Радыеактыўны метал і яго ўласцівасці. Які самы радыеактыўны метал

Сярод усіх элементаў перыядычнай сістэмы значная частка належыць такім, пра якія большасць людзей кажуць са страхам. А як жа інакш? Бо яны з'яўляюцца радыеактыўнымі, а гэта азначае прамую пагрозу здароўю людзей.

Паспрабуем разабрацца, якія ж менавіта элементы з'яўляюцца небяспечнымі, і што яны сабой уяўляюць, а таксама высвятлім, у чым заключаецца іх шкоднаснае дзеянне на арганізм чалавека.

Агульнае паняцце пра гурт радыеактыўных элементаў

У дадзеную групу ўваходзяць металы. Іх досыць шмат, размяшчаюцца яны ў перыядычнай сістэме адразу пасля свінцу і да самай апошняй вочка. Галоўны крытэр, па якім прынята адносіць той ці іншы элемент да групы радыеактыўных, - гэта яго здольнасць валодаць вызначаным перыядам паўраспаду.

Іншымі словамі, радыеактыўны распад - гэта пераўтварэнне ядра металу ў іншае, даччынае, якое суправаджаецца выпусканнем выпраменьвання пэўнага выгляду. Пры гэтым адбываюцца ператварэння адных элементаў у іншыя.

Радыеактыўны метал - гэта той, у якога хоць бы адзін ізатоп з'яўляецца такім. Нават калі ўсяго разнавіднасцяў будзе шэсць, і пры гэтым толькі адна з іх будзе носьбітам дадзенага ўласцівасці, увесь элемент стане лічыцца радыеактыўным.

віды выпраменьванняў

Асноўнымі варыянтамі выпраменьвання, якое выпускае металамі пры распаду, з'яўляюцца:

• альфа-часціцы;
• бэта-часціцы або нейтрынны распад;
• изомерный пераход (гама-прамяні).

Ёсць два варыянты існавання падобных элементаў. Першы - гэта натуральны, гэта значыць калі радыеактыўны метал сустракаецца ў прыродзе і самым простым шляхам пад уплывам знешніх сіл з цягам часу пераўтворыцца ў іншыя формы (праяўляе сваю радыеактыўнасць і распадаецца).

Другая група - гэта штучна створаныя навукоўцамі металы, здольныя да хуткага распаду і магутнаму вылучэнню вялікай колькасці радыяцыйнага выпраменьвання. Робіцца гэта для выкарыстання ў пэўных сферах дзейнасці. Ўстаноўкі, у якіх вырабляюцца ядзерныя рэакцыі па ператварэнням адных элементаў у іншыя, называюцца сінхрафазатрона.

Розніца паміж двума пазначанымі спосабамі паўраспаду відавочная: у абодвух выпадках ён самаадвольны, аднак толькі штучна атрыманыя металы даюць менавіта ядзерныя рэакцыі ў працэсе деструктуризации.

Асновы абазначэння падобных атамаў

Так як у большай часткі элементаў толькі адзін ці два ізатопа з'яўляюцца радыеактыўнымі, прынята паказваць канкрэтны выгляд пры пазначэннях, а не ўвесь элемент у цэлым. Напрыклад, свінец - гэта проста рэчыва. Калі ж браць пад увагу, што ён - радыеактыўны метал, то варта называць яго, напрыклад, "свінец-207".

Перыяды паўраспаду разгляданых часціц могуць моцна вар'іравацца. Ёсць ізатопы, якія існуюць толькі 0,032 секунды. Але нароўні з імі сустракаюцца і тыя, што распадаюцца мільёны гадоў у зямных нетрах.

Радыёактыўныя металы: спіс

Поўны пералік ўсіх належаць да разгляданай групе элементаў можа быць дастаткова вялікім, бо ўсё да яе ставяцца каля 80 металаў. У першую чаргу гэта ўсё, што стаяць у перыядычнай сістэме пасля свінцу, уключаючы групу лантаноидов і актиноидов. Гэта значыць вісмута, палоній, астат, радон, Францыя, радый, Рэзерфорда і гэтак далей па парадкавым нумарам.

Вышэй пазначанай мяжы размяшчаецца мноства прадстаўнікоў, кожны з якіх таксама мае ізатопы. Пры гэтым некаторыя з іх могуць быць як раз радыёактыўнымі. Таму важна, якія разнавіднасці мае хімічны элемент. Радыеактыўны метал, дакладней адна з яго ізатопных разнавіднасцяў, ёсць практычна ў кожнага прадстаўніка табліцы. Напрыклад, іх маюць:

• кальцый;
• селен;
• гафнія;
• вальфрам;
• осмий;
• вісмут;
• індый;
• калій;
• рубідый;
• цырконій;
• эўропій;
• радый і іншыя.

Такім чынам, відавочна, што элементаў, якія выяўляюць ўласцівасці радыеактыўнасці, вельмі шмат - пераважная большасць. Частка з іх бяспечная з-за занадта доўгага перыяду паўраспаду і ўтрымліваецца ў прыродзе, другая ж створана штучна чалавекам для розных патрэб у навуцы і тэхніцы і з'яўляецца вельмі небяспечнай для арганізма людзей.

характарыстыка радыя

Назва элементу дадзена яго першаадкрывальнікамі - мужамі Кюры, П'ерам і Марыяй. Менавіта гэтыя людзі ўпершыню выявілі, што адзін з ізатопаў гэтага металу - радый-226 - гэта найбольш ўстойлівая форма, якая валодае адмысловымі ўласцівасцямі радыеактыўнасці. Гэта адбылося ў 1898 годзе, і аб падобным з'яве толькі стала вядома. Падрабязным яго вывучэннем якраз і заняліся жонкі хімікі.

Этымалогія слова бярэ карані з французскай мовы, на якім яно гучыць як radium. Усяго вядома 14 ізатопных мадыфікацый дадзенага элемента. Але найбольш устойлівыя формы з масавымі лікамі:

• 220;
• 223;
• 224;
• 226;
• 228.

Ярка выяўленай радыеактыўнасць валодае форма 226. Сам па сабе радый - хімічны элемент пад нумарам 88. Атамная маса [226]. Як простае рэчыва здольны да існавання. Ўяўляе сабой серабрыста-белы радыеактыўны метал з тэмпературай плаўлення каля 670 ⁰ С.

З хімічнага пункта гледжання праяўляе досыць высокую ступень актыўнасці і здольны рэагаваць з:

• вадой;
• арганічнымі кіслотамі, фарміруючы ўстойлівыя комплексы;
• кіслародам, утворачы аксід.

Ўласцівасці і прымяненне

Таксама радый - хімічны элемент, які фармуе шэраг соляў. Вядомыя яго нітрыды, хларыды, сульфаты, нітраты, карбанаты, фасфаты, храмата. Таксама ёсць падвойныя солі з Вальфрамам і берылію.

Тое, што радый-226 можа быць небяспечны для здароўя, яго першаадкрывальнік П'ер Кюры даведаўся не адразу. Аднак здолеў пераканацца ў гэтым, калі правёў эксперымент: суткі ён хадзіў з прывязанай да плечавы частцы рукі прабіркай з металам. На месцы кантакту са скурай з'явілася незагойная язва, пазбавіцца ад якой навуковец не мог больш за два месяцы. Ад сваіх эксперыментаў над з'явай радыеактыўнасці муж і жонка не адмовіліся, таму і памерлі абодва ад вялікай дозы апрамянення.

Акрамя адмоўнага значэння, існуе і шэраг абласцей, у якіх радый-226 знаходзіць прымяненне і прыносіць карысць:

1. Індыкатар зрушэння ўзроўню акіянскіх вод.
2. Выкарыстоўваецца для вызначэння колькасці ўрану ў пародзе.
3. Уваходзіць у склад асвятляльных сумесяў.
4. У медыцыне выкарыстоўваецца для фарміравання лячэбных радоновых ваннаў.
5. Ўжываюць з мэтай зняцця электрычных зарадаў.
6. З яго дапамогай праводзіцца дэфектаскапія ліцця і зварваюцца швы дэталяў.

Плутоній і яго ізатопы

Дадзены элемент быў адкрыты ў саракавых гадах XX стагоддзя амерыканскімі навукоўцамі. Упершыню яго вылучылі з уранавай руды, у якой ён сфармаваўся з Нептун. Апошні пры гэтым - вынік распаду ўранавага ядра. То бок, усе яны паміж сабой цесна ўзаемазвязаны агульнымі радыеактыўнымі ператварэннямі.

Існуе некалькі ўстойлівых ізатопаў дадзенага металу. Аднак найбольш распаўсюджанай і важнай практычна разнавіднасцю з'яўляецца плутоній-239. Вядомыя хімічныя рэакцыі дадзенага металу з:

• кіслародам,
• кіслотамі;
• вадой;
• шчолачамі;
• галагенавыя.

Па сваіх фізічных уласцівасцях плутоній-239 з'яўляецца далікатным металам з тэмпературай плаўлення 640 ⁰ С. Асноўныя спосабы ўздзеяння на арганізм - гэта паступовае фарміраванне анкалагічных захворванняў, назапашванне ў касцях і выкліканне іх разбурэння, захворвання лёгкіх.

Вобласць выкарыстання - у асноўным ядзерная прамысловасць. Вядома, што пры распадзе аднаго грама плутонію-239 вылучаецца такая колькасць цеплыні, якое параўнальна з 4-ма тонамі згарэлага вугалю. Менавіта таму гэты выгляд металу знаходзіць такое шырокае прымяненне ў рэакцыях. Ядзерны плутоній - крыніца энергіі ў атамных рэактарах і тэрмаядзерных бомбах. Ён жа выкарыстоўваецца пры вырабе электрычных акумулятараў энергіі, тэрмін службы якіх можа дасягаць пяці гадоў.

Ўран - крыніца радыяцыі

Дадзены элемент быў адкрыты ў 1789 годзе хімікам з Германіі Клапротом. Аднак даследаваць яго ўласцівасці і навучыцца прымяняць іх на практыцы людзі здолелі толькі ў XX стагоддзі. Асноўная адметная асаблівасць у тым, што радыеактыўны ўран здольны пры натуральным распадзе ўтвараць ядра:

• свінцу-206;
• крыптону;
• плутонію-239;
• свінцу-207;
• ксэнону.

У прыродзе гэты метал светла-шэрага колеру, валодае тэмпературай плаўлення звыш 1100 ⁰ С. Сустракаецца ў складзе мінералаў:

1. Уранавыя слюдки.
2. Уранинит.
3. Настуран.
4. Отенит.
5. Тюянмунит.

Вядомыя тры стабільных прыродных ізатопа і 11 штучна сінтэзаваных, з масавымі лікамі ад 227 да 240.

У прамысловасці шырока выкарыстоўваецца радыеактыўны ўран, здольны хутка распадацца з вызваленнем энергіі. Так, яго выкарыстоўваюць:

• у геахіміі;
• горным справе;
• ядзерных рэактарах;
• пры вырабе ядзернай зброі.

Ўплыў на арганізм чалавека нічым не адрозніваецца ад папярэдніх разгледжаных металаў - назапашванне прыводзіць да падвышанай дозе апраменьвання і ўзнікненню ракавых пухлін.

трансуранавых элементы

Самымі галоўнымі з металаў, якія стаяць ўслед за уранам у перыядычнай сістэме, з'яўляюцца тыя, што былі адкрыты зусім нядаўна. Літаральна ў 2004 годзе ў свет выйшлі крыніцы, якія пацвярджаюць нараджэнне на свет 115 элемента перыядычнай сістэмы.

Ім стаў самы радыеактыўны метал з усіх вядомых на сённяшні дзень - унунпентий (Uup). Яго ўласцівасці застаюцца не вывучанымі да гэтага часу, бо перыяд паўраспаду складае 0,032 секунды! Разгледзець і выявіць падрабязнасці будынка і праяўляюцца, асабліва пры такіх умовах проста немагчыма.

Аднак яго радыеактыўнасць ў шмат разоў пераўзыходзіць паказчыкі другога па дадзенай уласцівасці элемента - плутонію. Тым не менш выкарыстоўваецца на практыцы не унунпентий, а больш "павольныя" яго таварышы па табліцы - уран, плутоній, Няптун, палоній і іншыя.

Яшчэ адзін элемент - унбибий - тэарэтычна існуе, аднак даказаць гэта практычна навукоўцы розных краін не могуць з 1974 года. Апошняя спроба была здзейснена ў 2005 годзе, аднак аказалася не пацверджанай агульным саветам вучоных-хімікаў.

торый

Быў адкрыты яшчэ ў XIX стагоддзі Берцелиусом і названы ў гонар скандынаўскага бога Тора. З'яўляецца слаборадиоактивным металам. Такой асаблівасцю валодаюць пяць з яго 11-ці ізатопаў.

Асноўнае прымяненне ў ядзернай энергетыцы заснаванае не на здольнасці выпускаць велізарная колькасць цеплавой энергіі пры распадзе. Асаблівасць у тым, што ядра торыя здольныя захопліваць нейтроны і ператварацца ў ўран-238 і плутоній-239, якія ўжо і ўступаюць непасрэдна ў ядзерныя рэакцыі. Таму і торый можна аднесці да групы разгляданых намі металаў.

палоній

Серабрыста-белы радыеактыўны метал пад нумарам 84 у перыядычнай сістэме. Адкрыты быў усё тымі ж заўзятымі даследчыкамі радыеактыўнасці і ўсяго, што з ёй звязана, мужам і жонкай Марыяй і П'ерам Кюры ў 1898 годзе. Галоўная асаблівасць гэтага рэчыва ў тым, што яно свабодна існуе каля 138,5 дзён. Гэта значыць такі перыяд паўраспаду дадзенага металу.

У прыродзе сустракаецца ў складзе ўранавых і іншых руд. Выкарыстоўваецца як крыніца энергіі, прычым досыць магутнай. З'яўляецца стратэгічным металам, так як прымяняецца для вырабу ядзернай зброі. Колькасць строга абмежавана і знаходзіцца пад кантролем кожнай дзяржавы.

Таксама выкарыстоўваецца для іянізацыі паветра, ліквідацыі статычнага электрычнасці ў памяшканні, пры вырабе касмічных абагравальнікаў і іншых падобных прадметаў.

Ўздзеянне на арганізм чалавека

Усе радыеактыўныя металы валодаюць здольнасцю пранікаць скрозь скуру чалавека і назапашвацца ўнутры арганізма. Яны вельмі дрэнна выводзяцца з прадуктамі жыццядзейнасці, наогул не выводзяцца з потам.

З часам пачынаюць паражаць дыхальную, крывяносную, нервовую сістэмы, выклікаючы ў іх незваротныя змены. Ўздзейнічаюць на клеткі, прымушаючы іх функцыянаваць няправільна. У выніку адбываецца адукацыя злаякасных пухлін, узнікаюць анкалагічныя захворванні.

Таму кожны радыеактыўны метал - вялікая небяспека для чалавека, асабліва калі казаць пра іх у чыстым выглядзе. Нельга чапаць іх неабароненымі рукамі і знаходзіцца ў памяшканні разам з імі без спецыяльных ахоўных прыстасаванняў.