Perkara yang paling menakjubkan. Logam radioaktif dan sifatnya

Di antara semua elemen sistem berkala, sebahagian besar adalah milik yang kebanyakan orang bercakap tentang ketakutan. Bagaimana lagi? Lagipun, mereka adalah radioaktif, yang bermaksud ancaman langsung kepada kesihatan manusia.

Mari cuba untuk mengetahui dengan tepat unsur-unsur yang berbahaya, dan apakah ia, dan juga mengetahui apakah kesan berbahayanya pada tubuh manusia.

Konsep umum kumpulan unsur radioaktif

Kumpulan ini termasuk logam. Terdapat banyak daripada mereka, mereka terletak dalam sistem berkala sejurus selepas plumbum dan sehingga sel terakhir. Kriteria utama yang menjadi kebiasaan untuk mengaitkan satu atau unsur lain kepada kumpulan radioaktif adalah keupayaannya untuk mempunyai separuh hayat tertentu.

Dalam erti kata lain, ia adalah transformasi nukleus logam kepada yang lain, kanak-kanak, yang disertai dengan pancaran sinaran jenis tertentu. Pada masa yang sama, transformasi satu elemen kepada elemen lain berlaku.

Logam radioaktif ialah logam yang sekurang-kurangnya satu isotop adalah radioaktif. Walaupun terdapat enam jenis secara keseluruhan, dan hanya satu daripadanya akan menjadi pembawa harta ini, keseluruhan elemen akan dianggap radioaktif.

Jenis-jenis sinaran

Varian utama sinaran yang dipancarkan oleh logam semasa pereputan ialah:

• zarah alfa;
• zarah beta atau pereputan neutrino;
• peralihan isomer (sinar gamma).

Terdapat dua pilihan untuk kewujudan elemen tersebut. Yang pertama adalah semula jadi, iaitu, apabila logam radioaktif berlaku dalam alam semula jadi dan dengan cara yang paling mudah, di bawah pengaruh kuasa luar, dari masa ke masa ia berubah menjadi bentuk lain (menunjukkan radioaktiviti dan pereputannya).

Kumpulan kedua ialah logam yang dicipta secara buatan oleh saintis, mampu mereput dengan cepat dan pembebasan kuat jumlah radiasi yang besar. Ini dilakukan untuk digunakan dalam bidang aktiviti tertentu. Pemasangan di mana tindak balas nuklear dihasilkan oleh transformasi satu unsur kepada unsur lain dipanggil synchrophasotrons.

Perbezaan antara dua kaedah separuh hayat yang ditunjukkan adalah jelas: dalam kedua-dua kes ia adalah spontan, bagaimanapun, hanya logam yang diperoleh secara buatan memberikan tindak balas nuklear dengan tepat dalam proses pemusnahan.

Asas penetapan atom serupa

Oleh kerana kebanyakan unsur hanya mempunyai satu atau dua isotop yang bersifat radioaktif, adalah lazim untuk menunjukkan jenis tertentu dalam sebutan, dan bukan keseluruhan elemen secara keseluruhan. Sebagai contoh, plumbum hanyalah bahan. Jika kita mengambil kira bahawa ia adalah logam radioaktif, maka ia harus dipanggil, sebagai contoh, "plumbum-207".

Separuh hayat zarah yang sedang dipertimbangkan boleh berbeza-beza. Terdapat isotop yang wujud hanya 0.032 saat. Tetapi setanding dengan mereka ada yang mereput selama berjuta-juta tahun di dalam perut bumi.

Logam radioaktif: senarai

Senarai lengkap semua unsur kepunyaan kumpulan yang sedang dipertimbangkan boleh menjadi sangat mengagumkan, kerana secara keseluruhan kira-kira 80 logam tergolong dalam kumpulan itu. Pertama sekali, ini adalah semua yang berdiri dalam sistem berkala selepas plumbum, termasuk kumpulan Iaitu, bismut, polonium, astatin, radon, fransium, radium, rutherfordium, dan sebagainya dalam nombor siri.

Di atas sempadan yang ditunjukkan terdapat banyak wakil, setiap satunya juga mempunyai isotop. Walau bagaimanapun, sesetengah daripada mereka mungkin hanya radioaktif. Oleh itu, adalah penting jenis apa yang ada pada logam Radioaktif, lebih tepat lagi salah satu jenis isotopnya, hampir setiap wakil jadual mempunyai. Sebagai contoh, mereka mempunyai:

• kalsium;
• selenium;
• hafnium;
• tungsten;
• osmium;
• bismut;
• indium;
• potasium;
• rubidium;
• zirkonium;
• europium;
• radium dan lain-lain.

Oleh itu, adalah jelas bahawa terdapat banyak unsur yang mempamerkan sifat radioaktiviti - sebahagian besarnya. Sebahagian daripada mereka selamat kerana separuh hayat yang terlalu lama dan terdapat di alam semula jadi, manakala yang lain dicipta secara buatan oleh manusia untuk pelbagai keperluan dalam sains dan teknologi dan amat berbahaya bagi tubuh manusia.

Pencirian radium

Nama unsur itu diberikan oleh penemunya - pasangan dan Mary. Orang-orang inilah yang mula-mula mendapati bahawa salah satu isotop logam ini - radium-226 - adalah bentuk yang paling stabil, yang mempunyai ciri khas radioaktiviti. Ini berlaku pada tahun 1898, dan fenomena serupa hanya diketahui. Pasangan ahli kimia hanya mengambil kajian terperinci mengenainya.

Etimologi perkataan itu berasal dari bahasa Perancis, di mana ia berbunyi seperti radium. Sebanyak 14 pengubahsuaian isotop unsur ini diketahui. Tetapi bentuk yang paling stabil dengan nombor jisim ialah:

Borang 226 mempunyai radioaktiviti yang ketara. Dengan sendirinya, radium ialah unsur kimia pada nombor 88. Jisim atom. Betapa mudahnya jirim mampu wujud. Ia adalah logam radioaktif putih keperakan dengan takat lebur kira-kira 670 0 C.

Dari sudut pandangan kimia, ia mempamerkan tahap aktiviti yang agak tinggi dan mampu bertindak balas dengan:

• air;
• asid organik, membentuk kompleks yang stabil;
• oksigen untuk membentuk oksida.

Sifat dan aplikasi

Radium juga merupakan unsur kimia yang membentuk satu siri garam. Nitrida, klorida, sulfat, nitrat, karbonat, fosfat, kromatnya diketahui. Juga boleh didapati dengan tungsten dan berilium.

Hakikat bahawa radium-226 boleh berbahaya kepada kesihatan tidak segera diiktiraf oleh penemunya Pierre Curie. Walau bagaimanapun, dia berjaya mengesahkan ini apabila dia menjalankan eksperimen: selama sehari dia berjalan dengan tiub uji dengan logam diikat pada bahu lengannya. Ulser yang tidak sembuh muncul di tempat bersentuhan dengan kulit, yang tidak dapat disingkirkan oleh saintis selama lebih dari dua bulan. Pasangan suami isteri tidak menolak eksperimen mereka mengenai fenomena radioaktiviti, dan oleh itu kedua-duanya mati akibat dos sinaran yang besar.

Sebagai tambahan kepada nilai negatif, terdapat beberapa kawasan di mana radium-226 mendapati kegunaan dan faedah:

1. Penunjuk anjakan paras air laut.
2. Digunakan untuk menentukan jumlah uranium dalam batu.
3. Termasuk dalam campuran pencahayaan.
4. Dalam perubatan, ia digunakan untuk membentuk mandian radon terapeutik.
5. Digunakan untuk mengeluarkan cas elektrik.
6. Dengan bantuannya, pengesanan kecacatan tuangan dijalankan dan jahitan bahagian dikimpal.

Plutonium dan isotopnya

Unsur ini ditemui pada empat puluhan abad XX oleh saintis Amerika. Ia mula-mula diasingkan dari tempat ia terbentuk daripada neptunium. Yang terakhir adalah hasil daripada pereputan nukleus uranium. Iaitu, mereka semua saling berkait rapat oleh transformasi radioaktif biasa.

Terdapat beberapa isotop stabil logam ini. Walau bagaimanapun, varieti yang paling biasa dan praktikal penting ialah plutonium-239. Tindak balas kimia yang diketahui logam ini dengan:

• oksigen
• asid;
• air;
• alkali;
• halogen.

Dari segi sifat fizikalnya, plutonium-239 adalah logam rapuh dengan takat lebur 640 0 C. Kaedah utama mempengaruhi tubuh adalah pembentukan beransur-ansur penyakit onkologi, pengumpulan dalam tulang dan menyebabkan kemusnahannya, penyakit paru-paru.

Bidang penggunaan terutamanya industri nuklear. Adalah diketahui bahawa semasa pereputan satu gram plutonium-239, jumlah haba sedemikian dibebaskan yang setanding dengan 4 tan arang batu yang dibakar. Itulah sebabnya yang ini mendapati aplikasi yang begitu luas dalam tindak balas. Plutonium nuklear adalah sumber tenaga dalam reaktor nuklear dan bom termonuklear. Ia juga digunakan dalam pembuatan penumpuk tenaga elektrik, hayat perkhidmatan yang boleh mencapai lima tahun.

Uranus adalah sumber radiasi

Unsur ini ditemui pada tahun 1789 oleh ahli kimia Jerman Klaproth. Walau bagaimanapun, orang ramai berjaya meneroka sifatnya dan mempelajari cara mempraktikkannya hanya pada abad ke-20. Ciri membezakan utama ialah uranium radioaktif mampu membentuk nukleus semasa pereputan semula jadi:

• lead-206;
• kripton;
• plutonium-239;
• lead-207;
• xenon.

Secara semula jadi, logam ini berwarna kelabu muda, mempunyai takat lebur melebihi 1100 0 C. Ia terdapat dalam komposisi mineral:

1. Uranium mika.
2. Uraninit.
3. Nasturan.
4. Otenitis.
5. Tuyanmunit.

Tiga isotop semula jadi yang stabil dan 11 isotop sintesis buatan diketahui, dengan nombor jisim dari 227 hingga 240.

Dalam industri, uranium radioaktif digunakan secara meluas, yang boleh mereput dengan cepat dengan pembebasan tenaga. Jadi, ia digunakan:

• dalam geokimia;
• perlombongan;
• reaktor nuklear;
• dalam pembuatan senjata nuklear.

Kesan pada tubuh manusia tidak berbeza daripada logam yang dianggap sebelumnya - pengumpulan membawa kepada peningkatan dos radiasi dan berlakunya tumor kanser.

Unsur transuranium

Logam yang paling penting berikutan uranium dalam jadual berkala ialah logam yang ditemui baru-baru ini. Secara literal pada tahun 2004, sumber telah diterbitkan mengesahkan kelahiran unsur ke-115 sistem berkala.

Mereka menjadi logam paling radioaktif yang diketahui hari ini - ununpentium (Uup). Sifatnya masih belum diterokai sehingga kini, kerana separuh hayat ialah 0.032 saat! Adalah mustahil untuk mempertimbangkan dan mendedahkan butiran struktur dan ciri yang ditunjukkan di bawah keadaan sedemikian.

Walau bagaimanapun, radioaktivitinya berkali-kali lebih besar daripada penunjuk unsur kedua dari segi sifat ini - plutonium. Walau bagaimanapun, ia bukan ununpentium yang digunakan dalam amalan, tetapi rakan-rakannya yang "lebih perlahan" dalam jadual - uranium, plutonium, neptunium, polonium dan lain-lain.

Satu lagi elemen - unbibium - secara teorinya wujud, tetapi saintis dari negara yang berbeza tidak dapat membuktikannya secara praktikal sejak 1974. Percubaan terakhir dibuat pada tahun 2005, tetapi tidak disahkan oleh majlis am ahli kimia.

Torium

Ia ditemui pada abad ke-19 oleh Berzelius dan dinamakan sempena tuhan Scandinavia Thor. Ia adalah logam radioaktif yang lemah. Lima daripada 11 isotopnya mempunyai ciri ini.

Penggunaan utama dalam tidak berdasarkan keupayaan untuk mengeluarkan sejumlah besar tenaga haba apabila mereput. Keistimewaannya ialah nukleus torium dapat menangkap neutron dan bertukar menjadi uranium-238 dan plutonium-239, yang sudah masuk terus ke dalam tindak balas nuklear. Oleh itu, torium juga boleh dikaitkan dengan kumpulan logam yang sedang kita pertimbangkan.

Polonium

Logam radioaktif perak-putih nombor 84 dalam sistem berkala. Ia ditemui oleh penyelidik radioaktif yang sama dan segala yang berkaitan dengannya, pasangan Marie dan Pierre Curie pada tahun 1898. Ciri utama bahan ini ialah ia bebas wujud selama kira-kira 138.5 hari. Iaitu, ini adalah separuh hayat logam ini.

Ia berlaku secara semula jadi dalam uranium dan bijih lain. Ia digunakan sebagai sumber tenaga, dan cukup kuat. Ia adalah logam strategik, kerana ia digunakan untuk membuat senjata nuklear. Kuantiti adalah terhad dan berada di bawah kawalan setiap negeri.

Ia juga digunakan untuk pengionan udara, penghapusan elektrik statik di dalam bilik, dalam pembuatan pemanas ruang dan barangan lain yang serupa.

Kesan pada tubuh manusia

Semua logam radioaktif mempunyai keupayaan untuk menembusi kulit manusia dan terkumpul di dalam badan. Mereka sangat teruk dikumuhkan dengan bahan buangan, mereka tidak dikumuhkan sama sekali dengan peluh.

Lama kelamaan, mereka mula menjejaskan pernafasan, peredaran darah, sistem saraf, menyebabkan perubahan tidak dapat dipulihkan di dalamnya. Mereka menjejaskan sel, menyebabkan mereka berfungsi dengan tidak betul. Akibatnya, pembentukan tumor malignan, penyakit onkologi berlaku.

Oleh itu, setiap logam radioaktif adalah bahaya besar kepada manusia, terutamanya jika kita bercakap tentang mereka dalam bentuk tulennya. Anda tidak boleh menyentuhnya dengan tangan yang tidak dilindungi dan berada di dalam bilik dengan mereka tanpa alat pelindung khas.

Manusia sentiasa berusaha untuk mencari bahan yang tidak memberi peluang kepada pesaing mereka. Sejak zaman purba, saintis telah mencari bahan yang paling sukar di dunia, yang paling ringan dan paling berat. Kehausan untuk penemuan membawa kepada penemuan gas ideal dan badan hitam yang ideal. Kami membentangkan anda bahan yang paling menakjubkan di dunia.

1. Bahan paling hitam

Bahan paling hitam di dunia dipanggil Vantablack dan terdiri daripada koleksi tiub nano karbon (lihat karbon dan pengubahsuaian alotropiknya). Ringkasnya, bahan itu terdiri daripada "rambut" yang tidak terkira banyaknya, memukul yang mana, cahaya melantun dari satu tiub ke tiub yang lain. Dengan cara ini, kira-kira 99.965% daripada fluks cahaya diserap dan hanya sebahagian yang boleh diabaikan dipantulkan kembali ke luar.
Penemuan Vantablack membuka prospek yang luas untuk penggunaan bahan ini dalam astronomi, elektronik dan optik.

2. Bahan yang paling mudah terbakar

Klorin trifluorida adalah bahan yang paling mudah terbakar yang pernah diketahui oleh manusia. Ia adalah agen pengoksidaan terkuat dan bertindak balas dengan hampir semua unsur kimia. Klorin trifluorida boleh terbakar melalui konkrit dan mudah menyalakan kaca! Penggunaan trifluorida klorin hampir mustahil kerana kebolehbakarannya yang luar biasa dan ketidakupayaan untuk memastikan keselamatan penggunaannya.

3. Bahan yang paling beracun

Racun yang paling kuat ialah toksin botulinum. Kami tahu ia di bawah nama Botox, itulah cara ia dipanggil dalam kosmetologi, di mana ia telah menemui aplikasi utamanya. Toksin botulinum ialah bahan kimia yang dihasilkan oleh bakteria Clostridium botulinum. Sebagai tambahan kepada fakta bahawa toksin botulinum adalah bahan yang paling toksik, ia juga mempunyai berat molekul terbesar di antara protein. Ketoksikan fenomenal bahan tersebut dibuktikan oleh fakta bahawa hanya 0.00002 mg min / l toksin botulinum cukup untuk menjadikan kawasan yang terjejas maut bagi manusia selama setengah hari.

4. Bahan yang paling panas

Ini adalah plasma quark-gluon yang dipanggil. Bahan itu dicipta menggunakan perlanggaran atom emas pada kelajuan cahaya yang hampir. Plasma kuark-gluon mempunyai suhu 4 trilion darjah Celsius. Sebagai perbandingan, angka ini adalah 250,000 kali lebih tinggi daripada suhu Matahari! Malangnya, hayat bahan dihadkan kepada satu trilion satu trilion saat.

5. Asid yang paling menghakis

Antimoni fluorida H menjadi juara dalam pencalonan ini. Antimoni fluorida adalah 2×10 16 (dua ratus quintillion) kali lebih kaustik daripada asid sulfurik. Ini adalah bahan yang sangat aktif yang boleh meletup apabila sedikit air ditambah. Asap asid ini beracun maut.

6. Bahan yang paling mudah meletup

Bahan yang paling mudah meletup ialah heptanitrocuban. Ia sangat mahal dan hanya digunakan untuk penyelidikan saintifik. Tetapi HMX yang sedikit kurang letupan berjaya digunakan dalam hal ehwal ketenteraan dan dalam geologi apabila menggerudi telaga.

7. Bahan yang paling radioaktif

Polonium-210 ialah isotop polonium yang tidak wujud di alam semula jadi, tetapi dibuat oleh manusia. Ia digunakan untuk mencipta miniatur, tetapi pada masa yang sama, sumber tenaga yang sangat berkuasa. Ia mempunyai separuh hayat yang sangat pendek dan oleh itu mampu menyebabkan penyakit radiasi yang teruk.

8. Bahan yang paling berat

Ia, sudah tentu, fullerite. Kekerasannya hampir 2 kali lebih tinggi daripada berlian asli. Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai fullerite dalam artikel kami Bahan Terkeras di Dunia.

9. Magnet terkuat

Magnet terkuat di dunia terdiri daripada besi dan nitrogen. Pada masa ini, butiran mengenai bahan ini tidak tersedia kepada orang awam, tetapi sudah diketahui bahawa magnet super baharu itu adalah 18% lebih berkuasa daripada magnet terkuat yang sedang digunakan - neodymium. Magnet neodymium diperbuat daripada neodymium, besi dan boron.

10. Bahan yang paling cair

Superfluid Helium II hampir tidak mempunyai kelikatan pada suhu yang hampir kepada sifar mutlak. Harta ini disebabkan oleh keupayaan uniknya untuk meresap dan mencurah keluar dari bekas yang diperbuat daripada sebarang bahan pepejal. Helium II mempunyai potensi untuk digunakan sebagai konduktor haba yang ideal di mana haba tidak hilang.

Radiasi, radioaktiviti dan pelepasan radio adalah konsep yang kedengaran agak berbahaya. Dalam artikel ini, anda akan mengetahui mengapa sesetengah bahan bersifat radioaktif dan maksudnya. Mengapa semua orang sangat takut dengan radiasi dan betapa berbahayanya? Di manakah kita boleh mencari bahan radioaktif dan apa yang mengancam kita?

Konsep radioaktiviti

Saya memanggil radioaktiviti sebagai "keupayaan" atom beberapa isotop untuk membelah dan mencipta radiasi dengan ini. Istilah "radioaktiviti" tidak muncul serta-merta. Pada mulanya, sinaran sedemikian dipanggil sinar Becquerel, sebagai penghormatan kepada saintis yang menemuinya dalam kerjanya dengan isotop uranium. Sekarang kita memanggil proses ini sebagai "sinar radioaktif".

Dalam proses yang agak rumit ini, atom asal diubah menjadi atom unsur kimia yang sama sekali berbeza. Disebabkan oleh pelepasan zarah alfa atau beta, nombor jisim atom berubah dan, dengan itu, ini menggerakkannya di sepanjang jadual D. I. Mendeleev. Perlu diingat bahawa nombor jisim berubah, tetapi jisim itu sendiri tetap hampir sama.

Berdasarkan maklumat ini, kita boleh menyusun semula definisi konsep tersebut. Jadi, radioaktiviti juga adalah keupayaan nukleus atom yang tidak stabil untuk berubah secara bebas kepada nukleus lain yang lebih stabil dan stabil.

Bahan - apakah itu?

Sebelum bercakap tentang apa itu bahan radioaktif, mari kita tentukan secara amnya apa yang dipanggil bahan. Jadi, pertama sekali, ia adalah sejenis perkara. Ia juga logik bahawa perkara ini terdiri daripada zarah, dan dalam kes kami ini paling kerap adalah elektron, proton dan neutron. Di sini kita sudah boleh bercakap tentang atom, yang terdiri daripada proton dan neutron. Nah, molekul, ion, kristal, dan sebagainya diperoleh daripada atom.

Konsep bahan kimia adalah berdasarkan prinsip yang sama. Sekiranya mustahil untuk mengasingkan nukleus dalam jirim, maka ia tidak boleh dikelaskan sebagai bahan kimia.

Mengenai bahan radioaktif

Seperti yang dinyatakan di atas, untuk mempamerkan radioaktiviti, atom mesti secara spontan mereput dan bertukar menjadi atom unsur kimia yang berbeza sama sekali. Jika semua atom sesuatu bahan tidak stabil sehingga mereput dengan cara ini, maka anda mempunyai bahan radioaktif. Dalam bahasa yang lebih teknikal, definisi akan berbunyi seperti ini: bahan adalah radioaktif jika ia mengandungi radionuklid, dan dalam kepekatan tinggi.

Di manakah bahan radioaktif dalam jadual berkala D. I. Mendeleev?

Cara yang agak mudah dan mudah untuk mengetahui sama ada sesuatu bahan adalah radioaktif adalah dengan melihat jadual D. I. Mendeleev. Segala-galanya selepas unsur plumbum adalah unsur radioaktif, serta prometium dan teknetium. Adalah penting untuk mengingati bahan yang radioaktif, kerana ia boleh menyelamatkan nyawa anda.

Terdapat juga beberapa unsur yang mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop radioaktif dalam campuran semula jadinya. Berikut ialah senarai separa beberapa elemen yang paling biasa:

• Potasium.
• Kalsium.
• Vanadium.
• Germanium.
• Selenium.
• Rubidium.
• Zirkonium.
• Molibdenum.
• Kadmium.
• Indium.

Bahan radioaktif ialah bahan yang mengandungi sebarang isotop radioaktif.

Jenis sinaran radioaktif

Terdapat beberapa jenis sinaran radioaktif, yang akan dibincangkan sekarang. Sinaran alfa dan beta telah pun disebut, tetapi ini bukan senarai keseluruhannya.

Sinaran alfa adalah sinaran paling lemah, yang berbahaya jika zarah masuk terus ke dalam tubuh manusia. Sinaran sedemikian direalisasikan oleh zarah berat, dan itulah sebabnya ia mudah dihentikan walaupun dengan sehelai kertas. Atas sebab yang sama, sinar alfa tidak bergerak lebih daripada 5 cm.

Sinaran beta lebih kuat daripada yang sebelumnya. Ini adalah sinaran oleh elektron, yang jauh lebih ringan daripada zarah alfa, jadi ia boleh menembusi beberapa sentimeter ke dalam kulit manusia.

Sinaran gamma direalisasikan oleh foton, yang agak mudah menembusi lebih jauh ke organ dalaman seseorang.

Sinaran penembusan yang paling kuat ialah neutron. Ia agak sukar untuk disembunyikan daripadanya, tetapi secara semula jadi ia, sebenarnya, tidak wujud, kecuali mungkin berdekatan dengan reaktor nuklear.

Kesan radiasi kepada manusia

Bahan radioaktif selalunya boleh membawa maut kepada manusia. Di samping itu, pendedahan radiasi mempunyai kesan yang tidak dapat dipulihkan. Jika anda telah terdedah kepada radiasi, maka anda ditakdirkan. Bergantung pada tahap kerosakan, seseorang mati dalam masa beberapa jam atau dalam beberapa bulan.

Seiring dengan ini, mesti dikatakan bahawa orang sentiasa terdedah kepada sinaran radioaktif. Alhamdulilah dah cukup lemah hingga boleh membawa maut. Contohnya, menonton perlawanan bola sepak di TV memberi anda 1 mikrorad sinaran. Sehingga 0.2 rad setahun - ini biasanya latar belakang sinaran semula jadi planet kita. 3 hadiah - bahagian radiasi anda semasa x-ray gigi. Nah, pendedahan lebih 100 rad sudah berpotensi berbahaya.

Bahan Radioaktif Memudaratkan, Contoh dan Amaran

Bahan radioaktif yang paling berbahaya ialah Polonium-210. Kerana sinaran di sekelilingnya, anda juga boleh melihat sejenis "aura" bercahaya warna biru. Perlu dinyatakan bahawa terdapat stereotaip bahawa semua bahan radioaktif bersinar. Ini tidak sama sekali, walaupun terdapat pilihan seperti Polonium-210. Kebanyakan bahan radioaktif tidak mencurigakan secara luaran sama sekali.

Livermorium kini dianggap sebagai logam paling radioaktif. Isotop Livermorium-293nya mengambil masa 61 milisaat untuk mereput. Ini ditemui pada tahun 2000. Ununpentium sedikit lebih rendah daripadanya. Masa pereputan Ununpentium-289 ialah 87 milisaat.

Juga fakta yang menarik ialah bahan yang sama boleh menjadi tidak berbahaya (jika isotopnya stabil) dan radioaktif (jika nukleus isotopnya hampir runtuh).

Para saintis yang mengkaji radioaktiviti

Bahan radioaktif tidak dianggap berbahaya untuk masa yang lama, dan oleh itu ia bebas dikaji. Malangnya, kematian yang menyedihkan telah mengajar kita tentang keperluan untuk berhati-hati dan meningkatkan keselamatan dengan bahan tersebut.

Salah satu yang pertama, seperti yang telah disebutkan, ialah Antoine Becquerel. Ini adalah ahli fizik Perancis yang hebat, yang memiliki kemuliaan penemu radioaktiviti. Atas jasanya, beliau telah dianugerahkan keahlian dalam Royal Society of London. Oleh kerana sumbangannya kepada kawasan ini, dia meninggal dunia agak muda, pada usia 55 tahun. Tetapi karyanya masih diingati sehingga kini. Unit radioaktiviti itu sendiri, serta kawah di Bulan dan Marikh, dinamakan sebagai penghormatan kepadanya.

Orang yang sama hebat ialah Marie Sklodowska-Curie, yang bekerja dengan bahan radioaktif dengan suaminya Pierre Curie. Maria juga berasal dari Perancis, walaupun mempunyai akar Poland. Sebagai tambahan kepada fizik, dia terlibat dalam pengajaran dan juga aktiviti sosial yang aktif. Marie Curie ialah wanita pertama yang memenangi Hadiah Nobel dalam dua disiplin sekaligus: fizik dan kimia. Penemuan unsur radioaktif seperti Radium dan Polonium adalah merit Marie dan Pierre Curie.

Kesimpulan

Seperti yang kita dapat lihat, radioaktiviti adalah proses yang agak kompleks yang tidak selalu berada di bawah kawalan seseorang. Ini adalah salah satu kes di mana orang boleh menjadi tidak berdaya sama sekali dalam menghadapi bahaya. Itulah sebabnya penting untuk diingat bahawa perkara yang benar-benar berbahaya boleh menjadi sangat menipu di luar.

Untuk mengetahui sama ada sesuatu bahan itu radioaktif atau tidak, selalunya anda sudah boleh di bawah pengaruhnya. Oleh itu, berhati-hati dan berhati-hati. Reaksi radioaktif membantu kita dalam banyak cara, tetapi kita juga tidak harus lupa bahawa ini adalah kuasa yang boleh dikatakan di luar kawalan kita.

Di samping itu, perlu diingati sumbangan saintis yang hebat untuk mengkaji radioaktiviti. Mereka memberi kami sejumlah besar pengetahuan berguna yang kini menyelamatkan nyawa, menyediakan tenaga kepada seluruh negara dan membantu menyembuhkan penyakit yang dahsyat. Bahan kimia radioaktif adalah bahaya dan rahmat kepada manusia.

Logam radioaktif ialah logam yang secara spontan mengeluarkan aliran zarah asas ke dalam persekitaran. Proses ini dipanggil sinaran alpha(α), beta(β), gamma(γ) atau ringkasnya sinaran radioaktif.

Semua logam radioaktif mereput dari semasa ke semasa dan bertukar menjadi unsur yang stabil (kadangkala melalui seluruh rantaian transformasi). Untuk elemen yang berbeza pereputan radioaktif boleh bertahan dari beberapa milisaat hingga beberapa ribu tahun.

Di sebelah nama unsur radioaktif selalunya ditunjukkan oleh nombor jisimnya. isotop. Sebagai contoh, Technetium-91 atau 91Tc. Isotop yang berbeza dari unsur yang sama, sebagai peraturan, mempunyai sifat fizikal yang sama dan berbeza hanya dalam tempoh pereputan radioaktif.

Senarai logam radioaktif

nama Rusia	Nama eng.	Isotop paling stabil	Tempoh pereputan
Technetium	technetium	Tc-91	4.21 x 10 6 tahun
Promethium	Promethium	Pm-145	17.4 tahun
Polonium	Polonium	Po-209	102 tahun
Astatine	Astatine	Di-210	8.1 jam
Perancis	francium	Fr-223	22 minit
Radium	Radium	Ra-226	1600 tahun
Actinium	Actinium	Ac-227	21.77 tahun
Torium	Torium	Th-229	7.54 x 10 4 tahun
Protaktinium	Protaktinium	Pa-231	3.28 x 10 4 tahun
Uranus	Uranium	U-236	2.34 x 10 7 tahun
Neptunium	Neptunium	Np-237	2.14 x 10 6 tahun
Plutonium	plutonium	Pu-244	8.00 x 10 7 tahun
Americium	americium	Am-243	7370 tahun
Curium	Curium	Cm-247	1.56 x 10 7 tahun
Berkelium	Berkelium	Bk-247	1380 tahun
California	california	Cf-251	898 tahun
Einsteinium	einsteinium	Es-252	471.7 hari
Fermi	Fermium	Fm-257	100.5 hari
Mendelevium	Mendelevium	Md-258	51.5 hari
Nobelium	nobelium	No-259	58 minit
Laurence	lawrencium	Lr-262	4 jam
resenfordium	Rutherfordium	Rf-265	13 jam
Dubnium	dubnium	Db-268	32 jam
Seaborgium	Seaborgium	Sg-271	2.4 minit
Bory	Bohrium	Bh-267	17 saat
Ganiy	Hassium	Hs-269	9.7 saat
Meitnerius	Meitnerium	Mt-276	0.72 saat
Darmstadium	Darmstadtium	Ds-281	11.1 saat
X-ray	Roentgenium	Rg-281	26 saat
Copernicius	Copernicium	cn-285	29 saat
Tidak mencuba	Ununtrium	Uut-284	0.48 saat
Flerovium	Flerovium	Fl-289	2.65 saat
Ununpentium	Ununpentium	Uup-289	87 milisaat
Livermorium	Livermorium	Lv-293	61 milisaat

Unsur radioaktif terbahagi kepada semula jadi(wujud dalam alam semula jadi) dan tiruan(diperolehi hasil daripada sintesis makmal). Tidak banyak logam radioaktif semulajadi - ini adalah polonium, radium, aktinium, torium, protaktinium dan uranium. Isotop mereka yang paling stabil berlaku secara semula jadi, selalunya sebagai bijih. Semua logam lain dalam senarai adalah buatan manusia.

kebanyakan logam radioaktif

Logam paling radioaktif pada masa ini - livermorium. Isotopnya Livermorium-293 hancur dalam masa 61 milisaat sahaja. Isotop ini pertama kali diperoleh di Dubna pada tahun 2000.

Satu lagi logam yang sangat radioaktif ialah ununpentium. Isotop ununpentium-289 mempunyai tempoh pereputan yang lebih lama (87 milisaat).

Daripada bahan yang lebih atau kurang stabil, bahan yang digunakan secara praktikal, logam yang paling radioaktif dipertimbangkan polonium(isotop polonium-210). Ia adalah logam radioaktif putih keperakan. Walaupun separuh hayatnya mencapai 100 atau lebih hari, walaupun satu gram bahan ini memanaskan sehingga 500 ° C, dan sinaran boleh membunuh seseorang dengan serta-merta.

Apakah radiasi

Semua orang tahu itu sinaran sangat berbahaya dan lebih baik menjauhi sinaran radioaktif. Sukar untuk berhujah dengan ini, walaupun pada hakikatnya kita sentiasa terdedah kepada radiasi, di mana sahaja kita berada. Terdapat sedikit di dalam tanah bijih radioaktif, dan dari angkasa ke Bumi sentiasa tiba zarah bercas.

Ringkasnya, sinaran ialah pelepasan spontan zarah asas. Proton dan neutron dipisahkan daripada atom bahan radioaktif, "terbang jauh" ke persekitaran luaran. Pada masa yang sama, nukleus atom secara beransur-ansur berubah, berubah menjadi unsur kimia lain. Apabila semua zarah yang tidak stabil dipisahkan daripada nukleus, atom tidak lagi menjadi radioaktif. Sebagai contoh, torium-232 pada penghujung pereputan radioaktifnya, ia bertukar menjadi kandang memimpin.

Sains mengenal pasti 3 jenis sinaran radioaktif utama

sinaran alfa(α) ialah aliran zarah alfa, bercas positif. Saiznya agak besar dan tidak lulus dengan baik walaupun melalui pakaian atau kertas.

sinaran beta(β) ialah fluks zarah beta bercas negatif. Mereka agak kecil, mudah melalui pakaian dan menembusi ke dalam sel kulit, yang menyebabkan kemudaratan besar kepada kesihatan. Tetapi zarah beta tidak melalui bahan tumpat seperti aluminium.

Sinaran gamma(γ) ialah sinaran elektromagnet frekuensi tinggi. Sinar gamma tidak mempunyai cas, tetapi mengandungi banyak tenaga. Sekumpulan zarah gamma memancarkan cahaya terang. Zarah gamma bahkan melalui bahan padat, menjadikannya sangat berbahaya kepada makhluk hidup. Mereka dihentikan hanya oleh bahan yang paling padat, seperti plumbum.

Semua jenis sinaran ini hadir dalam satu cara atau yang lain di mana-mana di planet ini. Mereka tidak berbahaya dalam dos yang kecil, tetapi pada kepekatan tinggi mereka boleh menyebabkan kerosakan yang sangat serius.

Kajian unsur radioaktif

Penemu radioaktiviti ialah Wilhelm Roentgen. Pada tahun 1895, ahli fizik Prusia ini mula-mula memerhatikan sinaran radioaktif. Berdasarkan penemuan ini, peranti perubatan terkenal dicipta, dinamakan sempena saintis itu.

Pada tahun 1896, kajian tentang radioaktiviti diteruskan Henri Becquerel, dia bereksperimen dengan garam uranium.

Pada tahun 1898 Pierre Curie dalam bentuk tulen menerima logam radioaktif pertama - radium. Curie, walaupun dia menemui unsur radioaktif pertama, bagaimanapun, tidak mempunyai masa untuk mengkaji dengan betul. Dan sifat luar biasa radium membawa kepada kematian pantas saintis itu, yang dengan cuai membawa "anak otak"nya di dalam poket dadanya. Penemuan hebat itu membalas dendam terhadap penemunya - Curie meninggal dunia pada usia 47 tahun akibat dos radiasi radioaktif yang kuat.

Pada tahun 1934, isotop radioaktif buatan telah disintesis buat kali pertama.

Kini ramai saintis dan organisasi terlibat dalam kajian radioaktiviti.

Pengekstrakan dan sintesis

Malah logam radioaktif semula jadi tidak berlaku di alam semula jadi dalam bentuk tulennya. Mereka disintesis daripada bijih uranium. Proses mendapatkan logam tulen adalah amat sukar. Ia terdiri daripada beberapa peringkat:

• kepekatan (menghancurkan dan mengasingkan sedimen dengan uranium dalam air);
• larut lesap - iaitu memindahkan mendakan uranium ke dalam larutan;
• pengasingan uranium tulen daripada larutan yang terhasil;
• penukaran uranium kepada keadaan pepejal.

Akibatnya, hanya beberapa gram uranium boleh diperolehi daripada satu tan bijih uranium.

Sintesis unsur radioaktif buatan dan isotopnya berlaku di makmal khas, yang mewujudkan keadaan untuk bekerja dengan bahan tersebut.

Penggunaan praktikal

Selalunya, logam radioaktif digunakan untuk menjana tenaga.

Reaktor nuklear ialah peranti yang menggunakan uranium untuk memanaskan air dan mencipta aliran wap yang memutar turbin untuk menjana elektrik.

Secara amnya, skop unsur radioaktif agak luas. Ia digunakan untuk mengkaji organisma hidup, mendiagnosis dan merawat penyakit, menjana tenaga, dan memantau proses perindustrian. Logam radioaktif adalah asas untuk penciptaan senjata nuklear - senjata yang paling merosakkan di planet ini.

Sehingga penghujung abad ke-19, semua unsur kimia kelihatan tetap dan tidak boleh dibahagikan. Tidak ada persoalan tentang cara unsur tidak berubah boleh ditukar. Tetapi penemuan radioaktiviti menjadikan dunia yang kita kenali terbalik dan membuka jalan untuk penemuan bahan baharu.

Penemuan radioaktiviti

Penghormatan untuk menemui transformasi unsur adalah milik ahli fizik Perancis Antoine Becquerel. Untuk satu eksperimen kimia, dia memerlukan kristal uranil-potassium sulfat. Dia membungkus bahan itu dengan kertas hitam dan meletakkan bungkusan itu di sebelah pinggan fotografi. Selepas membangunkan filem itu, saintis melihat garis besar kristal uranil dalam gambar. Walaupun lapisan kertas tebal, mereka jelas boleh dibezakan. Becquerel mengulangi eksperimen ini beberapa kali, tetapi hasilnya adalah sama: garis besar kristal yang mengandungi uranium jelas kelihatan pada plat fotografi.

Becquerel mengumumkan hasil penemuan itu pada mesyuarat tetap yang diadakan oleh Akademi Sains Paris. Laporannya dimulakan dengan kata-kata tentang "radiasi tidak kelihatan." Ini adalah bagaimana dia menerangkan hasil eksperimennya. Selepas itu, konsep sinaran memasuki kehidupan seharian ahli fizik.

Eksperimen Curie

Hasil pemerhatian Becquerel menarik minat saintis Perancis Marie dan Paul Curie. Mereka betul-betul menganggap bahawa bukan sahaja uranium boleh mempunyai sifat radioaktif. Para penyelidik mendapati bahawa sisa-sisa bijih dari mana bahan ini dilombong masih sangat radioaktif. Pencarian unsur-unsur yang berbeza daripada yang asal membawa kepada penemuan bahan yang mempunyai sifat yang serupa dengan uranium. Unsur radioaktif baharu itu dinamakan polonium. Marie Curie memberikan nama ini kepada bahan itu untuk menghormati tanah airnya - Poland. Berikutan ini, radium ditemui. Unsur radioaktif tersebut ternyata merupakan hasil pereputan uranium tulen. Selepas itu, era baru, sebelum ini tidak terdapat dalam alam semula jadi bahan kimia bermula dalam kimia.

elemen

Kebanyakan nukleus unsur kimia yang diketahui pada masa ini adalah tidak stabil. Dari masa ke masa, sebatian tersebut secara spontan terurai kepada unsur lain dan pelbagai zarah kecil. Unsur induk yang lebih berat dipanggil bahan induk dalam komuniti fizik. Hasil yang terbentuk semasa penguraian bahan dipanggil unsur anak atau produk pereputan. Proses itu sendiri disertai dengan pembebasan pelbagai zarah radioaktif.

isotop

Ketidakstabilan unsur kimia boleh dijelaskan dengan kewujudan isotop yang berbeza bagi bahan yang sama. Isotop ialah jenis beberapa unsur jadual berkala dengan sifat yang sama, tetapi dengan bilangan neutron yang berbeza dalam nukleus. Sangat banyak bahan kimia biasa mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop. Fakta bahawa unsur-unsur ini diedarkan secara meluas dan dikaji dengan baik mengesahkan bahawa ia berada dalam keadaan stabil untuk jangka masa yang lama. Tetapi setiap elemen "berumur panjang" ini mengandungi isotop. Nukleus mereka diperolehi oleh saintis dalam proses tindak balas yang dijalankan di makmal. Unsur radioaktif buatan yang diperoleh secara sintetik tidak boleh wujud dalam keadaan stabil untuk jangka masa yang lama dan mereput dari semasa ke semasa. Proses ini boleh berjalan dalam tiga cara. Dengan nama zarah asas, yang merupakan hasil sampingan daripada tindak balas termonuklear, ketiga-tiga jenis pereputan mendapat nama mereka.

Pereputan alfa

Unsur kimia radioaktif boleh diubah mengikut skema pereputan pertama. Dalam kes ini, zarah alfa dipancarkan daripada nukleus, tenaga yang mencapai 6 juta eV. Dalam kajian terperinci hasil tindak balas, didapati zarah ini adalah atom helium. Ia membawa pergi dua proton daripada nukleus, jadi unsur radioaktif yang terhasil akan mempunyai nombor atom dalam sistem berkala dua kedudukan lebih rendah daripada bahan induk.

pereputan beta

Tindak balas pereputan beta disertai dengan pelepasan satu elektron daripada nukleus. Penampilan zarah ini dalam atom dikaitkan dengan pereputan neuron menjadi elektron, proton dan neutrino. Apabila elektron meninggalkan nukleus, unsur kimia radioaktif meningkatkan nombor atomnya sebanyak satu dan menjadi lebih berat daripada induknya.

Pereputan gamma

Semasa pereputan gamma, nukleus mengeluarkan pancaran foton dengan tenaga yang berbeza. Sinar ini dipanggil sinar gamma. Dalam proses ini, unsur radioaktif tidak diubah suai. Dia hanya kehilangan tenaganya.

Dengan sendirinya, ketidakstabilan yang dimiliki oleh unsur radioaktif ini tidak bermakna sama sekali dengan kehadiran sejumlah isotop tertentu, bahan kita akan hilang secara tiba-tiba, membebaskan tenaga besar dalam prosesnya. Pada hakikatnya, perpecahan nukleus menyerupai penyediaan popcorn - pergerakan bijirin jagung yang huru-hara dalam kuali, dan tidak diketahui sepenuhnya yang mana antara mereka akan dibuka dahulu. Undang-undang tindak balas pereputan radioaktif hanya boleh menjamin bahawa dalam tempoh masa tertentu sejumlah zarah akan terbang keluar dari nukleus, berkadar dengan bilangan nukleon yang tinggal dalam nukleus. Dalam bahasa matematik, proses ini boleh diterangkan dengan formula berikut:

Di sini, terdapat pergantungan berkadar bilangan nukleon dN yang meninggalkan nukleus semasa tempoh dt pada bilangan semua nukleon N yang terdapat dalam nukleus.Pekali λ ialah pemalar radioaktiviti bahan yang mereput.

Bilangan nukleon yang tinggal dalam nukleus pada masa t diterangkan oleh formula:

N \u003d N 0 e -λt,

di mana N 0 ialah bilangan nukleon dalam nukleus pada permulaan cerapan.

Sebagai contoh, unsur radioaktif halogen dengan nombor atom 85 ditemui hanya pada tahun 1940. Separuh hayatnya agak besar - 7.2 jam. Kandungan halogen radioaktif (astatin) di seluruh planet tidak melebihi satu gram bahan tulen. Oleh itu, dalam 3.1 jam, jumlahnya dalam alam semula jadi harus, secara teori, dikurangkan separuh. Tetapi proses pereputan berterusan uranium dan torium menimbulkan lebih banyak atom astatin, walaupun dalam dos yang sangat kecil. Oleh itu, kuantitinya secara semula jadi kekal stabil.

Separuh hayat

Pemalar radioaktiviti digunakan untuk menentukan berapa cepat unsur yang dikaji akan mereput. Tetapi untuk masalah praktikal, ahli fizik sering menggunakan kuantiti yang dipanggil separuh hayat. Penunjuk ini memberitahu berapa lama bahan itu akan kehilangan separuh daripada nukleonnya. Untuk isotop yang berbeza, tempoh ini berbeza daripada pecahan kecil sesaat hingga berbilion tahun.

Adalah penting untuk memahami bahawa masa dalam persamaan ini tidak menambah, tetapi berganda. Sebagai contoh, jika dalam selang masa t bahan itu telah kehilangan separuh daripada nukleonnya, maka dalam tempoh 2t ia akan kehilangan separuh lagi daripada yang selebihnya - iaitu, satu perempat daripada bilangan nukleon asal.

Kemunculan unsur radioaktif

Secara semula jadi, bahan radioaktif terbentuk di lapisan atas atmosfera Bumi, di ionosfera. Di bawah tindakan sinaran kosmik, gas pada altitud tinggi mengalami pelbagai perubahan yang mengubah bahan yang stabil menjadi unsur radioaktif. Gas yang paling biasa di atmosfera kita, N 2, sebagai contoh, ditukar daripada isotop stabil nitrogen-14 kepada isotop radioaktif karbon-14.

Pada zaman kita, lebih kerap unsur radioaktif berlaku dalam rantaian tindak balas pembelahan atom buatan manusia. Ini adalah nama proses di mana nukleus bahan induk mereput menjadi dua anak, dan kemudian menjadi empat nukleus "cucu perempuan" radioaktif. Contoh klasik ialah isotop uranium 238. Separuh hayatnya ialah 4.5 bilion tahun. Hampir selagi planet kita wujud. Selepas sepuluh peringkat pereputan, uranium radioaktif bertukar menjadi plumbum yang stabil 206. Unsur radioaktif yang diperoleh secara buatan tidak berbeza dalam sifatnya daripada rakan semula jadinya.

Kepentingan praktikal radioaktiviti

Selepas bencana Chernobyl, ramai orang mula bercakap dengan serius tentang pengehadan program untuk pembangunan loji tenaga nuklear. Tetapi dalam istilah harian, radioaktiviti membawa manfaat yang besar kepada manusia. Kajian tentang kemungkinan aplikasi praktikalnya ialah sains radiografi. Sebagai contoh, fosforus radioaktif disuntik ke dalam pesakit untuk mendapatkan gambaran lengkap tentang patah tulang. Tenaga nuklear juga berfungsi untuk menjana haba dan elektrik. Mungkin pada masa hadapan kita sedang menunggu penemuan baru dalam bidang sains yang menakjubkan ini.