Spomedzi všetkých prvkov periodickej tabuľky patrí významná časť k tým, o ktorých väčšina ľudí hovorí so strachom. Ako inak? Koniec koncov, sú rádioaktívne, čo znamená priamu hrozbu pre ľudské zdravie.
Skúsme presne prísť na to, aké prvky sú nebezpečné a aké sú, a tiež zistiť, aký je ich škodlivý účinok na ľudský organizmus.
Všeobecný koncept skupiny rádioaktívnych prvkov
Do tejto skupiny patria kovy. Je ich veľa, nachádzajú sa v periodickej sústave hneď po olove až po poslednú bunku. Hlavným kritériom, podľa ktorého je zvykom pripisovať jeden alebo druhý prvok rádioaktívnej skupine, je jeho schopnosť mať určitý polčas rozpadu.
Inými slovami, rádioaktívny rozpad je premena kovového jadra na iné, dieťa, ktorá je sprevádzaná emisiou žiarenia určitého typu. Zároveň sa niektoré prvky transformujú na iné.
Rádioaktívny kov je taký, v ktorom je aspoň jeden izotop rádioaktívny. Aj keď všetky odrodybude ich šesť a zároveň len jeden z nich bude nositeľom tejto vlastnosti, celý prvok bude považovaný za rádioaktívny.
Typy žiarenia
Hlavné typy žiarenia emitovaného kovmi počas rozpadu sú:
- alfa častice;
- beta častice alebo rozpad neutrín;
- prechod izomérov (lúče gama).
Existencia takýchto prvkov má dve možnosti. Prvý je prirodzený, teda keď sa rádioaktívny kov vyskytuje v prírode a najjednoduchším spôsobom sa vplyvom vonkajších síl časom premení na iné formy (prejaví sa rádioaktivitou a rozpadne sa).
Druhou skupinou sú kovy umelo vytvorené vedcami, schopné rýchleho rozpadu a silného uvoľnenia veľkého množstva žiarenia. To sa robí pre použitie v určitých oblastiach činnosti. Zariadenia, v ktorých jadrové reakcie vznikajú premenou jedného prvku na iný, sa nazývajú synchrofazotróny.
Rozdiel medzi dvoma naznačenými metódami polčasu rozpadu je zrejmý: v oboch prípadoch je spontánny, avšak iba umelo získané kovy poskytujú presne jadrové reakcie v procese deštrukcie.
Základné označenie podobných atómov
Vzhľadom na to, že väčšina prvkov má iba jeden alebo dva izotopy, ktoré sú rádioaktívne, je zvykom uvádzať v označeniach konkrétny typ a nie celý prvok ako celok. Napríklad olovo je len látka. Ak vezmeme do úvahy, že ide o rádioaktívny kov, takby sa mal volať napríklad „lead-207“.
Počas rozpadu príslušných častíc sa môže značne líšiť. Existujú izotopy, ktoré existujú iba 0,032 sekundy. Ale na rovnakej úrovni s nimi sú tie, ktoré sa v útrobách zeme rozkladajú milióny rokov.
Zoznam rádioaktívnych kovov
Kompletný zoznam všetkých prvkov patriacich do uvažovanej skupiny môže byť celkom pôsobivý, pretože celkovo obsahuje asi 80 kovov. V prvom rade sú to všetky, ktoré stoja v periodickom systéme po olove, vrátane skupiny lantanoidov a aktinoidov. To znamená bizmut, polónium, astatín, radón, francium, rádium, rutherfordium atď. v sériových číslach.
Nad vyznačenou hranicou je veľa zástupcov, z ktorých každý má tiež izotopy. Niektoré z nich však môžu byť len rádioaktívne. Preto je dôležité, aké odrody má chemický prvok. Rádioaktívny kov, alebo skôr jedna z jeho izotopových odrôd, sa nachádza takmer v každom zástupcovi tabuľky. Napríklad majú:
- kalcium;
- selén;
- hafnium;
- tungsten;
- osmium;
- bizmut;
- indium;
- draslík;
- rubidium;
- zirkónium;
- europium;
- rádium a ďalšie.
Je teda zrejmé, že existuje veľa prvkov, ktoré vykazujú vlastnosti rádioaktivity - veľká väčšina. Niektoré z nich sú bezpečné kvôli príliš dlhému polčasu rozpadu a nachádzajú sa v prírode, iné sú vytvorené umelo človekom.pre rôzne potreby vo vede a technike a je mimoriadne nebezpečný pre ľudské telo.
Charakteristika rádia
Pomenovanie prvku dali jeho objavitelia – manželia Curieovci, Pierre a Maria. Práve títo ľudia ako prví zistili, že jeden z izotopov tohto kovu – rádium-226 – je najstabilnejšia forma, ktorá má špeciálne vlastnosti rádioaktivity. Stalo sa to v roku 1898 a podobný jav sa stal známym. Manželia chemikov to práve začali podrobne študovať.
Etymológia slova má korene z francúzštiny, v ktorej znie ako rádium. Celkovo je známych 14 izotopových modifikácií tohto prvku. Ale najstabilnejšie formy s hmotnostnými číslami sú:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Forma 226 má výraznú rádioaktivitu. Samotné rádium je chemický prvok s číslom 88. Atómová hmotnosť [226]. Aká jednoduchá hmota je schopná existencie. Je to strieborno-biely rádioaktívny kov s teplotou topenia približne 6700C.
Z chemického hľadiska vykazuje pomerne vysoký stupeň aktivity a je schopný reagovať s:
- voda;
- organické kyseliny, tvoriace stabilné komplexy;
- kyslík tvoriaci oxid.
Vlastnosti a aplikácie
Rádium je tiež chemický prvok, ktorý tvorí sériu solí. Známe sú jeho nitridy, chloridy, sírany, dusičnany, uhličitany, fosforečnany, chrómany. Existujú aj dvojité soli s volfrámom aberýlium.
Fakt, že rádium-226 môže byť zdraviu nebezpečné, si jeho objaviteľ Pierre Curie hneď neuvedomil. Podarilo sa mu to však overiť, keď vykonal experiment: jeden deň chodil so skúmavkou s kovom priviazaným k ramenu ruky. V mieste kontaktu s pokožkou sa objavil nehojaci sa vred, ktorého sa vedec nevedel zbaviť viac ako dva mesiace. Manželia neodmietli svoje experimenty s fenoménom rádioaktivity, a preto obaja zomreli na veľkú dávku žiarenia.
Okrem toho, že je rádium-226 negatívne, existuje množstvo oblastí, kde sa používa a je prospešné:
- Ukazovateľ posunu hladiny oceánskej vody.
- Používa sa na určenie množstva uránu v hornine.
- Zahrnuté v zmesiach osvetlenia.
- Používa sa v medicíne na vytváranie liečebných radónových kúpeľov.
- Používa sa na odstránenie elektrických nábojov.
- S jeho pomocou sa vykonáva detekcia chýb odliatkov a zváranie švov dielov.
Plutónium a jeho izotopy
Tento prvok objavili v štyridsiatych rokoch XX storočia americkí vedci. Prvýkrát bol izolovaný z uránovej rudy, v ktorej vznikol z neptúnia. Ten je výsledkom rozpadu jadra uránu. To znamená, že všetky sú úzko prepojené spoločnými rádioaktívnymi premenami.
Existuje niekoľko stabilných izotopov tohto kovu. Najbežnejšou a prakticky najdôležitejšou odrodou je plutónium-239. Známe chemické reakcie tohtokov c:
- kyslík,
- acids;
- voda;
- alkali;
- halogény.
Z hľadiska fyzikálnych vlastností je plutónium-239 krehký kov s teplotou topenia 6400C. Hlavnými metódami ovplyvňovania organizmu sú postupný vznik onkologických ochorení, hromadenie v kostiach a spôsobenie ich deštrukcie, pľúcne ochorenia.
Oblasťou použitia je najmä jadrový priemysel. Je známe, že pri rozpade jedného gramu plutónia-239 sa uvoľní také množstvo tepla, ktoré je porovnateľné so 4 tonami spáleného uhlia. To je dôvod, prečo je tento typ kovu tak široko používaný v reakciách. Jadrové plutónium je zdrojom energie v jadrových reaktoroch a termonukleárnych bombách. Používa sa aj pri výrobe akumulátorov elektrickej energie, ktorých životnosť môže dosiahnuť päť rokov.
Urán je zdrojom žiarenia
Tento prvok objavil v roku 1789 nemecký chemik Klaproth. Skúmať jeho vlastnosti a naučiť sa ich uvádzať do praxe sa však ľuďom podarilo až v 20. storočí. Hlavným rozlišovacím znakom je, že rádioaktívny urán je schopný vytvárať jadrá počas prirodzeného rozpadu:
- lead-206;
- krypton;
- plutonium-239;
- lead-207;
- xenón.
V prírode má tento kov svetlosivú farbu a má bod topenia viac ako 11000C. Nachádza sa v mineráloch:
- Uránová sľuda.
- Uraninit.
- Nasturan.
- Autentifikácia.
- Tyuyanmunit.
Sú známe tri stabilné prírodné izotopy a 11 umelo syntetizovaných izotopov s hmotnostnými číslami od 227 do 240.
V priemysle sa široko používa rádioaktívny urán, ktorý je schopný rýchlo sa rozkladať s uvoľňovaním energie. Používa sa teda:
- v geochémii;
- mining;
- jadrové reaktory;
- pri výrobe jadrových zbraní.
Účinok na ľudský organizmus sa nelíši od predchádzajúcich uvažovaných kovov - akumulácia vedie k zvýšenej dávke žiarenia a vzniku rakovinových nádorov.
Transuranické prvky
Najdôležitejšie kovy po uráne v periodickej tabuľke sú tie, ktoré boli objavené nedávno. Doslova v roku 2004 boli publikované zdroje potvrdzujúce zrod 115. prvku periodického systému.
Stali sa najrádioaktívnejším kovom zo všetkých známych dnes - ununpentium (Uup). Jeho vlastnosti zostávajú doteraz nepreskúmané, pretože polčas rozpadu je 0,032 sekundy! Za takýchto podmienok je jednoducho nemožné zvážiť a odhaliť detaily štruktúry a prejavujúcich sa vlastností.
Jeho rádioaktivita je však mnohonásobne vyššia ako ukazovatele druhého prvku z hľadiska tejto vlastnosti - plutónia. V praxi sa však nepoužíva ununpentium, ale jeho „pomalší“súdruhovia v tabuľke – urán, plutónium, neptunium, polónium a iné.
Ďalší prvok - unbibium - teoreticky existuje, ale na dôkazprakticky vedci z rôznych krajín nemôžu od roku 1974. Posledný pokus sa uskutočnil v roku 2005, ale všeobecná rada chemikov ho nepotvrdila.
Thorium
Bol objavený už v 19. storočí Berzeliusom a pomenovaný po škandinávskom bohu Thorovi. Je to slabo rádioaktívny kov. Päť z jeho 11 izotopov má túto vlastnosť.
Hlavná aplikácia v jadrovej energetike nie je založená na schopnosti emitovať obrovské množstvo tepelnej energie počas rozpadu. Zvláštnosťou je, že jadrá tória sú schopné zachytávať neutróny a meniť sa na urán-238 a plutónium-239, ktoré už vstupujú priamo do jadrových reakcií. Preto možno tórium tiež pripísať skupine kovov, o ktorej uvažujeme.
Polonium
Striebrobiely rádioaktívny kov číslo 84 v periodickom systéme. Objavili ho tí istí horliví výskumníci rádioaktivity a všetkého, čo s tým súvisí, manželia Marie a Pierre Curieovci v roku 1898. Hlavnou črtou tejto látky je, že voľne existuje približne 138,5 dňa. To znamená, že toto je polčas rozpadu tohto kovu.
V prírode sa nachádza ako súčasť uránu a iných rúd. Používa sa ako zdroj energie a je dosť silný. Ide o strategický kov, keďže sa používa na výrobu jadrových zbraní. Množstvo je prísne obmedzené a je pod kontrolou každého štátu.
Používa sa aj na ionizáciu vzduchu, elimináciu statickej elektriny v miestnosti, pri výrobe priestoruohrievače a iné podobné predmety.
Účinok na ľudské telo
Všetky rádioaktívne kovy majú schopnosť prenikať ľudskou pokožkou a hromadiť sa vo vnútri tela. Veľmi zle sa vylučujú s odpadovými látkami, s potom sa nevylučujú vôbec.
Postupom času začnú ovplyvňovať dýchací, obehový, nervový systém a spôsobujú v nich nezvratné zmeny. Ovplyvňujú bunky, čo spôsobuje ich nesprávne fungovanie. V dôsledku toho dochádza k tvorbe zhubných nádorov, onkologickým ochoreniam.
Preto je každý rádioaktívny kov pre ľudí veľkým nebezpečenstvom, najmä ak o nich hovoríme v ich čistej forme. Nedotýkajte sa ich nechránenými rukami a buďte s nimi vo vnútri bez špeciálnych ochranných prostriedkov.
