Сред всички елементи на периодичната таблица, значителна част принадлежи на тези, за които повечето хора говорят със страх. Как иначе? В крайна сметка те са радиоактивни, което означава пряка заплаха за човешкото здраве.
Нека се опитаме да разберем точно кои елементи са опасни и какви са те, както и да разберем какво е вредното им въздействие върху човешкото тяло.
Обща концепция за група радиоактивни елементи
Тази група включва метали. Има много от тях, те се намират в периодичната система непосредствено след оловото и до последната клетка. Основният критерий, по който е обичайно да се приписва един или друг елемент на радиоактивната група, е способността му да има определен период на полуразпад.
С други думи, радиоактивният разпад е превръщането на метално ядро в друго, дете, което е придружено от излъчване на радиация от определен тип. В същото време някои елементи се трансформират в други.
Радиоактивен метал е този, в който поне един изотоп е радиоактивен. Дори и всички разновидностище има шест, като в същото време само един от тях ще бъде носител на това свойство, целият елемент ще се счита за радиоактивен.
Видове радиация
Основните видове радиация, излъчвана от метали по време на разпад са:
- алфа частици;
- бета частици или разпад на неутрино;
- изомерен преход (гама лъчи).
Има два варианта за съществуването на такива елементи. Първият е естествен, тоест когато радиоактивен метал се среща в природата и по най-простия начин, под въздействието на външни сили, с течение на времето той се трансформира в други форми (показва своята радиоактивност и се разпада).
Втората група са изкуствено създадени от учени метали, способни на бързо разпадане и мощно освобождаване на големи количества радиация. Това се прави за използване в определени области на дейност. Инсталациите, в които ядрените реакции се произвеждат чрез превръщането на един елемент в друг, се наричат синхрофазотрони.
Разликата между двата посочени метода на полуразпад е очевидна: и в двата случая той е спонтанно, но само изкуствено получени метали дават точно ядрени реакции в процеса на деструктуриране.
Основно обозначение на подобни атоми
Тъй като повечето елементи имат само един или два изотопа, които са радиоактивни, обичайно е да се посочи конкретен тип в обозначенията, а не целият елемент като цяло. Например, оловото е просто вещество. Ако вземем предвид, че е радиоактивен метал, тогаватрябва да се нарича, например, "олово-207".
Полуживотът на въпросните частици може да варира значително. Има изотопи, които съществуват само за 0,032 секунди. Но наравно с тях има и такива, които се разлагат милиони години в недрата на земята.
Списък с радиоактивни метали
Пълният списък на всички елементи, принадлежащи към разглежданата група, може да бъде доста впечатляващ, тъй като общо включва около 80 метала. На първо място, това са всички стоящи в периодичната система след оловото, включително групата на лантанидите и актинидите. Тоест бисмут, полоний, астатин, радон, франций, радий, рутерфордий и така нататък в серийни номера.
Над посочената граница има много представители, всеки от които също има изотопи. Някои от тях обаче може да са просто радиоактивни. Ето защо е важно какви разновидности има даден химичен елемент. Радиоактивен метал, или по-скоро един от неговите изотопни разновидности, се намира в почти всеки представител на масата. Например, те имат:
- калций;
- селен;
- хафний;
- волфрам;
- osmium;
- бисмут;
- индий;
- калий;
- рубидий;
- цирконий;
- europium;
- радий и други.
По този начин е очевидно, че има много елементи, които проявяват свойствата на радиоактивност - по-голямата част. Някои от тях са безопасни поради твърде дълъг период на полуразпад и се срещат в природата, а други са създадени изкуствено от човека.за различни нужди в науката и технологиите и е изключително опасно за човешкото тяло.
Характеристика на радий
Името на елемента е дадено от неговите откриватели - съпрузите Кюри, Пиер и Мария. Именно тези хора за първи път откриха, че един от изотопите на този метал - радий-226 - е най-стабилната форма, която има специалните свойства на радиоактивност. Това се случило през 1898 г. и подобно явление едва станало известно. Съпрузите на химиците току-що се заеха с подробно проучване за това.
Етимологията на думата води своите корени от френския език, в който звучи като радий. Известни са общо 14 изотопни модификации на този елемент. Но най-стабилните форми с масови числа са:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Изразена радиоактивност има формата 226. Самият радий е химичен елемент с номер 88. Атомна маса [226]. Колко проста материя може да съществува. Това е сребристо-бял радиоактивен метал с точка на топене от около 6700C.
От химическа гледна точка, той проявява доста висока степен на активност и е в състояние да реагира с:
- вода;
- органични киселини, образуващи стабилни комплекси;
- кислород, образуващ оксид.
Свойства и приложения
Също така, радият е химичен елемент, който образува серия от соли. Известни са неговите нитриди, хлориди, сулфати, нитрати, карбонати, фосфати, хромати. Има и двойни соли с волфрам иберилий.
Фактът, че радий-226 може да бъде опасен за здравето, неговият откривател Пиер Кюри не разбра веднага. Той обаче успя да потвърди това, когато проведе експеримент: за един ден ходеше с епруветка с метал, вързана за рамото на ръката му. На мястото на контакт с кожата се появи незаздравяваща язва, от която ученият не може да се отърве повече от два месеца. Съпрузите не отказаха експериментите си върху явлението радиоактивност и затова и двамата загинаха от голяма доза радиация.
Освен отрицателното, има редица области, където се използва радий-226 и е полезен:
- Индикатор за промяна на нивото на океанската вода.
- Използва се за определяне на количеството уран в скалата.
- Включено в осветителни смеси.
- Използва се в медицината за образуване на терапевтични радонови бани.
- Използва се за премахване на електрически заряди.
- С негова помощ се извършва откриване на дефекти на отливки и се заваряват шевове на частите.
Плутоний и неговите изотопи
Този елемент е открит през четиридесетте години на XX век от американски учени. Първо е изолиран от уранова руда, в която се е образувал от нептуний. Последното е резултат от разпадането на урановото ядро. Тоест всички те са тясно свързани помежду си от общи радиоактивни трансформации.
Има няколко стабилни изотопа на този метал. Въпреки това, най-разпространеният и практически важен сорт е плутоний-239. Известни химични реакции на товаметал c:
- кислород,
- киселини;
- вода;
- алкален;
- халогени.
По отношение на неговите физически свойства, плутоний-239 е крехък метал с точка на топене 6400C. Основните методи за въздействие върху организма са постепенното образуване на онкологични заболявания, натрупване в костите и предизвикване на тяхното разрушаване, белодробни заболявания.
Областта на употреба е основно ядрената индустрия. Известно е, че при разпадането на един грам плутоний-239 се отделя такова количество топлина, което е сравнимо с 4 тона изгорени въглища. Ето защо този тип метал се използва толкова широко в реакциите. Ядреният плутоний е източник на енергия в ядрените реактори и термоядрените бомби. Използва се и при производството на акумулатори на електрическа енергия, чийто експлоатационен живот може да достигне пет години.
Уранът е източник на радиация
Този елемент е открит през 1789 г. от немския химик Клапрот. Въпреки това хората успяват да проучат неговите свойства и да се научат как да ги прилагат на практика едва през 20-ти век. Основната отличителна черта е, че радиоактивният уран е способен да образува ядра по време на естествен разпад:
- lead-206;
- криптон;
- плутоний-239;
- lead-207;
- xenon.
В природата този метал е светлосив на цвят, има точка на топене над 11000C. Намира се в минерали:
- Уранова слюда.
- Уранинит.
- Настуран.
- Удостоверяване.
- Tyuyanmunit.
Познати са три стабилни естествени изотопа и 11 изкуствено синтезирани изотопа с масови числа от 227 до 240.
В индустрията радиоактивният уран е широко използван, способен бързо да се разпадне с освобождаването на енергия. Значи се използва:
- в геохимия;
- добив;
- ядрени реактори;
- в производството на ядрени оръжия.
Ефектът върху човешкото тяло не се различава от предишните разглеждани метали - натрупването води до повишена доза радиация и поява на ракови тумори.
Трансуранови елементи
Най-важните от металите след урана в периодичната таблица са тези, които са открити наскоро. Буквално през 2004 г. бяха публикувани източници, потвърждаващи раждането на 115-ия елемент от периодичната система.
Те се превърнаха в най-радиоактивния метал от всички известни днес - ununpentium (Uup). Свойствата му остават неизследвани досега, защото полуживотът е 0,032 секунди! Просто е невъзможно да се разгледат и разкрият детайлите на структурата и проявените характеристики при такива условия.
Радиоактивността му обаче е многократно по-висока от показателите на втория елемент по отношение на това свойство - плутония. Въпреки това на практика се използва не ununpentium, а неговите "по-бавни" другари в таблицата - уран, плутоний, нептуний, полоний и други.
Друг елемент - unbibium - теоретично съществува, но за да го докажена практика учени от различни страни не могат от 1974 г. Последният опит беше направен през 2005 г., но не беше потвърден от генералния съвет на химиците.
Торий
Той е открит през 19-ти век от Берцелиус и е кръстен на скандинавския бог Тор. Това е слабо радиоактивен метал. Пет от неговите 11 изотопа имат тази функция.
Основното приложение в ядрената енергетика не се основава на способността да се излъчва огромно количество топлинна енергия по време на разпад. Особеността е, че ториевите ядра са способни да улавят неутрони и да се превръщат в уран-238 и плутоний-239, които вече влизат директно в ядрени реакции. Следователно торият също може да бъде приписан към групата метали, които разглеждаме.
Полоний
Сребристо-бял радиоактивен метал номер 84 в периодичната система. Открит е от същите запалени изследователи на радиоактивността и всичко свързано с нея, съпрузите Мария и Пиер Кюри през 1898 г. Основната характеристика на това вещество е, че съществува свободно около 138,5 дни. Тоест това е полуживотът на този метал.
Намира се в природата като част от уран и други руди. Използва се като източник на енергия, при това доста мощен. Това е стратегически метал, тъй като се използва за направата на ядрени оръжия. Количеството е строго ограничено и е под контрола на всяка държава.
Използва се и за йонизация на въздуха, елиминиране на статичното електричество в помещението, при производството на пространствонагреватели и други подобни артикули.
Влияние върху човешкото тяло
Всички радиоактивни метали имат способността да проникват в човешката кожа и да се натрупват в тялото. Те се отделят много слабо с отпадни продукти, изобщо не се отделят с пот.
С течение на времето те започват да засягат дихателната, кръвоносната, нервната система, причинявайки необратими промени в тях. Те засягат клетките, като ги карат да функционират неправилно. В резултат на това се образуват злокачествени тумори, възникват онкологични заболявания.
Затова всеки радиоактивен метал е голяма опасност за хората, особено ако говорим за тях в чист вид. Не ги докосвайте с незащитени ръце и бъдете на закрито с тях без специални предпазни средства.
