Պարբերական համակարգի բոլոր տարրերի մեջ զգալի մասը պատկանում է նրանց, որոնց մասին շատերը խոսում են վախով։ Էլ ինչպե՞ս։ Ի վերջո, դրանք ռադիոակտիվ են, ինչը նշանակում է անմիջական սպառնալիք մարդու առողջության համար։
Եկեք փորձենք պարզել, թե կոնկրետ որ տարրերն են վտանգավոր և որոնք են, ինչպես նաև պարզենք, թե որն է դրանց վնասակար ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա։
Ռադիոակտիվ տարրերի խմբի ընդհանուր հայեցակարգ
Այս խումբը ներառում է մետաղներ։ Դրանք շատ են, դրանք գտնվում են պարբերական համակարգում կապարից անմիջապես հետո և մինչև վերջին բջիջը։ Հիմնական չափանիշը, որով ընդունված է այս կամ այն տարրը վերագրել ռադիոակտիվ խմբին, նրա որոշակի կիսամյակ ունենալու կարողությունն է։
Այլ կերպ ասած՝ ռադիոակտիվ քայքայումը մետաղի միջուկի փոխակերպումն է մեկ այլ՝ երեխայի, որն ուղեկցվում է որոշակի տեսակի ճառագայթման արտանետմամբ։ Միևնույն ժամանակ որոշ տարրեր փոխակերպվում են մյուսների։
Ռադիոակտիվ մետաղ է համարվում այն մետաղը, որի առնվազն մեկ իզոտոպը ռադիոակտիվ է: Նույնիսկ եթե բոլոր սորտերըկլինեն վեց, և միևնույն ժամանակ նրանցից միայն մեկը կլինի այս հատկության կրողը, ամբողջ տարրը կհամարվի ռադիոակտիվ։
Ճառագայթման տեսակներ
Քայքայման ժամանակ մետաղներից արտանետվող ճառագայթման հիմնական տեսակներն են՝
- ալֆա մասնիկներ;
- բետա մասնիկներ կամ նեյտրինոյի քայքայում;
- իզոմերի անցում (գամմա ճառագայթներ).
Այսպիսի տարրերի գոյության երկու տարբերակ կա. Առաջինը բնական է, այսինքն, երբ ռադիոակտիվ մետաղը հայտնվում է բնության մեջ և ամենապարզ ձևով, արտաքին ուժերի ազդեցությամբ, ժամանակի ընթացքում այն վերածվում է այլ ձևերի (ցույց է տալիս իր ռադիոակտիվությունը և քայքայվում):
Երկրորդ խումբը գիտնականների կողմից արհեստականորեն ստեղծված մետաղներ են, որոնք ունակ են արագ քայքայվելու և մեծ քանակությամբ ճառագայթման հզոր արձակման: Սա արվում է գործունեության որոշակի ոլորտներում օգտագործելու համար: Այն կայանքները, որոնցում միջուկային ռեակցիաներ են առաջանում մի տարրից մյուսի փոխակերպմամբ, կոչվում են սինխրոֆազոտրոններ։
Կիսամյակի նշված երկու մեթոդների միջև տարբերությունն ակնհայտ է. երկու դեպքում էլ այն ինքնաբուխ է, սակայն միայն արհեստականորեն ստացված մետաղներն են ճշգրիտ միջուկային ռեակցիաներ տալիս քայքայման գործընթացում։
Նման ատոմների հիմնական նշանակում
Քանի որ տարրերից շատերն ունեն միայն մեկ կամ երկու իզոտոպ, որոնք ռադիոակտիվ են, ընդունված է նշել կոնկրետ տեսակը, այլ ոչ թե ամբողջ տարրը որպես ամբողջություն: Օրինակ՝ կապարը պարզապես նյութ է։ Եթե հաշվի առնենք, որ դա ռադիոակտիվ մետաղ է, ապապետք է կոչվի, օրինակ, «կապար-207»:
Քննարկվող մասնիկների կիսատ կյանքը կարող է շատ տարբեր լինել: Կան իզոտոպներ, որոնք գոյություն ունեն ընդամենը 0,032 վայրկյան: Բայց նրանց հետ հավասար կան այնպիսիք, որոնք միլիոնավոր տարիներ քայքայվում են երկրի ընդերքում:
Ռադիոակտիվ մետաղների ցուցակ
Քննարկվող խմբին պատկանող բոլոր տարրերի ամբողջական ցանկը կարող է բավականին տպավորիչ լինել, քանի որ ընդհանուր առմամբ այն ներառում է մոտ 80 մետաղ։ Առաջին հերթին դրանք բոլորն են, որոնք կանգնած են կապարի հետևից պարբերական համակարգում՝ ներառյալ լանթանիդների և ակտինիդների խումբը։ Այսինքն՝ բիսմուտ, պոլոնիում, աստատին, ռադոն, ֆրանցիում, ռադիում, ռուտերֆորդիում և այլն՝ սերիական համարներով։
Նշված եզրագծի վերևում կան բազմաթիվ ներկայացուցիչներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի նաև իզոտոպներ։ Այնուամենայնիվ, դրանցից մի քանիսը կարող են լինել միայն ռադիոակտիվ: Ուստի կարևոր է, թե ինչ տեսակներ ունի քիմիական տարրը։ Ռադիոակտիվ մետաղ, ավելի ճիշտ՝ նրա իզոտոպային տեսակներից մեկը, հանդիպում է աղյուսակի գրեթե յուրաքանչյուր ներկայացուցչի մեջ։ Օրինակ, նրանք ունեն՝
- կալցիում;
- սելեն;
- հաֆնիում;
- վոլֆրամ;
- օսմիում;
- բիսմուտ;
- indium;
- կալիում;
- ռուբիդիում;
- ցիրկոնիում;
- եվրոպիա;
- ռադիում և այլն։
Այսպիսով, ակնհայտ է, որ կան բազմաթիվ տարրեր, որոնք ցուցադրում են ռադիոակտիվության հատկությունները` ճնշող մեծամասնությունը: Դրանցից ոմանք անվտանգ են չափազանց երկար կիսամյակի պատճառով և հանդիպում են բնության մեջ, իսկ մյուսները արհեստականորեն ստեղծված են մարդու կողմից:գիտության և տեխնիկայի տարբեր կարիքների համար և չափազանց վտանգավոր է մարդու օրգանիզմի համար։
Ռադիումի բնութագրում
Տարրի անունը տվել են նրա հայտնաբերողները՝ Կյուրիի ամուսինները՝ Պիեռը և Մարիան: Հենց այս մարդիկ առաջին անգամ հայտնաբերեցին, որ այս մետաղի իզոտոպներից մեկը՝ ռադիում-226-ը, ամենակայուն ձևն է, որն ունի ռադիոակտիվության հատուկ հատկություններ։ Դա տեղի է ունեցել 1898 թվականին, և նմանատիպ երևույթը միայն հայտնի է դարձել։ Քիմիկոսների ամուսինները հենց նոր մանրակրկիտ ուսումնասիրեցին այն։
Բառի ստուգաբանությունն իր արմատները վերցրել է ֆրանսերենից, որում այն հնչում է որպես ռադիում: Ընդհանուր առմամբ հայտնի է այս տարրի 14 իզոտոպային փոփոխություն։ Բայց զանգվածային թվերով ամենակայուն ձևերն են՝
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
226 ձևն ունի ընդգծված ռադիոակտիվություն: Ռադիումն ինքնին 88 համարով քիմիական տարր է: Ատոմային զանգված [226]: Որքա՜ն պարզ նյութն ընդունակ է գոյության։ Այն արծաթափայլ ռադիոակտիվ մետաղ է, որի հալման կետը կազմում է մոտ 6700C:
Քիմիական տեսակետից այն ցուցաբերում է բավականին բարձր ակտիվություն և կարող է արձագանքել՝
- ջուր;
- օրգանական թթուներ՝ ձևավորելով կայուն բարդույթներ;
- թթվածին ձևավորող օքսիդ.
Հատկություններ և հավելվածներ
Նաև, ռադիումը քիմիական տարր է, որը կազմում է մի շարք աղեր: Հայտնի են նրա նիտրիդները, քլորիդները, սուլֆատները, նիտրատները, կարբոնատները, ֆոսֆատները, քրոմատները։ կան նաև վոլֆրամով կրկնակի աղեր ևբերիլիում.
Այն, որ ռադիում-226-ը կարող է վտանգավոր լինել առողջության համար, նրա հայտնագործող Պիեռ Կյուրին անմիջապես չճանաչեց: Սակայն դա նրան հաջողվել է ճշտել, երբ փորձ է արել. մեկ օր նա քայլել է թեւին ուսին մետաղով կապված փորձանոթով։ Մաշկի հետ շփման տեղում չբուժող խոց է առաջացել, որից գիտնականը չի կարողացել ազատվել ավելի քան երկու ամիս։ Ամուսինները չեն հրաժարվել ռադիոակտիվության երևույթի վերաբերյալ իրենց փորձերից և այդ պատճառով երկուսն էլ մահացել են ճառագայթման մեծ չափաբաժնից։
Բացասական լինելուց բացի, կան մի շարք ոլորտներ, որտեղ օգտագործվում է ռադիում-226 և օգտակար.
- Օվկիանոսի ջրի մակարդակի փոփոխության ցուցիչ։
- Օգտագործվում է ապարում ուրանի քանակությունը որոշելու համար:
- Ներառված է լուսավորման խառնուրդներում:
- Օգտագործվում է բժշկության մեջ՝ բուժական ռադոնային բաղնիքներ ձևավորելու համար։
- Օգտագործվում է էլեկտրական լիցքերը հեռացնելու համար։
- Դրա օգնությամբ կատարվում է ձուլվածքների թերությունների հայտնաբերում և մասերի կարերի եռակցում։
Պլուտոնիումը և նրա իզոտոպները
Այս տարրը հայտնաբերվել է 20-րդ դարի քառասունական թվականներին ամերիկացի գիտնականների կողմից։ Այն առաջին անգամ մեկուսացվել է ուրանի հանքաքարից, որում առաջացել է նեպտունիումից։ Վերջինս ուրանի միջուկի քայքայման արդյունք է։ Այսինքն՝ դրանք բոլորը սերտորեն փոխկապակցված են ընդհանուր ռադիոակտիվ փոխակերպումների միջոցով։
Այս մետաղի մի քանի կայուն իզոտոպներ կան: Այնուամենայնիվ, ամենատարածված և գործնականում կարևոր սորտը պլուտոնիում-239 է: Սրա հայտնի քիմիական ռեակցիաներըմետաղական գ:
- թթվածին,
- թթուներ;
- ջուր;
- ալկալի;
- հալոգեններ.
Իր ֆիզիկական հատկությունների առումով պլուտոնիում-239-ը փխրուն մետաղ է, որի հալման կետը 6400C է: Օրգանիզմի վրա ազդելու հիմնական մեթոդներն են ուռուցքաբանական հիվանդությունների աստիճանական ձևավորումը, ոսկորներում կուտակումը և դրանց ոչնչացման պատճառ դառնալը, թոքերի հիվանդությունները։
Օգտագործման ոլորտը հիմնականում միջուկային արդյունաբերությունն է։ Հայտնի է, որ մեկ գրամ պլուտոնիում-239-ի քայքայման ժամանակ այնպիսի ջերմություն է արտազատվում, որը համեմատելի է 4 տոննա այրված ածխի հետ։ Այդ իսկ պատճառով մետաղի այս տեսակն այդքան լայնորեն կիրառվում է ռեակցիաներում։ Միջուկային պլուտոնիումը էներգիայի աղբյուր է միջուկային ռեակտորներում և ջերմամիջուկային ռումբերում։ Այն նաև օգտագործվում է էլեկտրաէներգիայի կուտակիչ մարտկոցների արտադրության մեջ, որոնց ծառայության ժամկետը կարող է հասնել հինգ տարվա։
Ուրանը ճառագայթման աղբյուր է
Այս տարրը հայտնաբերվել է 1789 թվականին գերմանացի քիմիկոս Կլապրոտի կողմից։ Այնուամենայնիվ, մարդկանց հաջողվեց ուսումնասիրել դրա հատկությունները և սովորել, թե ինչպես դրանք կիրառել միայն 20-րդ դարում: Հիմնական տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ ռադիոակտիվ ուրանը կարող է միջուկներ ձևավորել բնական քայքայման ժամանակ՝
- առաջատար-206;
- կրիպտոն;
- պլուտոնիում-239;
- առաջատար-207;
- քսենոն.
Բնության մեջ այս մետաղը բաց մոխրագույն գույն ունի, հալման ջերմաստիճանը գերազանցում է 11000C: Հայտնաբերված է հանքանյութերում՝
- Ուրանի միկա.
- Ուրանիիտ.
- Նաստուրան.
- Նույնականացում։
- Տյույանմունիտ.
Հայտնի են երեք կայուն բնական իզոտոպներ և 11 արհեստականորեն սինթեզված իզոտոպներ՝ 227-ից մինչև 240 զանգվածային թվերով։
Արդյունաբերության մեջ ռադիոակտիվ ուրան լայնորեն օգտագործվում է, որն ունակ է արագ քայքայվել էներգիայի արտազատման հետ մեկտեղ: Այսպիսով, այն օգտագործվում է:
- երկրաքիմիայում;
- հանքարդյունաբերություն;
- միջուկային ռեակտորներ;
- միջուկային զենքի արտադրության մեջ.
Ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա չի տարբերվում նախկինում դիտարկվող մետաղներից. կուտակումը հանգեցնում է ճառագայթման չափաբաժնի ավելացման և քաղցկեղային ուռուցքների առաջացման:
Տրանսուրանական տարրեր
Պարբերական աղյուսակում ուրանի հաջորդող մետաղներից ամենակարևորը նրանք են, որոնք վերջերս են հայտնաբերվել: Բառացիորեն 2004 թվականին հրապարակվեցին աղբյուրներ, որոնք հաստատում էին պարբերական համակարգի 115-րդ տարրի ծնունդը։
Դրանք դարձան մեր օրերում հայտնի ամենառադիոակտիվ մետաղը՝ ununpentium (Uup): Նրա հատկությունները մինչ այժմ մնում են չուսումնասիրված, քանի որ կիսամյակի տևողությունը 0,032 վայրկյան է: Նման պայմաններում ուղղակի անհնար է դիտարկել և բացահայտել կառուցվածքի մանրամասները և դրսևորվող առանձնահատկությունները։
Սակայն նրա ռադիոակտիվությունը այս հատկության առումով մի քանի անգամ գերազանցում է երկրորդ տարրի՝ պլուտոնիումի ցուցանիշները։ Այնուամենայնիվ, գործնականում օգտագործվում է ոչ թե ունունպենտիումը, այլ սեղանի նրա «դանդաղ» ընկերները՝ ուրան, պլուտոնիում, նեպտունիում, պոլոնիում և այլն։
Մեկ այլ տարր՝ ունբիբիումը, տեսականորեն գոյություն ունի, բայց դա ապացուցելու համարգործնականում տարբեր երկրների գիտնականները չեն կարող սկսած 1974թ. Վերջին փորձն արվել է 2005 թվականին, սակայն չի հաստատվել քիմիկոսների գլխավոր խորհրդի կողմից։
Թորիում
Այն հայտնաբերվել է դեռևս 19-րդ դարում Բերցելիուսի կողմից և անվանվել է սկանդինավյան աստծո Թոր անունով։ Թույլ ռադիոակտիվ մետաղ է։ Նրա 11 իզոտոպներից հինգն ունեն այս հատկությունը։
Ատոմային էներգիայի հիմնական կիրառումը հիմնված չէ քայքայման ժամանակ հսկայական քանակությամբ ջերմային էներգիա արտանետելու ունակության վրա: Առանձնահատկությունն այն է, որ թորիումի միջուկներն ունակ են որսալ նեյտրոնները և վերածվել ուրան-238-ի և պլուտոնիում-239-ի, որոնք արդեն ուղղակիորեն մտնում են միջուկային ռեակցիաներ։ Հետևաբար, թորիումը կարող է վերագրվել նաև այն մետաղների խմբին, որը մենք դիտարկում ենք։
Պոլոնիում
Արծաթ-սպիտակ ռադիոակտիվ մետաղ թիվ 84 պարբերական համակարգում։ Այն հայտնաբերել են ռադիոակտիվության և դրա հետ կապված ամեն ինչի նույն ջերմեռանդ հետազոտողները՝ ամուսիններ Մարի և Պիեռ Կյուրիները 1898 թվականին։ Այս նյութի հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ այն ազատորեն գոյություն ունի մոտ 138,5 օր։ Այսինքն՝ սա այս մետաղի կիսամյակն է։
Բնության մեջ հանդիպում է որպես ուրանի և այլ հանքաքարերի մաս: Այն օգտագործվում է որպես էներգիայի աղբյուր և բավականին հզոր։ Այն ռազմավարական մետաղ է, քանի որ օգտագործվում է միջուկային զենք պատրաստելու համար։ Քանակը խիստ սահմանափակ է և գտնվում է յուրաքանչյուր նահանգի հսկողության ներքո։
Օգտագործվում է նաև օդի իոնացման համար՝ վերացնելով ստատիկ էլեկտրականությունը սենյակում, տարածության արտադրության մեջջեռուցիչներ և այլ նմանատիպ իրեր։
Ազդեցություն մարդու մարմնի վրա
Բոլոր ռադիոակտիվ մետաղներն ունեն մարդու մաշկ թափանցելու և օրգանիզմում կուտակվելու հատկություն։ Դրանք շատ վատ են արտազատվում թափոնների հետ, ընդհանրապես չեն արտազատվում քրտինքով։
Ժամանակի ընթացքում սկսում են ազդել շնչառական, շրջանառու, նյարդային համակարգերի վրա՝ առաջացնելով դրանցում անդառնալի փոփոխություններ։ Նրանք ազդում են բջիջների վրա՝ ստիպելով նրանց սխալ գործել։ Արդյունքում առաջանում են չարորակ ուռուցքների, ուռուցքաբանական հիվանդություններ։
Հետևաբար, յուրաքանչյուր ռադիոակտիվ մետաղ մեծ վտանգ է ներկայացնում մարդկանց համար, հատկապես, եթե խոսենք դրանց մասին իրենց մաքուր տեսքով։ Մի դիպչեք դրանց անպաշտպան ձեռքերով և եղեք տանը՝ առանց հատուկ պաշտպանիչ սարքավորումների։
