
- selen;
- hafnium;
- volfram;
- osmium;
- vismut;
- indium;
- kalium;
- rubidium;
- zirkonium;
- europium;
- radium och andra.
Därmed är det uppenbart att det finns många grundämnen som uppvisar radioaktivitetens egenskaper - de allra flesta. Vissa av dem är säkra på grund av en för lång halveringstid och finns i naturen, medan andra är skapade på konstgjord väg av människan.för olika behov inom vetenskap och teknik och är extremt farligt för människokroppen.
Karakterisering av radium
Namnet på elementet gavs av dess upptäckare - Curie-makarna, Pierre och Maria. Det var dessa människor som först upptäckte att en av isotoperna av denna metall - radium-226 - är den mest stabila formen, som har radioaktivitetens speciella egenskaper. Detta hände 1898, och ett liknande fenomen blev känt först. Kemisters makar har precis tagit upp en detaljerad studie av det.
Ordets etymologi har sina rötter från det franska språket, där det låter som radium. Tot alt 14 isotopiska modifikationer av detta element är kända. Men de mest stabila formerna med masstal är:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Formen 226 har en uttalad radioaktivitet. Radium i sig är ett kemiskt grundämne med nummer 88. Atommassa [226]. Hur enkel materia kan existera. Det är en silvervit radioaktiv metall med en smältpunkt på cirka 6700C.
Ur kemisk synvinkel uppvisar den en ganska hög grad av aktivitet och kan reagera med:
- vatten;
- organiska syror, bildar stabila komplex;
- syrebildande oxid.
Egenskaper och applikationer
Radium är också ett kemiskt grundämne som bildar en serie s alter. Dess nitrider, klorider, sulfater, nitrater, karbonater, fosfater, kromater är kända. Det finns även dubbels alter med volfram ochberyllium.
Faktumet att radium-226 kan vara hälsofarligt, insåg inte dess upptäckare Pierre Curie omedelbart. Han lyckades dock verifiera detta när han gjorde ett experiment: under en dag gick han med ett provrör med metall bunden till axeln på armen. Ett icke-läkande sår dök upp på platsen för kontakt med huden, som forskaren inte kunde bli av med på mer än två månader. Makarna tackade inte nej till sina experiment på fenomenet radioaktivitet, och därför dog båda av en stor dos strålning.
Förutom att det är negativt finns det ett antal områden där radium-226 används och är fördelaktigt:
- Skiftningsindikator för havvattennivå.
- Används för att bestämma mängden uran i berget.
- Ingår i belysningsblandningar.
- Används inom medicin för att bilda terapeutiska radonbad.
- Används för att ta bort elektriska laddningar.
- Med dess hjälp utförs feldetektering av gjutgods och sömmar på delar svetsas.
Plutonium och dess isotoper
Detta element upptäcktes på fyrtiotalet av 1900-talet av amerikanska vetenskapsmän. Den isolerades först från uranmalm, där den bildades från neptunium. Det senare är resultatet av sönderfallet av urankärnan. Det vill säga, alla är nära sammankopplade genom vanliga radioaktiva omvandlingar.
Det finns flera stabila isotoper av denna metall. Den vanligaste och praktiskt taget viktiga sorten är dock plutonium-239. Kända kemiska reaktioner av dettametall c:
- oxygen,
- acids;
- vatten;
- alkali;
- halogener.
När det gäller dess fysikaliska egenskaper är plutonium-239 en spröd metall med en smältpunkt på 6400C. De huvudsakliga metoderna för att påverka kroppen är den gradvisa bildningen av onkologiska sjukdomar, ansamling i benen och orsakar deras förstörelse, lungsjukdomar.
Användningsområdet är främst kärnkraftsindustrin. Det är känt att under sönderfallet av ett gram plutonium-239 frigörs en sådan mängd värme som är jämförbar med 4 ton bränt kol. Det är därför den här typen av metall används så flitigt i reaktioner. Kärnplutonium är en energikälla i kärnreaktorer och termonukleära bomber. Det används också vid tillverkning av lagringsbatterier för elektrisk energi, vars livslängd kan uppgå till fem år.
Uran är en strålningskälla
Detta grundämne upptäcktes 1789 av den tyske kemisten Klaproth. Men människor lyckades utforska dess egenskaper och lära sig att omsätta dem i praktiken först på 1900-talet. Det främsta särdraget är att radioaktivt uran kan bilda kärnor under naturligt förfall:
- lead-206;
- krypton;
- plutonium-239;
- lead-207;
- xenon.
I naturen är denna metall ljusgrå till färgen, har en smältpunkt på över 11000C. Finns i mineraler:
- Uranium glimmer.
- Uraninite.
- Nasturan.
- Autentisering.
- Tyuyanmunit.
Tre stabila naturliga isotoper och 11 artificiellt syntetiserade isotoper är kända, med masstal från 227 till 240.
Inom industrin används radioaktivt uran i stor utsträckning och kan snabbt sönderfalla när energi frigörs. Så, det används:
- i geokemi;
- mining;
- kärnreaktorer;
- vid tillverkning av kärnvapen.
Effekten på människokroppen skiljer sig inte från de tidigare betraktade metallerna - ackumulering leder till en ökad stråldos och uppkomsten av cancertumörer.
transuraniska element
De viktigaste metallerna efter uran i det periodiska systemet är de som nyligen har upptäckts. Bokstavligen 2004 publicerades källor som bekräftade födelsen av det 115:e elementet i det periodiska systemet.
De blev den mest radioaktiva metallen av alla kända idag - ununpentium (Uup). Dess egenskaper förblir outforskade tills nu, eftersom halveringstiden är 0,032 sekunder! Det är helt enkelt omöjligt att överväga och avslöja detaljerna i strukturen och de manifesterade egenskaperna under sådana förhållanden.
Dess radioaktivitet är dock många gånger högre än indikatorerna för det andra elementet när det gäller denna egenskap - plutonium. Ändå är det inte ununpentium som används i praktiken, utan dess "långsammare" kamrater i tabellen - uran, plutonium, neptunium, polonium och andra.
Ett annat element - unbibium - existerar teoretiskt, men för att bevisa detpraktiskt taget kan forskare från olika länder inte sedan 1974. Det senaste försöket gjordes 2005, men bekräftades inte av kemistrådet.
Thorium
Den upptäcktes redan på 1800-talet av Berzelius och uppkallad efter den skandinaviska guden Thor. Det är en svagt radioaktiv metall. Fem av dess 11 isotoper har denna funktion.
Huvudapplikationen inom kärnkraft är inte baserad på förmågan att avge en enorm mängd termisk energi under förfall. Det speciella är att toriumkärnor kan fånga neutroner och förvandlas till uran-238 och plutonium-239, som redan går direkt in i kärnreaktioner. Därför kan torium även hänföras till den grupp metaller vi överväger.
Polonium
Silvervit radioaktiv metall nummer 84 i det periodiska systemet. Den upptäcktes av samma ivriga forskare av radioaktivitet och allt som hör ihop med den, makarna Marie och Pierre Curie 1898. Huvuddraget hos detta ämne är att det finns fritt i cirka 138,5 dagar. Det vill säga detta är halveringstiden för denna metall.
Det finns i naturen som en del av uran och andra malmer. Den används som en energikälla och är ganska kraftfull. Det är en strategisk metall, eftersom den används för att tillverka kärnvapen. Kvantiteten är strikt begränsad och kontrolleras av varje stat.
Används även för luftjonisering, eliminering av statisk elektricitet i rummet, vid tillverkning av utrymmevärmare och andra liknande föremål.
Effekt på människokroppen
Alla radioaktiva metaller har förmågan att penetrera mänsklig hud och ackumuleras inuti kroppen. De utsöndras mycket dåligt med restprodukter, de utsöndras inte alls med svett.
Med tiden börjar de påverka andningsorganen, cirkulationsorganen och nervsystemen, vilket orsakar oåterkalleliga förändringar i dem. De påverkar cellerna, vilket gör att de fungerar felaktigt. Som ett resultat, bildandet av maligna tumörer, onkologiska sjukdomar uppstår.
Därför är varje radioaktiv metall en stor fara för människor, speciellt om vi talar om dem i deras rena form. Rör inte vid dem med oskyddade händer och var inomhus med dem utan särskild skyddsutrustning.
