Van alle elementen van het periodiek systeem behoort een aanzienlijk deel tot de elementen waar de meeste mensen met angst over praten. Hoe anders? Ze zijn immers radioactief, wat een directe bedreiging voor de menselijke gezondheid betekent.
Laten we proberen erachter te komen welke elementen precies gevaarlijk zijn en wat ze zijn, en ook wat hun schadelijke effect op het menselijk lichaam is.
Algemeen concept van een groep radioactieve elementen
Deze groep omvat metalen. Het zijn er veel, ze bevinden zich in het periodieke systeem direct na lood en tot aan de allerlaatste cel. Het belangrijkste criterium op basis waarvan het gebruikelijk is om een of ander element aan de radioactieve groep toe te kennen, is het vermogen om een bepaalde halfwaardetijd te hebben.
Met andere woorden, radioactief verval is de transformatie van een metalen kern in een ander kind, wat gepaard gaat met de emissie van straling van een bepaald type. Tegelijkertijd worden sommige elementen omgezet in andere.
Een radioactief metaal is een metaal waarin ten minste één isotoop radioactief is. Zelfs als alle variëteitener zullen er zes zijn, en tegelijkertijd zal slechts één van hen drager zijn van deze eigenschap, het hele element zal als radioactief worden beschouwd.
Soorten straling
De belangrijkste soorten straling die door metalen worden uitgezonden tijdens verval zijn:
- alpha-deeltjes;
- bètadeeltjes of neutrinoverval;
- isomeerovergang (gammastralen).
Er zijn twee opties voor het bestaan van dergelijke elementen. De eerste is natuurlijk, dat wil zeggen, wanneer een radioactief metaal in de natuur voorkomt en op de eenvoudigste manier, onder invloed van externe krachten, in de loop van de tijd wordt omgezet in andere vormen (toont zijn radioactiviteit en verv alt).
De tweede groep zijn metalen die kunstmatig zijn gemaakt door wetenschappers, in staat tot snel verval en krachtige afgifte van grote hoeveelheden straling. Dit wordt gedaan voor gebruik in bepaalde activiteitsgebieden. Installaties waarin kernreacties worden geproduceerd door de transformatie van het ene element in het andere, worden synchrophasotrons genoemd.
Het verschil tussen de twee aangegeven methoden van halfwaardetijd is duidelijk: in beide gevallen is het spontaan, maar alleen kunstmatig verkregen metalen geven exact kernreacties tijdens het vernietigingsproces.
Basisaanduiding van vergelijkbare atomen
Omdat de meeste elementen slechts één of twee isotopen hebben die radioactief zijn, is het gebruikelijk om een specifiek type in de aanduidingen aan te geven, en niet het hele element als geheel. Lood is bijvoorbeeld gewoon een stof. Als we er rekening mee houden dat het een radioactief metaal is, dan:zou bijvoorbeeld "lead-207" moeten worden genoemd.
De halfwaardetijden van de betreffende deeltjes kunnen sterk variëren. Er zijn isotopen die maar 0,032 seconden bestaan. Maar op gelijke voet met hen zijn er die miljoenen jaren in de ingewanden van de aarde vergaan.
Radioactieve metalen lijst
Een volledige lijst van alle elementen die tot de beschouwde groep behoren, kan behoorlijk indrukwekkend zijn, omdat het in totaal ongeveer 80 metalen omvat. Allereerst zijn dit allemaal degenen die na lood in het periodiek systeem staan, inclusief de groep van lanthaniden en actiniden. Dat wil zeggen, bismut, polonium, astatine, radon, francium, radium, rutherfordium, enzovoort in serienummers.
Boven de aangegeven grens zijn er veel vertegenwoordigers, die elk ook isotopen hebben. Sommigen van hen kunnen echter gewoon radioactief zijn. Daarom is het belangrijk welke variëteiten een chemisch element heeft. Een radioactief metaal, of liever een van zijn isotopenvarianten, wordt in bijna elke vertegenwoordiger van de tabel aangetroffen. Ze hebben bijvoorbeeld:
- calcium;
- selenium;
- hafnium;
- wolfraam;
- osmium;
- bismut;
- indium;
- kalium;
- rubidium;
- zirkonium;
- europium;
- radium en anderen.
Het is dus duidelijk dat er veel elementen zijn die de eigenschappen van radioactiviteit vertonen - de overgrote meerderheid. Sommige zijn veilig vanwege een te lange halfwaardetijd en worden in de natuur gevonden, terwijl andere kunstmatig door de mens zijn gecreëerd.voor verschillende behoeften in wetenschap en technologie en is extreem gevaarlijk voor het menselijk lichaam.
Karakterisering van radium
De naam van het element is gegeven door zijn ontdekkers - de echtgenoten Curie, Pierre en Maria. Het waren deze mensen die voor het eerst ontdekten dat een van de isotopen van dit metaal - radium-226 - de meest stabiele vorm is, die de speciale eigenschappen van radioactiviteit heeft. Dit gebeurde in 1898 en een soortgelijk fenomeen werd pas bekend. De echtgenoten van scheikundigen hebben er zojuist een gedetailleerde studie van gemaakt.
De etymologie van het woord vindt zijn oorsprong in de Franse taal, waarin het klinkt als radium. In totaal zijn 14 isotopische modificaties van dit element bekend. Maar de meest stabiele vormen met massagetallen zijn:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
De vorm 226 heeft een uitgesproken radioactiviteit. Radium zelf is een scheikundig element met nummer 88. Atoommassa [226]. Hoe eenvoudig materie kan bestaan. Het is een zilverwit radioactief metaal met een smeltpunt van ongeveer 6700C.
Vanuit chemisch oogpunt vertoont het een vrij hoge mate van activiteit en kan het reageren met:
- water;
- organische zuren, die stabiele complexen vormen;
- zuurstofvormend oxide.
Eigenschappen en toepassingen
Radium is ook een chemisch element dat een reeks zouten vormt. De nitriden, chloriden, sulfaten, nitraten, carbonaten, fosfaten en chromaten zijn bekend. Er zijn ook dubbelzouten met wolfraam enberyllium.
Het feit dat radium-226 gevaarlijk kan zijn voor de gezondheid, herkende de ontdekker Pierre Curie niet meteen. Hij slaagde er echter in dit te verifiëren toen hij een experiment uitvoerde: een dag liep hij met een reageerbuis met metaal vastgebonden aan de schouder van zijn arm. Een niet-genezende zweer verscheen op de plaats van contact met de huid, waar de wetenschapper niet meer dan twee maanden vanaf kon komen. De echtgenoten weigerden hun experimenten met het fenomeen radioactiviteit niet, en daarom stierven beiden aan een grote dosis straling.
Naast negatief te zijn, zijn er een aantal gebieden waar radium-226 wordt gebruikt en gunstig is:
- Verschuivingsindicator oceaanwater.
- Wordt gebruikt om de hoeveelheid uranium in het gesteente te bepalen.
- Inbegrepen in lichtmengsels.
- Gebruikt in de geneeskunde om therapeutische radonbaden te vormen.
- Wordt gebruikt om elektrische ladingen te verwijderen.
- Met zijn hulp wordt foutdetectie van gietstukken uitgevoerd en worden naden van onderdelen gelast.
Plutonium en zijn isotopen
Dit element werd in de jaren veertig van de twintigste eeuw ontdekt door Amerikaanse wetenschappers. Het werd voor het eerst geïsoleerd uit uraniumerts, waarin het werd gevormd uit neptunium. Dit laatste is het gevolg van het verval van de uraniumkern. Dat wil zeggen, ze zijn allemaal nauw met elkaar verbonden door gemeenschappelijke radioactieve transformaties.
Er zijn verschillende stabiele isotopen van dit metaal. De meest voorkomende en praktisch belangrijke variëteit is echter plutonium-239. Bekende chemische reacties hiervanmetaal c:
- zuurstof,
- zuren;
- water;
- alkali;
- halogenen.
Wat zijn fysieke eigenschappen betreft, is plutonium-239 een bros metaal met een smeltpunt van 6400C. De belangrijkste methoden om het lichaam te beïnvloeden zijn de geleidelijke vorming van oncologische ziekten, ophoping in de botten en het veroorzaken van hun vernietiging, longziekten.
Het toepassingsgebied is voornamelijk de nucleaire industrie. Het is bekend dat bij het verval van één gram plutonium-239 zo'n hoeveelheid warmte vrijkomt die vergelijkbaar is met 4 ton verbrande steenkool. Daarom wordt dit type metaal zo veel gebruikt in reacties. Nucleair plutonium is een energiebron in kernreactoren en thermonucleaire bommen. Het wordt ook gebruikt bij de vervaardiging van accu's voor elektrische energie, waarvan de levensduur vijf jaar kan bedragen.
Uranium is een bron van straling
Dit element werd in 1789 ontdekt door de Duitse chemicus Klaproth. Pas in de 20e eeuw slaagden mensen erin om de eigenschappen ervan te verkennen en te leren hoe ze ze in de praktijk konden brengen. Het belangrijkste onderscheidende kenmerk is dat radioactief uranium in staat is kernen te vormen tijdens natuurlijk verval:
- lead-206;
- krypton;
- plutonium-239;
- lead-207;
- xenon.
In de natuur is dit metaal lichtgrijs van kleur, heeft een smeltpunt van meer dan 11000C. Gevonden in mineralen:
- Uraniummica.
- Uraninite.
- Nasturan.
- Authenticatie.
- Tyuyanmunit.
Er zijn drie stabiele natuurlijke isotopen en 11 kunstmatig gesynthetiseerde isotopen bekend, met massagetallen van 227 tot 240.
In de industrie wordt radioactief uranium veel gebruikt, dat snel kan vergaan als er energie vrijkomt. Het wordt dus gebruikt:
- in geochemie;
- mijnbouw;
- kernreactoren;
- bij de vervaardiging van kernwapens.
Het effect op het menselijk lichaam is niet anders dan de eerder overwogen metalen - accumulatie leidt tot een verhoogde stralingsdosis en het optreden van kankergezwellen.
Transuranische elementen
De belangrijkste metalen na uranium in het periodiek systeem zijn de metalen die recentelijk zijn ontdekt. Letterlijk in 2004 werden bronnen gepubliceerd die de geboorte van het 115e element van het periodiek systeem bevestigen.
Ze werden het meest radioactieve metaal dat we tegenwoordig kennen - ununpentium (Uup). De eigenschappen ervan zijn tot nu toe onontgonnen, omdat de halfwaardetijd 0,032 seconden is! Het is gewoon onmogelijk om de details van de structuur en de gemanifesteerde kenmerken onder dergelijke omstandigheden te overwegen en te onthullen.
De radioactiviteit is echter vele malen hoger dan de indicatoren van het tweede element in termen van deze eigenschap - plutonium. Niettemin is het niet ununpentium dat in de praktijk wordt gebruikt, maar zijn "langzamere" kameraden in de tabel - uranium, plutonium, neptunium, polonium en anderen.
Een ander element - unbibium - bestaat theoretisch, maar om het te bewijzenpraktisch kunnen wetenschappers uit verschillende landen dat sinds 1974 niet meer. De laatste poging werd gedaan in 2005, maar werd niet bevestigd door de algemene raad van chemici.
Thorium
Het werd in de 19e eeuw ontdekt door Berzelius en vernoemd naar de Scandinavische god Thor. Het is een zwak radioactief metaal. Vijf van de 11 isotopen hebben deze functie.
De belangrijkste toepassing in kernenergie is niet gebaseerd op het vermogen om tijdens verval een enorme hoeveelheid thermische energie uit te stoten. De eigenaardigheid is dat thoriumkernen in staat zijn om neutronen te vangen en om te zetten in uranium-238 en plutonium-239, die al direct in kernreacties terechtkomen. Daarom kan thorium ook worden toegeschreven aan de groep metalen die we overwegen.
Polonium
Zilver-wit radioactief metaal nummer 84 in het periodiek systeem. Het werd ontdekt door dezelfde vurige onderzoekers van radioactiviteit en alles wat ermee te maken heeft, de echtgenoten Marie en Pierre Curie in 1898. Het belangrijkste kenmerk van deze stof is dat deze ongeveer 138,5 dagen vrij bestaat. Dat wil zeggen, dit is de halfwaardetijd van dit metaal.
Het wordt in de natuur gevonden als onderdeel van uranium en andere ertsen. Het wordt gebruikt als een energiebron en is behoorlijk krachtig. Het is een strategisch metaal, omdat het wordt gebruikt om kernwapens te maken. De hoeveelheid is strikt beperkt en staat onder controle van elke staat.
Ook gebruikt voor luchtionisatie, het elimineren van statische elektriciteit in de kamer, bij de vervaardiging van ruimtekachels en andere soortgelijke items.
Effect op het menselijk lichaam
Alle radioactieve metalen hebben het vermogen om de menselijke huid binnen te dringen en zich op te hopen in het lichaam. Ze worden heel slecht uitgescheiden met afvalproducten, ze worden helemaal niet uitgescheiden met zweet.
Na verloop van tijd beginnen ze de luchtwegen, de bloedsomloop en het zenuwstelsel aan te tasten, waardoor ze onomkeerbare veranderingen veroorzaken. Ze tasten cellen aan, waardoor ze niet goed functioneren. Als gevolg hiervan treden de vorming van kwaadaardige tumoren en oncologische ziekten op.
Daarom is elk radioactief metaal een groot gevaar voor de mens, vooral als we erover praten in hun pure vorm. Raak ze niet met onbeschermde handen aan en blijf met ze binnenshuis zonder speciale beschermingsmiddelen.
