Периодтық жүйенің барлық элементтерінің ішінде көп бөлігі қорқынышпен айтатын элементтерге жатады. Басқа қалай? Өйткені, олар радиоактивті, яғни адам денсаулығына тікелей қауіп төндіреді.
Қандай элементтер қауіпті және олардың не екенін, сондай-ақ олардың адам ағзасына қандай зиянды әсер ететінін анықтауға тырысайық.
Радиактивті элементтер тобы туралы жалпы түсінік
Бұл топқа металдар кіреді. Олар өте көп, олар қорғасыннан кейін бірден және ең соңғы ұяшыққа дейін периодтық жүйеде орналасады. Бір немесе басқа элементті радиоактивті топқа жатқызудың негізгі критерийі оның белгілі бір жартылай ыдырау периоды болуы болып табылады.
Басқаша айтқанда, радиоактивті ыдырау – белгілі бір түрдегі сәуле шығарумен жүретін металл ядросының басқа, балаға айналуы. Сонымен бірге кейбір элементтер басқаларға түрленеді.
Радиоактивті метал деп құрамында кем дегенде бір изотопы радиоактивті болатын металды айтады. Барлық сорттар болса даалты болады, сонымен бірге олардың біреуі ғана осы қасиеттің тасымалдаушысы болады, бүкіл элемент радиоактивті болып саналады.
Сәулелену түрлері
Ыдырау кезінде металдар шығаратын сәулеленудің негізгі түрлері:
- альфа бөлшектері;
- бета бөлшектері немесе нейтрино ыдырауы;
- изомер ауысуы (гамма сәулелері).
Мұндай элементтердің болуының екі нұсқасы бар. Біріншісі – табиғи, яғни радиоактивті металл табиғатта және қарапайым түрде сыртқы күштердің әсерінен пайда болғанда, уақыт өте келе ол басқа формаларға айналады (радиактивтілігін және ыдырауын көрсетеді).
Екінші топ – ғалымдар жасанды түрде жасаған, тез ыдырауға және көп мөлшерде сәуле шығаруға қабілетті металдар. Бұл белгілі бір қызмет салаларында пайдалану үшін жасалады. Бір элементтің екінші элементке айналуынан ядролық реакциялар пайда болатын қондырғылар синхрофазотрондар деп аталады.
Жартылай ыдырау кезеңінің көрсетілген екі әдісінің арасындағы айырмашылық анық: екі жағдайда да ол өздігінен жүреді, дегенмен тек жасанды жолмен алынған металдар құрылымсыздану процесінде дәл ядролық реакциялар береді.
Ұқсас атомдардың негізгі белгісі
Көптеген элементтердің радиоактивті болып табылатын бір немесе екі изотопы ғана болғандықтан, белгілеулерде тұтас элементті емес, белгілі бір типті көрсету әдеттегідей. Мысалы, қорғасын жай ғана зат. Егер оның радиоактивті металл екенін ескерсек, ондамысалы, "қорғасын-207" деп аталуы керек.
Қарастырылып отырған бөлшектердің жартылай ыдырау периоды әр түрлі болуы мүмкін. Бар болғаны 0,032 секунд өмір сүретін изотоптар бар. Бірақ олармен бір қатарда миллиондаған жылдар бойы жер қойнауында ыдырайтындары бар.
Радиоактивті металдар тізімі
Қарастырылып отырған топқа жататын барлық элементтердің толық тізімі өте әсерлі болуы мүмкін, себебі барлығы 80-ге жуық металды қамтиды. Біріншіден, бұл қорғасыннан кейінгі периодтық жүйеде тұрғандардың барлығы, соның ішінде лантанидтер мен актинидтер тобы. Яғни сериялық нөмірлерде висмут, полоний, астатин, радон, франций, радий, рутерфордий және т.б.
Көрсетілген шекараның үстінде көптеген өкілдер бар, олардың әрқайсысының изотоптары да бар. Алайда олардың кейбіреулері тек радиоактивті болуы мүмкін. Сондықтан химиялық элементтің қандай сорттары бар екендігі маңызды. Радиоактивті металл, дәлірек айтсақ, оның изотоптық сорттарының бірі кестенің әрбір дерлік өкілінде кездеседі. Мысалы, оларда:
- кальций;
- селен;
- гафний;
- волфрам;
- осмий;
- висмут;
- индий;
- калий;
- рубидий;
- цирконий;
- еуропий;
- радиум және басқалар.
Осылайша, радиоактивтілік қасиетін көрсететін элементтердің көп екені анық – басым көпшілігі. Олардың кейбіреулері тым ұзақ жартылай шығарылу кезеңіне байланысты қауіпсіз және табиғатта кездеседі, ал басқаларын адам жасанды түрде жасайды.ғылым мен техниканың әртүрлі қажеттіліктеріне арналған және адам ағзасы үшін өте қауіпті.
Радийдің сипаттамасы
Элементтің атын оны ашқандар – Кюридің жұбайлары Пьер мен Мария берді. Дәл осы адамдар осы металдың изотоптарының бірі – радий-226 – радиоактивтіліктің ерекше қасиетіне ие ең тұрақты түрі екенін алғаш ашты. Бұл 1898 жылы болды және ұқсас құбылыс тек белгілі болды. Химиктердің жұбайлары оны егжей-тегжейлі зерттеді.
Сөздің этимологиясы өз тамырын француз тілінен алады, ол тілде радий сияқты естіледі. Бұл элементтің барлығы 14 изотоптық модификациясы белгілі. Бірақ массалық сандары бар ең тұрақты пішіндер:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
226 пішіні айқын радиоактивтілікке ие. Радийдің өзі 88 нөмірі бар химиялық элемент. Атомдық массасы [226]. Қандай қарапайым материя өмір сүруге қабілетті. Бұл балқу температурасы шамамен 6700C. күмістей ақ радиоактивті металл.
Химиялық тұрғыдан алғанда, ол айтарлықтай жоғары белсенділікті көрсетеді және мыналармен әрекеттесе алады:
- су;
- тұрақты комплекстер түзетін органикалық қышқылдар;
- оттегі түзетін оксид.
Сипаттар мен қолданбалар
Сонымен қатар радий - тұздар қатарын құрайтын химиялық элемент. Оның нитридтері, хлоридтері, сульфаттары, нитраты, карбонаттары, фосфаттары, хроматтары белгілі. Сондай-ақ вольфраммен қосарланған тұздар жәнебериллий.
Радиум-226 денсаулыққа қауіпті екенін, оны ашқан Пьер Кюри бірден мойындамады. Дегенмен, ол эксперимент жүргізгенде мұны тексере алды: ол бір күн бойы қолының иығына металл байланған пробиркамен жүрді. Теріге тиген жерде жазылмайтын жара пайда болып, ғалым екі айдан астам уақыт бойы одан арыла алмады. Ерлі-зайыптылар радиоактивтілік құбылысы бойынша тәжірибелерінен бас тартқан жоқ, сондықтан екеуі де сәулеленудің үлкен дозасынан қайтыс болды.
Теріс болудан басқа, радий-226 қолданылатын және пайдалы бірқатар аймақтар бар:
- Мұхит су деңгейінің ауысу көрсеткіші.
- Тау жынысындағы уран мөлшерін анықтау үшін қолданылады.
- Жарықтандыру қоспаларына кіреді.
- Медицинада емдік радон ванналарын жасау үшін қолданылады.
- Электр зарядтарын жою үшін пайдаланылады.
- Оның көмегімен құймалардың ақауларын анықтау және бөлшектердің тігістерін дәнекерлеу жүзеге асырылады.
Плутоний және оның изотоптары
Бұл элементті ХХ ғасырдың қырқыншы жылдары американдық ғалымдар ашқан. Алдымен ол нептунийден пайда болған уран рудасынан бөлініп алынды. Соңғысы уран ядросының ыдырауының нәтижесі. Яғни, олардың барлығы ортақ радиоактивті трансформациялармен тығыз байланысты.
Бұл металдың бірнеше тұрақты изотоптары бар. Дегенмен, ең көп таралған және практикалық маңызды сорт - плутоний-239. Осының белгілі химиялық реакцияларыметалл c:
- оттегі,
- қышқылдар;
- су;
- сілті;
- галогендер.
Физикалық қасиеттері бойынша плутоний-239 балқу температурасы 6400C болатын сынғыш металл. Ағзаға әсер етудің негізгі әдістері онкологиялық аурулардың бірте-бірте пайда болуы, сүйектерде жиналуы және олардың бұзылуын тудыруы, өкпе аурулары.
Қолдану аймағы негізінен атом өнеркәсібі. Бір грамм плутоний-239 ыдырауы кезінде 4 тонна жағылған көмірмен салыстыруға болатын осындай жылу мөлшері бөлінетіні белгілі. Сондықтан металдың бұл түрі реакцияларда кеңінен қолданылады. Ядролық плутоний – ядролық реакторлар мен термоядролық бомбалардағы энергия көзі. Ол сондай-ақ қызмет ету мерзімі бес жылға жетуі мүмкін электр энергиясын сақтау батареяларын өндіруде қолданылады.
Уран – радиация көзі
Бұл элементті 1789 жылы неміс химигі Клапрот ашқан. Дегенмен, адамдар оның қасиеттерін зерттеп, оларды іс жүзінде қалай қолдану керектігін 20 ғасырда ғана үйренді. Негізгі ерекшелік - радиоактивті уранның табиғи ыдырау кезінде ядролар түзуге қабілеттілігі:
- қорғасын-206;
- криптон;
- плутоний-239;
- қорғасын-207;
- ксенон.
Табиғатта бұл металл ашық-сұр түсті, балқу температурасы 11000C жоғары. Минералдарда кездеседі:
- Уран слюдасы.
- Уранинит.
- Настуран.
- Аутентификация.
- Тюянмунит.
3 тұрақты табиғи изотоптар және 11 жасанды синтезделген изотоптар белгілі, олардың массалық сандары 227-ден 240-қа дейін.
Өнеркәсіпте энергия бөлінуімен тез ыдырай алатын радиоактивті уран кеңінен қолданылады. Сонымен, ол пайдаланылады:
- геохимияда;
- тау-кен;
- ядролық реакторлар;
- ядролық қару жасауда.
Адам ағзасына әсері бұрын қарастырылған металдардан еш айырмашылығы жоқ – жинақтау сәулелену дозасының жоғарылауына және қатерлі ісіктердің пайда болуына әкеледі.
Трансураникалық элементтер
Периодтық жүйедегі ураннан кейінгі металдардың ең маңыздысы жақында ашылған металдар. 2004 жылы периодтық жүйенің 115-ші элементінің дүниеге келгенін растайтын дереккөздер жарияланды.
Олар қазіргі кездегі ең радиоактивті металға айналды - унунпентиум (Uup). Оның қасиеттері әлі зерттелмеген, өйткені жартылай ыдырау периоды 0,032 секунд! Мұндай жағдайларда құрылымның егжей-тегжейлері мен көрінетін ерекшеліктерін қарастыру және ашу мүмкін емес.
Алайда оның радиоактивтілігі осы қасиеті бойынша екінші элемент – плутоний көрсеткіштерінен бірнеше есе жоғары. Соған қарамастан, практикада унунпентий емес, оның кестедегі «баяу» жолдастары – уран, плутоний, нептуний, полоний және т.б. қолданылады.
Басқа элемент - унбибий - теориялық тұрғыдан бар, бірақ оны дәлелдеу үшін1974 жылдан бері әртүрлі елдердің ғалымдары іс жүзінде жасай алмайды. Соңғы әрекет 2005 жылы жасалды, бірақ химиктердің жалпы кеңесі оны растамады.
Торий
Оны сонау 19 ғасырда Берцелиус ашқан және Скандинавия құдайы Тордың атымен аталған. Бұл әлсіз радиоактивті металл. Оның 11 изотопының бесеуінде бұл мүмкіндік бар.
Ядролық энергетикадағы негізгі қолдану ыдырау кезінде үлкен мөлшерде жылу энергиясын шығару мүмкіндігіне негізделмейді. Ерекшелігі мынада, торий ядролары нейтрондарды басып алып, ядролық реакцияларға тікелей енетін уран-238 және плутоний-239-ға айналуға қабілетті. Сондықтан торийді біз қарастырып отырған металдар тобына да жатқызуға болады.
Полоний
Периодтық жүйедегі күміс-ақ радиоактивті металл саны 84. Оны 1898 жылы радиоактивтілікті және онымен байланысты барлық нәрселерді зерттеуші ерлі-зайыптылар Мари мен Пьер Кюри ашты. Бұл заттың басты ерекшелігі - ол шамамен 138,5 күн бойы еркін өмір сүреді. Яғни, бұл металдың жартылай ыдырау периоды.
Табиғатта уран және басқа кендердің құрамында кездеседі. Ол энергия көзі ретінде пайдаланылады және өте күшті. Бұл стратегиялық металл, өйткені ол ядролық қару жасау үшін қолданылады. Саны қатаң шектелген және әр штаттың бақылауында.
Сонымен қатар бөлмедегі статикалық электр қуатын жою, ауаны иондау, кеңістікті өндіру үшін қолданыладыжылытқыштар және басқа ұқсас заттар.
Адам ағзасына әсері
Барлық радиоактивті металдардың адам терісіне еніп, дене ішінде жиналу қабілеті бар. Олар қалдық өнімдермен өте нашар шығарылады, олар термен мүлдем шығарылмайды.
Уақыт өте келе олар тыныс алу, қан айналымы, жүйке жүйелеріне әсер ете бастайды, оларда қайтымсыз өзгерістер туғызады. Олар жасушаларға әсер етіп, олардың дұрыс жұмыс істемеуіне әкеледі. Соның салдарынан қатерлі ісік, онкологиялық аурулар пайда болады.
Сондықтан әрбір радиоактивті металл адамдар үшін үлкен қауіп төндіреді, әсіресе олар туралы таза күйінде айтатын болсақ. Оларды қорғалмаған қолдармен ұстамаңыз және арнайы қорғаныс құралдарынсыз олармен бірге үйде болмаңыз.
