Trong số tất cả các nguyên tố của bảng tuần hoàn, một phần quan trọng thuộc về những nguyên tố mà hầu hết mọi người đều sợ hãi khi nói đến. Làm thế nào khác? Xét cho cùng, chúng là chất phóng xạ, có nghĩa là mối đe dọa trực tiếp đến sức khỏe con người.
Chúng ta hãy cố gắng tìm ra chính xác những nguyên tố nguy hiểm và chúng là gì, đồng thời tìm hiểu tác hại của chúng đối với cơ thể con người.
Khái niệm chung về nhóm nguyên tố phóng xạ
Nhóm này bao gồm các kim loại. Có rất nhiều trong số chúng, chúng nằm trong hệ thống tuần hoàn ngay sau chì và cho đến ô cuối cùng. Tiêu chí chính mà người ta thường gán cho một hoặc một nguyên tố khác vào nhóm phóng xạ là khả năng có chu kỳ bán rã nhất định của nó.
Nói cách khác, phân rã phóng xạ là sự biến đổi một hạt nhân kim loại thành một hạt nhân con khác, kèm theo đó là sự phát ra một loại bức xạ nhất định. Đồng thời, một số yếu tố được biến đổi thành những yếu tố khác.
Kim loại phóng xạ là kim loại trong đó có ít nhất một đồng vị là chất phóng xạ. Ngay cả khi tất cả các giốngsẽ có sáu và đồng thời chỉ một trong số chúng là vật mang thuộc tính này, toàn bộ nguyên tố sẽ được coi là phóng xạ.
Các loại bức xạ
Các loại bức xạ chính do kim loại phát ra trong quá trình phân rã là:
- hạt alpha;
- hạt beta hoặc phân rã neutrino;
- chuyển tiếp đồng phân (tia gamma).
Có hai lựa chọn cho sự tồn tại của các phần tử như vậy. Loại thứ nhất là tự nhiên, tức là khi một kim loại phóng xạ xuất hiện trong tự nhiên và theo cách đơn giản nhất, dưới tác dụng của ngoại lực, theo thời gian, nó sẽ biến đổi thành các dạng khác (cho thấy tính phóng xạ và sự phân hủy của nó).
Nhóm thứ hai là các kim loại do các nhà khoa học tạo ra nhân tạo, có khả năng phân hủy nhanh và giải phóng một lượng lớn bức xạ mạnh mẽ. Điều này được thực hiện để sử dụng trong các lĩnh vực hoạt động nhất định. Các cơ sở trong đó phản ứng hạt nhân được tạo ra bởi sự biến đổi của nguyên tố này thành nguyên tố khác được gọi là đồng phân tử.
Sự khác biệt giữa hai phương pháp được chỉ định về chu kỳ bán rã là rõ ràng: trong cả hai trường hợp, nó là tự phát, tuy nhiên, chỉ những kim loại thu được nhân tạo mới cho phản ứng hạt nhân chính xác trong quá trình tái cấu trúc.
Ký hiệu cơ bản của các nguyên tử tương tự
Vì hầu hết các nguyên tố chỉ có một hoặc hai đồng vị là chất phóng xạ, nên theo thông lệ, chúng ta phải chỉ ra một loại cụ thể trong các ký hiệu, chứ không phải toàn bộ nguyên tố nói chung. Ví dụ, chì chỉ là một chất. Nếu chúng ta coi đó là một kim loại phóng xạ, thìví dụ: nên được gọi là "lead-207".
Chu kỳ bán rã của các hạt được đề cập có thể khác nhau rất nhiều. Có những đồng vị chỉ tồn tại trong 0,032 giây. Nhưng ngang hàng với họ, có những thứ đã phân hủy hàng triệu năm trong lòng đất.
Danh sách kim loại phóng xạ
Một danh sách đầy đủ tất cả các nguyên tố thuộc nhóm đang được xem xét có thể khá ấn tượng, vì tổng cộng nó bao gồm khoảng 80 kim loại. Trước hết, đây là tất cả những nguyên tố đứng trong hệ thống tuần hoàn sau chì, bao gồm cả nhóm đèn lồng và chất hoạt hóa. Đó là, bitmut, polonium, astatine, radon, franxi, radium, rutherfordium, v.v. theo số sê-ri.
Phía trên đường viền được chỉ định có nhiều đại diện, mỗi đại diện cũng có đồng vị. Tuy nhiên, một số trong số chúng có thể chỉ là chất phóng xạ. Do đó, điều quan trọng là giống cây trồng có một nguyên tố hóa học nào. Một kim loại phóng xạ, hay đúng hơn là một trong những giống đồng vị của nó, được tìm thấy trong hầu hết mọi đại diện của bảng. Ví dụ, họ có:
- canxi;
- selen;
- hafnium;
- vonfram;
- osmium;
- bitmut;
- indium;
- kali;
- rubidi;
- zirconium;
- europium;
- radium và các loại khác.
Như vậy, rõ ràng là có rất nhiều nguyên tố thể hiện các đặc tính của phóng xạ - phần lớn. Một số trong số chúng an toàn do thời gian bán hủy quá dài và được tìm thấy trong tự nhiên, trong khi số khác được con người tạo ra một cách nhân tạo.cho các nhu cầu khác nhau trong khoa học và công nghệ và cực kỳ nguy hiểm cho cơ thể con người.
Đặc điểm của radium
Tên của nguyên tố được đặt bởi những người phát hiện ra nó - vợ chồng Curie, Pierre và Maria. Chính những người này là người đầu tiên phát hiện ra rằng một trong những đồng vị của kim loại này - radium-226 - là dạng bền nhất, có các tính chất đặc biệt của phóng xạ. Điều này xảy ra vào năm 1898, và một hiện tượng tương tự chỉ được biết đến. Vợ chồng của các nhà hóa học vừa mới nghiên cứu chi tiết về nó.
Từ nguyên của từ này bắt nguồn từ tiếng Pháp, trong đó nó phát âm giống như radium. Đã biết tổng cộng 14 biến đổi đồng vị của nguyên tố này. Nhưng các dạng ổn định nhất với số lượng lớn là:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Dạng 226 có tính phóng xạ rõ rệt Bản thân Radium là một nguyên tố hóa học có số 88. Khối lượng nguyên tử [226]. Vật chất đơn giản có khả năng tồn tại như thế nào. Nó là một kim loại phóng xạ màu trắng bạc có nhiệt độ nóng chảy khoảng 6700C.
Từ quan điểm hóa học, nó thể hiện mức độ hoạt động khá cao và có thể phản ứng với:
- nước;
- axit hữu cơ, tạo thành phức chất bền;
- oxy tạo thành oxit.
Thuộc tính và Ứng dụng
Ngoài ra, radium là một nguyên tố hóa học tạo thành một loạt các muối. Nitrit, clorua, sunfat, nitrat, cacbonat, photphat, cromat của nó đã được biết đến. Ngoài ra còn có các muối kép với vonfram vàberili.
Thực tế là radium-226 có thể nguy hiểm cho sức khỏe, người phát hiện ra nó là Pierre Curie đã không nhận ra ngay lập tức. Tuy nhiên, anh đã kiểm chứng được điều này khi tiến hành một thí nghiệm: trong một ngày anh đi bộ với một ống nghiệm có gắn kim loại vào vai của cánh tay. Một vết loét không lành xuất hiện tại vị trí tiếp xúc với da mà nhà khoa học không thể khỏi trong hơn hai tháng. Hai vợ chồng đã không từ chối các thí nghiệm của họ về hiện tượng phóng xạ, và do đó cả hai đều chết vì một liều lượng phóng xạ lớn.
Ngoài tiêu cực, có một số lĩnh vực mà radium-226 được sử dụng và có lợi:
- Chỉ báo thay đổi mực nước biển.
- Dùng để xác định lượng uranium trong đá.
- Có trong hỗn hợp ánh sáng.
- Được sử dụng trong y học để tạo thành các liệu pháp tắm radon.
- Dùng để loại bỏ điện tích.
- Với sự trợ giúp của nó, việc phát hiện khuyết tật của vật đúc được thực hiện và các đường nối của các bộ phận được hàn.
Plutonium và các đồng vị của nó
Nguyên tố này được các nhà khoa học Mỹ phát hiện vào những năm bốn mươi của thế kỷ XX. Lần đầu tiên nó được phân lập từ quặng uranium, trong đó nó hình thành từ neptunium. Sau đó là kết quả của sự phân rã của hạt nhân uranium. Có nghĩa là, tất cả chúng liên kết chặt chẽ với nhau bằng các phép biến đổi phóng xạ thông thường.
Có một số đồng vị ổn định của kim loại này. Tuy nhiên, loại phổ biến nhất và thực tế quan trọng là plutonium-239. Các phản ứng hóa học đã biết của điều nàykim loại c:
- oxy,
- axit;
- nước;
- kiềm dầu;
- halogen.
Về tính chất vật lý của nó, plutonium-239 là một kim loại giòn với nhiệt độ nóng chảy là 6400C. Các phương pháp ảnh hưởng chính đến cơ thể là hình thành dần dần các bệnh ung thư, tích tụ trong xương và gây ra sự hủy hoại của chúng, các bệnh về phổi.
Lĩnh vực sử dụng chủ yếu là ngành công nghiệp hạt nhân. Người ta biết rằng trong quá trình phân hủy một gam plutonium-239, một lượng nhiệt tỏa ra tương đương với 4 tấn than bị đốt cháy. Đó là lý do tại sao loại kim loại này được sử dụng rộng rãi trong các phản ứng. Plutonium hạt nhân là nguồn năng lượng trong lò phản ứng hạt nhân và bom nhiệt hạch. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất pin lưu trữ năng lượng điện, tuổi thọ của pin có thể lên tới năm năm.
Uranium là nguồn bức xạ
Nguyên tố này được phát hiện vào năm 1789 bởi nhà hóa học người Đức Klaproth. Tuy nhiên, mọi người đã tìm cách khám phá các đặc tính của nó và học cách đưa chúng vào thực tế chỉ trong thế kỷ 20. Đặc điểm phân biệt chính là uranium phóng xạ có khả năng hình thành hạt nhân trong quá trình phân rã tự nhiên:
- chì-206;
- krypton;
- plutonium-239;
- chì-207;
- xenon.
Trong tự nhiên, kim loại này có màu xám nhạt, có nhiệt độ nóng chảy trên 11000C. Tìm thấy trong khoáng chất:
- mica uranium.
- Uraninite.
- Nasturan.
- Xác thực.
- Tyuyanmunit.
Ba đồng vị tự nhiên ổn định và 11 đồng vị tổng hợp nhân tạo đã được biết đến, với số khối từ 227 đến 240.
Trong công nghiệp, uranium phóng xạ được sử dụng rộng rãi, có khả năng phân rã nhanh chóng khi giải phóng năng lượng. Vì vậy, nó được sử dụng:
- trong địa hóa học;
- khai thác;
- lò phản ứng hạt nhân;
- trong sản xuất vũ khí hạt nhân.
Tác động lên cơ thể con người không khác gì các kim loại được coi là trước đây - sự tích tụ dẫn đến tăng liều lượng bức xạ và sự xuất hiện của các khối u ung thư.
Yếu tố huyền bí
Kim loại quan trọng nhất sau uranium trong bảng tuần hoàn là những kim loại mới được phát hiện gần đây. Theo nghĩa đen, vào năm 2004, các nguồn đã được công bố xác nhận sự ra đời của nguyên tố thứ 115 trong hệ thống tuần hoàn.
Chúng trở thành kim loại có tính phóng xạ cao nhất được biết đến ngày nay - ununpentium (Uup). Các tính chất của nó vẫn chưa được khám phá cho đến nay, vì chu kỳ bán rã là 0,032 giây! Đơn giản là không thể xem xét và tiết lộ các chi tiết của cấu trúc và các tính năng được hiển thị trong những điều kiện như vậy.
Tuy nhiên, độ phóng xạ của nó cao hơn nhiều lần so với các chỉ số của nguyên tố thứ hai về tính chất này - plutonium. Tuy nhiên, nó không phải là ununpentium được sử dụng trong thực tế, mà là những đồng loại "chậm hơn" của nó trong bảng - uranium, plutonium, neptunium, polonium và những loại khác.
Một nguyên tố khác - unbibi - về mặt lý thuyết tồn tại, nhưng để chứng minh nóthực tế các nhà khoa học từ các quốc gia khác nhau không thể kể từ năm 1974. Nỗ lực cuối cùng được thực hiện vào năm 2005, nhưng không được hội đồng chung các nhà hóa học xác nhận.
Thorium
Nó được Berzelius phát hiện vào thế kỷ 19 và được đặt tên theo vị thần Thor của vùng Scandinavia. Nó là một kim loại có tính phóng xạ yếu. Năm trong số 11 đồng vị của nó có đặc điểm này.
Ứng dụng chính trong điện hạt nhân không dựa trên khả năng phát ra một lượng nhiệt năng khổng lồ trong quá trình phân rã. Điểm đặc biệt là các hạt nhân thorium có khả năng thu giữ neutron và biến thành uranium-238 và plutonium-239, vốn đã tham gia trực tiếp vào các phản ứng hạt nhân. Do đó, thori cũng có thể được xếp vào nhóm kim loại mà chúng ta đang xem xét.
Polonium
Kim loại phóng xạ màu trắng bạc số 84 trong hệ thống tuần hoàn. Nó được phát hiện bởi cùng một nhà nghiên cứu nhiệt tình về phóng xạ và mọi thứ liên quan đến nó, vợ chồng Marie và Pierre Curie vào năm 1898. Đặc điểm chính của chất này là nó tồn tại tự do trong khoảng 138,5 ngày. Đó là, đây là chu kỳ bán rã của kim loại này.
Nó được tìm thấy trong tự nhiên như một phần của uranium và các loại quặng khác. Nó được sử dụng như một nguồn năng lượng và khá mạnh mẽ. Nó là một kim loại chiến lược, vì nó được sử dụng để chế tạo vũ khí hạt nhân. Số lượng có hạn và dưới sự kiểm soát của từng bang.
Cũng được sử dụng để ion hóa không khí, loại bỏ tĩnh điện trong phòng, trong sản xuất không gianmáy sưởi và các mặt hàng tương tự khác.
Tác dụng đối với cơ thể con người
Tất cả các kim loại phóng xạ đều có khả năng xâm nhập vào da người và tích tụ bên trong cơ thể. Chúng đào thải chất cặn bã rất kém, hoàn toàn không được bài tiết qua mồ hôi.
Theo thời gian, chúng bắt đầu ảnh hưởng đến hệ hô hấp, tuần hoàn, thần kinh, gây ra những thay đổi không thể phục hồi ở chúng. Chúng ảnh hưởng đến các tế bào, khiến chúng hoạt động không chính xác. Hậu quả là hình thành các khối u ác tính, các bệnh lý về ung thư.
Vì vậy, mỗi kim loại phóng xạ là mối nguy hiểm lớn đối với con người, đặc biệt nếu chúng ta nói về chúng ở dạng tinh khiết. Không chạm vào chúng bằng tay không được bảo vệ và ở trong nhà mà không có thiết bị bảo vệ đặc biệt.
