РАДИЙ

Радий

Радий — элемент главной подгруппы второй группы, седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 88. Обозначается символом Ra (Radium). Простое вещество радий (CAS-номер: 7440-14-4) — блестящий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. Обладает высокой химической активностью. Радиоактивен; наиболее устойчивый изотоп 226Ra (период полураспада около 1600 лет).

Французские ученые Пьер и Мария Кюри обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды (урановая смолка, добывавшаяся в городе Иоахимсталь, Чехия), более радиоактивны, чем чистый уран.

Из этих отходов супруги Кюри после нескольких лет интенсивной работы выделили два сильно радиоактивных элемента: полоний и радий. Первое сообщение об открытии радия (в виде смеси с барием) Кюри сделали 26 декабря 1898 года во Французской Академии наук.

В 1902 Кюри и Андре Дебьерн выделили чистый радий путём электролиза хлорида радия на ртутном катоде и последующей дистилляции в водороде. Выделенный элемент представлял собой, как сейчас известно, изотоп радий-226, продукт распада урана-238. За открытие радия и полония супруги Кюри получили Нобелевскую премию.

Многие радионуклиды, возникающие при радиоактивном распаде радия, до того, как была выполнена их химическая идентификация, получили наименования вида радий А, радий B, радий C и т. д. Хотя сейчас известно, что они представляют собой изотопы других химических элементов, их исторически сложившиеся названия по традиции иногда используются:

Названная в честь Кюри внесистемная единица радиоактивности кюри основана на активности 1 г радия-226: 3,7×1010 распадов в секунду, или 37 ГБк.

Происхождение названия

Название «радий» связано с излучением ядер атомов Ra (radius — луч).

Нахождение в природе

Радий довольно редок. За прошедшее с момента его открытия время — более столетия — во всём мире удалось добыть всего только 1,5 кг чистого радия. Одна тонна урановой смолки, из которой супруги Кюри получили радий, содержит лишь около 0,0001 г радия-226.

Весь природный радий возникает при распаде урана-238, урана-235 или тория-232; наиболее распространённым и долгоживущим изотопом (период полураспада 1602 года) является радий-226, входящий в радиоактивный ряд урана-238.

В равновесии отношение содержания урана-238 и радия-226 в руде равно отношению их периодов полураспада: (4,468×109 лет)/(1602 года)=2,789×106. Таким образом, на каждые три миллиона атомов урана в природе приходится лишь один атом радия.

Получение

Получить чистый радий в начале ХХ в. стоило огромного труда. Мария Кюри трудилась 12 лет, чтобы получить крупинку чистого радия.

Чтобы получить всего 1 г чистого радия, нужно было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и 5 вагонов разных химических веществ. Поэтому на начало ХХ в.

в мире не было более дорогого металла. За 1 г радия нужно было заплатить больше 200 кг золота.

Физические и химические свойства

Радий при нормальных условиях представляет собой блестящий белый металл, на воздухе темнеет (вероятно, вследствие образования нитрида радия). Реагирует с водой. Ведёт себя подобно барию и стронцию, но более химически активен. Обычная степень окисления — 2.

Применение

В настоящее время радий иногда используют в компактных источниках нейтронов, для этого небольшие его количества сплавляются с бериллием. Под действием альфа-излучения (ядер гелия-4) из бериллия выбиваются нейтроны: 9Be + 4He → 12C + 1n.

В медицине радий используют как источник радона для приготовления радоновых ванн (хотя в настоящее время их полезность оспаривается). Кроме того, радий применяют для кратковременного облучения при лечении злокачественных заболеваний кожи, слизистой оболочки носа, мочеполового тракта.

Однако в настоящее время существует множество более подходящих для этих целей радионуклидов с нужными свойствами, которые получают на ускорителях или в ядерных реакторах, например, 60Co (T1/2 = 5,3 года), 137Cs (T1/2 = 30,2 года), 182Ta (T1/2 = 115 сут.), 192Ir (T1/2 = 74 сут.), 198Au (T1/2 = 2,7 сут.) и т. д.

Ранее радий часто использовался для приготовления светящихся красок постоянного свечения (для разметки циферблатов часов и других приборов), однако сейчас его обычно заменяют менее опасными изотопами: тритием (T1/2 = 12,3 года) или 147Pm (T1/2 = 2,6 года).

Биологическая роль

Радий чрезвычайно радиотоксичен. В организме он ведёт себя подобно кальцию — около 80 % поступившего в организм радия накапливается в костной ткани. Большие концентрации радия вызывают остеопороз, самопроизвольные переломы костей и злокачественные опухоли костей и кроветворной ткани. Опасность представляет также радон — газообразный радиоактивный продукт распада радия.

Преждевременная смерть Марии Кюри произошла вследствие хронического отравления радием, так как в то время опасность облучения ещё не была осознана.

Изотопы

Известны 25 изотопов радия. Изотопы 223Ra, 224Ra, 226Ra, 228Ra встречаются в природе, являясь членами радиоактивных рядов. Остальные изотопы могут быть получены искусственным путём. Радиоактивные свойства некоторых изотопов радия.

№88 Радий

Мария Кюри
(1867 — 1934)
Первооткрыватель радия и полония (Википедия)

В конце 19 века во Франции А. Беккерель и супруги Пьер и Мария Кюри предположили, что в урановой руде кроме урана содержатся и другие радиоактивные элементы. В 1898 г работа супругов Кюри по извлечению привела к открытию двух элементов полония и радия. Чистый металлический радий был получен в 1910-м году.

За работы по изучению радиоактивности супруги Кюри в 1903 получили Нобелевскую премию по физике, а М. Кюри в 1911 — Нобелевскую премию по химии. В России первый препарат радия был получен в 1921 В.Г. Хлопиным и И.Я. Башиловым.
Название «радий» связано с излучением ядер атомов Ra (от латинского radius — луч).

Получение:

радия в земной коре 1·10-10% по массе. Радионуклиды Ra входят в состав природных радиоактивных рядов урана-238, урана-235 и тория-232 и постоянно образуются при их распаде.

Период полураспада наиболее устойчивого изотопа, радия-226 составляет 1600 лет, кроме него в природе существует еще несколько изотопов, с периодом полураспада от нескольких дней до нескольких лет: 223Ra, 224Ra, 228Ra. В ничтожных концентрациях радий может присутствовать в природных водах.

Радий выделяют из отходов переработки урановых руд осаждением, дробной перекристаллизацией. Металлический радий получают электролизом раствора RaCl2 с использованием ртутного катода.

Физические свойства:

Радий — серебристо-белый металл, светится в темноте. Кристаллическая решетка металлического радия кубическая. Температура плавления — 969°C, температура кипения — 1507°C, плотность — 5,5-6,0 г/см3.

Ядра Ra-226 испускают альфа-частицы с энергией 4,777МэВ и гамма-кванты с энергией 0,188 МэВ. За счет этого 1 г Ra выделяет 550 Дж/ч теплоты и металл быстро нагревается.

В процессе распада радия образуется радиоактивный газ радон:
226Ra = 222Rn + 4He.

Химические свойства:

По химическим свойствам радий похож на барий, но более активен. На воздухе покрывается пленкой, состоящей из оксида, гидроксида, карбоната и нитрида радия.

При сгорании его на воздухе или в кислороде образуется смесь оксида RaO и пероксида RaO2. Энергично взаимодействует с галогенами, при нагревании реагирует с водородом.

Радий бурно реагирует с водой, образуя сильное основание: Ra + 2H2O = Ra(OH)2 + H2
Он также легко реагирует с кислотами.

Важнейшие соединения:

Оксид радия, RaO — основной оксид, твердое вещество, энергично взаимодействует с водой, образуя гидроксид Ra(OH)2.
Гидроксид радия, Ra(OH)2 — белое кристаллическое вещество, мало растворимо в воде. Сильное основание.
Соли радия. Большинство солей радия хорошо растворимо в воде.

Растворы содержат бесцветные ионы Ra2+, которые сообщают жидкости горький вкус. Вследствие высокой радиоактивности в растворах солей радия идет постепенное разложение воды на водород и кислород («радиолиз»).
Галоидные соли радия расплываются на воздухе и легкорастворимы в воде, выделяются из растворов в виде кристаллогидратов (напр. RaCl2*6H2O).

При их нагревании происходит отщепление части галоидоводородной кислоты и образуются труднорастворимые в воде основные соли.
Исключением является RaF2, растворимость которого весьма мала (0,08 г/л). Малорастворимы также сульфат и карбонат радия.

Гидрид радия, RaH2 Сильный восстановитель, при нагревании плавится и разлагается, реагирует с водой, кислотами. Окисляется на воздухе.

Применение:

Соли радия используются в медицине как источник радона для приготовления радоновых ванн.
Соединения радия использовались как инициирующая добавка для приготовления постоянно светящихся составов (циферблаты приборов).

В настоящее время радий иногда используют в компактных источниках нейтронов, для этого небольшие его количества сплавляются с бериллием. Под действием альфа-излучения радия протекает ядерная реакция: 9Be + 4He = 12C + 1n.Радий сильно токсичен. Около 80% поступившего в организм радия накапливается в костной ткани.

Большие концентрации радия вызывают остеопороз, самопроизвольные переломы, злокачественные опухоли костей и кроветворной ткани.

А. Агафонова
ХФ ТюмГУ, 581 группа, 2011 г.

Источники:
Радий. Википедия, свободная энциклопедия. http://ru.wikipedia.org/Радий.
Онлайн Энциклопедия Кругосвет. Радий. http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/RADI.html.
С.И. Венецкий О редких и рассеянных. Рассказы о металлах. «В грамм добыча, в год труды» (радий)

Что такое Радий

Радий — Радиоактивный химический элемент, серебристо-белый металл.

Значение слова Радий по Ожегову:

Радий — Химический элемент — металл, обладающий радиоактивными свойствами

Радий в Энциклопедическом словаре:

Радий — (лат. Radium) — Ra, химический элемент II группы периодическойсистемы, атомный номер 88, атомная масса 226,0254, относится кщелочно-земельным металлам. Радиоактивен. наиболее устойчивый изотоп 226Ra(период полураспада 1600 лет). Название от лат. radius — луч.Серебристо-белый блестящий металл.

плотность 5,5-6,0 г/см3, tпл 969 .С.Химически очень активен. В природе встречается в урановых рудах.Исторически первый элемент, радиоактивные свойства которого нашлипрактическое применение в медицине и технике. Изотоп 226Ra в смеси сбериллием идет на приготовление простейших лабораторных источниковнейтронов.

Значение слова Радий по словарю Ушакова:

РАДИЙ
радия, мн. нет, м. (от латин. radius — луч) (хим., физ.). Химический элемент, металл, обладающий способностью излучать тепловую и лучистую энергию, распадаясь при этом в последовательный ряд простых веществ. Лечение радием.

Значение слова Радий по словарю Брокгауза и Ефрона:

Радий — химический элемент, принадлежащий ко второй группе периодической системы и открытый г-жой Кюри при исследовании урановой смоляной руды (см. Эманация). По своим химическим свойствам радий является аналогом бария, соответственно своему атомному весу (225) занимая в периодической системе место под ним в 12-м ряду.

Для выделения радия из смоляной руды сернокислые соли стронция, бария и радия переводятся кипячением с содой в углекислые, а затем растворяются, всего лучше в бромистоводородной кислоте. При фракционированной кристаллизации бромистых солей радий скопляется в первых фракциях, так как он труднее растворяется, чем бромистый барий.

Этим путем Гизелю впервые удалось получить свободный от бария бромистый радий, при помощи 9 последовательных кристаллизаций. Чистая соль фосфоресцирует голубоватым светом и при внесении в пламя бунзеновской горелки вызывает карминово-красное окрашивание.

Спектр радия содержит две интенсивные полосы в красно-желтой части, яркую линию в голубой и две нерезких в фиолетовой (длина воли главнейших линий 4825, 896. 3649,712. 3814,661. 4682,149). Радиоактивность радия приблизительно в 1000000 больше, чем урана, и потому почти все работы, относящиеся к изучению свойств и действий лучей, производились и производятся именно с радиевыми препаратами.

К сожалению, урановая смоляная руда до сих пор является почти единственным источником радия, хотя и в ней он составляет менее 1/1000000 по весу. Поэтому цена на радий все повышается, и ныне 1 мгр. стоит около 400 франков. Ни на одном элементе не изучен так хорошо радиоактивный процесс — ход распада атома, как на радии (см. Радиоактивность).

Тела, подобного UrX или ThX, радий не образует, так что первым продуктом здесь является инертный газ с темп. сжижения около — 150° — эманация (см. это слово). В свою очередь, эманация образует твердый продукт — вторичную радиоактивность, оседающую на стенках сосуда с эманацией или на отрицательно заряженной металлической пластинке или проволоке, подвергающейся действию эманации.

Подобно ториевой, эта вторичная активность представляет собой растворимое в кислотах и улетучивающееся при накаливании твердое тело, частицы которого заряжены положительным электричеством и, подобно ториевой, она оказалась смесью нескольких продуктов последовательного разложения атома.

Тщательное изучение кривых потери силы металлических пластинок, активированных эманацией радия, показало, что мы имеем здесь дело с тремя продуктами: эманация образует RaA, который, разлагаясь (со скоростью половины в 3 минуты), образует RaB. последний продукт переходит в RaC, причем превращение половины количества RaB требует 26,7 минут. RaC разлагается дальше, выделяя &#945.

-, &#946. — и &#947. — лучи, причем половина его превращается в 19 минут. Продукты дальнейшего превращения радия исследованы Резерфордом, который определил еще три ступени (RaD, RaE и RaF). эти тела характеризуются медленностью разложения и, вследствие того, значительно большей продолжительностью существования.

Если активированную радием пластинку оставить на 24 часа, то RaA, RaB и RaC разлагаются совершенно, но активность не исчезает окончательно, и пройдя через минимум, начинает снова возрастать. При этом &#946.-лучи растут быстро, в 40 дней достигая некоторой максимальной величины (половина ее достигается в 6 дней), а затем остаются постоянными.

-лучей все растет, и, судя по кривой роста, может достигнуть максимума только через 2,8 года. Эти &#945.-лучи зависят от RaF, который образуется из RaE и, в свою очередь, распадается далее. что при этом последнем распаде, кроме &#945.-луча, получается, пока не выяснено. Период полураспада RaF в 143 дня.

его радиоактивная константа определяется тем легче, что этот продукт удобно изолировать: при погружении в солянокислый раствор смеси RaD, RaE и RaF палочки висмута только RaF осаждается на этом металле в виде тончайшего слоя, а RaD и RaE остаются в растворе. Три продукта эти различаются и по своей летучести: так, при 1000° RaF улетучивается легко, RaD — труднее, а RaE не летит вовсе.

Как радиоактивная константа, так и химические свойства заставили признать тождество RaF с открытым г-жой Кюри и признанным ею за самостоятельный элемент продуктом, которому она дала имя полония. Впрочем, полоний, по-видимому, содержит еще и RaD, ибо нацело активность его не теряется и через 3 года. более чистый RaF изолировал из той же смоляной руды Марквальд, назвав его радиотеллуром.

Гофманн и Цербан описали еще один радиоактивный элемент, близкий к свинцу, вследствие чего они назвали его радиосвинцом. судя по его радиоактивным свойствам, это не что иное, как RaD. В общем, ход распада радия, по нынешним данным, может быть представлен следующей таблицей: Что касается времени распада самого радия, то суждение о нем основывается на следующих данных.

Как известно, &#945.-лучи заряжены положительным электричеством. Резерфорд измерил количество этого электричества, отдаваемое &#945.-лучами определенного количества радиоактивного вещества в определенный промежуток времени, и мог отсюда вычислить, принимая заряд каждого &#945.-луча равным обыкновенному заряду иона, что 1 гр. радия испускает в 1 секунду 6,2 &times.

1010 &#945.-лучей. По теории дезинтеграции атомов, испускание одного &#945.-луча означает распад одного атома, а так как 1 куб. см. водорода содержит 3,6 &times.1019 молекул, и атомный вес радия 225, то 1 гр. радия содержит около 3,6 &times.1021 атомов, из которых 6,2 &times.1010 в секунду разлагается.

отсюда и вычислено, что половина данного количества радия разложится в 1280 лет. Где конец процесса, каков тот нерадиоактивный атом, который является стойким продуктом распада радия — пока неизвестно. Когда было доказано, что эманация радия образует гелий, то думали, что гелий и есть окончательный продукт.

С другой стороны, атом радия настолько нестоек, что этот металл давно должен был бы разложиться, и нахождение его в древней урановой руде делает вероятным, что радий постоянно образуется заново. Естественно предположить, что исходным материалом для радия должен быть уран — этот постоянный спутник радия в минералах, и, наоборот, — всегда содержащий небольшие количества радия. Исследование показало, что отношение количеств урана и радия для всех минералов сохраняется то же, — обстоятельство, подкрепляющее гипотезу происхождения радия из урана. Наконец, были поставлены прямые опыты, которые, действительно, показали, что 1 кг очищенной от радия урановой соли через несколько месяцев начинает выделять небольшие количества эманации радия. Таким образом, приведенную таблицу можно бы дополнить так: U &#8594.UrX&#8594…. Ra и т. д. Литературу см. в ст. Радиоактивность. Ю. Залькинд.

Определение слова «Радий» по БСЭ:

Радий (лат. Radium)
Ra, радиоактивный химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 88. Известны изотопы Р. с массовыми числами 213, 215, 219-230. Самым долгоживущим является &alpha.-радиоактивный 226Ra с периодом полураспада около 1600 лет.

В природе как члены естественных радиоактивных рядов встречаются 222Ra (специальное название изотопа — актиний-икс, символ AcX), 224Ra (торий-икс, ThX), 226Ra и 228Ra (мезоторий-I, MsThI).
Об открытии Р. сообщили в 1898 супруги П. и М. Кюри совместно с Ж. Бемоном вскоре после того, как А. Беккерель впервые (в 1896) на солях урана обнаружил явление радиоактивности.

В 1897 работавшая в Париже М. Склодовская-Кюри установила, что интенсивность излучения, испускаемого урановой смолкой (минерал Уранинит), значительно выше, чем можно было ожидать, учитывая содержание в смолке урана. Склодовская-Кюри предположила, что это вызвано присутствием в минерале ещё неизвестных сильно радиоактивных веществ.

Тщательное химическое исследование урановой смолки позволило открыть два новых элемента — сначала Полоний, а чуть позже — и Р. В ходе выделения Р. за поведением нового элемента следили по его излучению, поэтому и назвали элемент от лат. radius — луч. Чтобы выделить чистое соединение Р.

, супруги Кюри в лабораторных условиях переработали около 1 т заводских отходов, оставшихся после извлечения урана из урановой смолки. Было выполнено, в частности, не менее 10 000 перекристаллизаций из водных растворов смеси BaCl2 и RaCl2 (соединения Бария служат т. н. изоморфными носителями при извлечении Р.). В итоге удалось получить 90 мг чистого RaCI2.

В СССР работы по выделению Р. из отечественного сырья были начаты вскоре после Октябрьской революции 1917 по прямому указанию В. И. Ленина. Первые препараты Р. были получены в СССР в 1921 В. Г. Хлопиным и И. Я. Башиловым. Образцы солей Р. демонстрировались в мае 1922 участникам 3-го Менделеевского съезда.
Р. — чрезвычайно редкий элемент.

В урановых рудах, являющихся главным его источником, на 1 т U приходится не более 0,34 г Ra. Р. принадлежит к сильно рассеянным элементам и в очень малых концентрациях обнаружен в самых различных объектах.
Все соединения Р. на воздухе обладают бледно-голубоватым свечением. За счёт самопоглощения &alpha.- и &beta.

-частиц, испускаемых при радиоактивном распаде 226Ra и его дочерних продуктов, каждый грамм 226Ra выделяет около 550 дж (130 кал) теплоты в час, поэтому температура препаратов Р. всегда немного выше окружающей.
Р. — серебристо-белый блестящий металл, быстро тускнеющий на воздухе. Решётка кубическая объёмноцентрированная, расчётная плотность 5,5 г/смі.

По разным источникам, tпл. составляет 700-960°C, tкип около 1140°C. На внешней электронной оболочке атома Р. находятся 2 электрона (конфигурация 7sІ). В соответствии с этим Р. имеет только одну степень окисления +2 (валентность II). По химическим свойствам Р. больше всего похож на барий, но более активен. При комнатной температуре Р.

соединяется с кислородом, давая окисел RaO, и с азотом, давая нитрид Ra3N2. С водой Р. бурно реагирует, выделяя H2, причём образуется сильное основание Ra (OH)2. Хорошо растворимы в воде хлорид, бромид, иодид, нитрат и сульфид Р., плохо растворимы карбонат, сульфат, хромат, оксалат.
Изучение свойств Р. сыграло огромную роль в развитии научного познания, т.к.

позволило выяснить многие вопросы, связанные с явлением радиоактивности. Долгое время Р. был единственным элементом, радиоактивные свойства которого находили практическое применение (в медицине. для приготовления светящихся составов и т.д.). Однако сейчас в большинстве случаев выгоднее использовать не Р., а более дешёвые искусственные радиоактивные изотопы др. элементов. Р.

сохранил некоторое значение в медицине как источник Радона при лечении радоновыми ваннами. В небольших количествах Р. расходуется на приготовление нейтронных источников (в смеси с бериллием) и при производстве светосоставов (в смеси с сульфидом цинка).
Лит.: Вдовенко В. М., Дубасов Ю. В., Аналитическая химия радия, Л., 1973. Погодин С. А., Либман Э. П., Как добыли советский радий, М., 1971.С. С. Бердоносов.

Радий в организме. Из естественных радиоактивных изотопов наибольшее биологическое значение имеет долгоживущий 226Ra. Р. неравномерно распределён в различных участках биосферы. Существуют Геохимические провинции с повышенным содержанием Р. Накопление Р.

в органах и тканях растений подчиняется общим закономерностям поглощения минеральных веществ и зависит от вида растения и условий его произрастания. Как правило, в корнях и листьях травянистых растений Р. больше, чем в стеблях и органах размножения. больше всего Р. в коре и древесине. Среднее содержание Р.

в цветковых растениях 0,3-9,0·10&minus.11 кюри/кг, в мор. водорослях 0,2-3,2·10&minus.11 кюри/кг.

В организм животных и человека поступает с пищей, в которой он постоянно присутствует (в пшенице 20-26·10&minus.15г/г, в картофеле 67-125·10&minus.15г/г, в мясе 8·10&minus.15 г/г), а также с питьевой водой. Суточное поступление в организм человека 226Ra с пищей и водой составляет 2,3·10&minus.12 кюри, а потери с мочой и калом 0,8·10&minus.13 и 2,2·10&minus.12 кюри.
Около 80% поступившего в организм Р. (он близок по химическим свойствам Ca) накапливается в костной ткани. Р. в организме человека зависит от района проживания и характера питания. Большие концентрации Р. в организме вредно действуют на животных и человека, вызывая болезненные изменения в виде Остеопороза, самопроизвольных переломов, опухолей. Р. в почве свыше 1·10&minus.7-10&minus.8 кюри/кг заметно угнетает рост и развитие растений.
Лит.: Вернадский В. И., О концентрации радия растительными организмами, «Докл. АН СССР. Сер. А», 1930, № 20. Радиоэкологические исследования в природных биогеоценозах, М., 1972.
В. А. Кальченко, В. А. Шевченко.

План:

Введение
• 1 История
• 2 Происхождение названия
• 3 Нахождение в природе
• 4 Получение
• 5 Физические и химические свойства
• 6 Применение
• 7 Биологическая роль
• 8 Изотопы
• 9 Интересные факты

Примечания

Ра́дий — элемент главной подгруппы второй группы, седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 88. Обозначается символом Ra (лат. Radium). Простое вещество радий (CAS-номер: 7440-14-4) — блестящий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. Обладает высокой химической активностью. Радиоактивен; наиболее устойчив нуклид 226Ra (период полураспада около 1600 лет).

1. История

Французские ученые Пьер и Мария Кюри обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды (урановая смолка, добывавшаяся в городе Иоахимсталь, Чехия), более радиоактивны, чем чистый уран.

Из этих отходов супруги Кюри после нескольких лет интенсивной работы выделили два сильно радиоактивных элемента: полоний и радий. Первое сообщение об открытии радия (в виде смеси с барием) Кюри сделали 26 декабря 1898 года во Французской Академии наук.

В 1910 Кюри и Андре Дебьерн выделили чистый радий путём электролиза хлорида радия на ртутном катоде и последующей дистилляции в водороде. Выделенный элемент представлял собой, как сейчас известно, изотоп радий-226, продукт распада урана-238. За открытие радия и полония супруги Кюри получили Нобелевскую премию.

В России радий впервые был получен в экспериментах известного советского радиохимика В. Г. Хлопина. В 1918 году на базе Государственного рентгеновского института было организовано Радиевое отделение.

Это отделение в 1922 году получило статус отдельного научного института. Одной из задач Радиевого института были исследования радиоактивных элементов, в первую очередь — радия. Директором нового института стал В. И. Вернадский, его заместителем — В. Г.

 Хлопин, физический отдел института возглавил Л. В. Мысовский.[3]

Многие радионуклиды, возникающие при радиоактивном распаде радия, до того, как была выполнена их химическая идентификация, получили наименования вида радий А, радий B, радий C и т. д. Хотя сейчас известно, что они представляют собой изотопы других химических элементов, их исторически сложившиеся названия по традиции иногда используются:

Названная в честь Кюри внесистемная единица радиоактивности кюри основана на активности 1 г радия-226: 3,7×1010 распадов в секунду, или 37 ГБк.

2. Происхождение названия

Название «радий» связано с излучением ядер атомов Ra (лат. radius — луч).

3. Нахождение в природе

Радий довольно редок. За прошедшее с момента его открытия время — более столетия — во всём мире удалось добыть всего только 1,5 кг чистого радия. Одна тонна урановой смолки, из которой супруги Кюри получили радий, содержит лишь около 0,0001 г радия-226.

Весь природный радий является радиогенным — возникает при распаде урана-238, урана-235 или тория-232; из четырёх найденных в природе наиболее распространённым и долгоживущим изотопом (период полураспада 1602 года) является радий-226, входящий в радиоактивный ряд урана-238. В равновесии отношение содержания урана-238 и радия-226 в руде равно отношению их периодов полураспада: (4,468×109 лет)/(1602 года)=2,789×106. Таким образом, на каждые три миллиона атомов урана в природе приходится лишь один атом радия или 1,02 мкг/т (кларк в земной коре).

Все природные изотопы радия сведены в таблицу:

Геохимия радия во многом определяется особенностями миграции и концентрации урана, а также химическими свойствами самого радия — активного щёлочноземельного металла.

Среди процессов, способствующих концентрированию радия, следует указать в первую очередь на формирование на небольших глубинах геохимических барьеров, в которых концентрируется радий. Такими барьерами могут быть, например, сульфатные барьеры в зоне окисления.

Поднимающиеся снизу хлоридные сероводородные радийсодержащие воды в зоне окисления становятся сульфатными, радий осаждается с BaSO4 и CaSО4, где он становится практически нерастворимым постоянным источником радона.

Из-за высокой миграционной способности урана и способности его к концентрированию, формируются многие типы урановых рудообразований в гидротермах, углях, битумах, углистых сланцах, песчаниках, торфяниках, фосфоритах, бурых железняках, глинах с костными остатками рыб (литофациями). При сжигании углей зола и шлаки обогащаются 226Ra. Также содержание радия повышено в фосфатных породах.

В результате распада урана и тория и выщелачивания из вмещающих пород в нефти постоянно образуются радионуклиды радия.

В статическом состоянии нефть находится в природных ловушках, обмена радием между нефтью и подпирающими ее водами нет (кроме зоны контакта вода-нефть) и в результате имеется избыток радия в нефти.

При разработке месторождения пластовые и закачиваемые воды интенсивно поступают в нефтяные пласты, поверхность раздела вода-нефть резко увеличивается и в результате радий уходит в поток фильтрующихся вод.

При повышенном содержании сульфат-ионов растворенные в воде радий и барий осаждаются в виде радиобарита Ва(Ra)SО4, который выпадает на поверхности труб, арматуры, резервуаров. Типичная объёмная активность поступающей на поверхность водонефтяной смеси по 226Rа и 228Rа может быть порядка 10 Бк/л (соответствует жидким радиоактивным отходам).

Основная масса радия находится в рассеянном состоянии в горных породах. Радий — химический аналог щелочных и щёлочноземельных породообразующих элементов, из которых состоят полевые шпаты, составляющие половину массы земной коры.

Калиевые полевые шпаты — главные породообразующие минералы кислых магматических пород — гранитов, сиенитов, гранодиоритов и др. Известно, что граниты обладают природной радиоактивностью несколько выше фоновой из-за содержащегося в них урана. Хотя кларк урана не превышает 3 г/т, но в гранитах его содержание составляет уже 25 г/т.

Но если гораздо более распространённый химический аналог радия барий входит в состав довольно редких калий-бариевых полевых шпатов (гиалофанов), а «чистый» бариевый полевой шпат, минерал цельзиан BaAl2Si2O8 очень редок, то накопления радия с образованием радиевых полевых шпатов и минералов вообще не происходит из-за короткого периода полураспада радия. Радий распадается на радон, уносящийся по порам и микротрещинкам и вымывающийся с грунтовыми водами. В природе иногда встречаются молодые радиевые минералы, не содержащие уран, например радиобарит и радиокальцит, при кристаллизации которых из растворов, обогащённых радием (в непосредственной близости от легкорастворимых вторичных урановых минералов), радий сокристаллизуется с барием и кальцием благодаря изоморфизму.

4. Получение

Получить чистый радий в начале ХХ в. стоило огромного труда. Мария Кюри трудилась 12 лет, чтобы получить крупинку чистого радия.

Чтобы получить всего 1 г чистого радия, нужно было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и 5 вагонов разных химических веществ. Поэтому на начало ХХ в.

в мире не было более дорогого металла. За 1 г радия нужно было заплатить больше 200 кг золота.

5. Физические и химические свойства

Радий при нормальных условиях представляет собой блестящий белый металл, на воздухе темнеет (вероятно, вследствие образования нитрида радия). Реагирует с водой. Ведёт себя подобно барию и стронцию, но более химически активен. Обычная степень окисления — +2. Гидроксид радия Ra(OH)2 — сильное, коррозионное основание.

6. Применение

В настоящее время радий иногда используют в компактных источниках нейтронов, для этого небольшие его количества сплавляются с бериллием. Под действием альфа-излучения (ядер гелия-4) из бериллия выбиваются нейтроны: 9Be + 4He → 12C + 1n.

В медицине радий используют как источник радона для приготовления радоновых ванн (хотя в настоящее время их полезность оспаривается). Кроме того, радий применяют для кратковременного облучения при лечении злокачественных заболеваний кожи, слизистой оболочки носа, мочеполового тракта.

Однако в настоящее время существует множество более подходящих для этих целей радионуклидов с нужными свойствами, которые получают на ускорителях или в ядерных реакторах, например, 60Co (T1/2 = 5,3 года), 137Cs (T1/2 = 30,2 года), 182Ta (T1/2 = 115 сут.), 192Ir (T1/2 = 74 сут.), 198Au (T1/2 = 2,7 сут.) и т. д.

До 70-х годов XX века радий часто использовался для изготовления светящихся красок постоянного свечения (для разметки циферблатов авиационных и морских приборов, специальных часов и других приборов), однако сейчас его обычно заменяют менее опасными изотопами: тритием (T1/2 = 12,3 года) или 147Pm (T1/2 = 2,6 года). Опасность таких приборов состоит в том что они не содержали предупреждающей маркировки, выявить их можно только дозиметрами.

7. Биологическая роль

Радий чрезвычайно радиотоксичен. В организме он ведёт себя подобно кальцию — около 80 % поступившего в организм радия накапливается в костной ткани. Большие концентрации радия вызывают остеопороз, самопроизвольные переломы костей и злокачественные опухоли костей и кроветворной ткани. Опасность представляет также радон — газообразный радиоактивный продукт распада радия.

Преждевременная смерть Марии Кюри произошла вследствие хронического отравления радием, так как в то время опасность облучения ещё не была осознана.

8. Изотопы

Известны 25 изотопов радия. Изотопы 223Ra, 224Ra, 226Ra, 228Ra встречаются в природе, являясь членами радиоактивных рядов. Остальные изотопы могут быть получены искусственным путём. Радиоактивные свойства некоторых изотопов радия[4]:

9. Интересные факты

В начале века, после своего открытия, радий считался полезным и включался в состав многих продуктов и бытовых предметов: хлеб, шоколад, питьевая вода, зубная паста, пудры и кремы для лица, краска циферблатов наручных часов, средство для повышения тонуса и потенции.[5][6]

• Продукты с радием
• Репродукции продуктов, содержащих радий, выпускавшихся в начала 20-го века, на витрине в Музее Марии Кюри, Париж.
• Надпись на баночке: «Пудра ТО-РАДИЙ на основе радия и тория по формуле Альфреда Кюри…»

Примечания

1. Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 153-154. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—092—4
2. WebElements Periodic Table of the Elements | Radium | crystal structures — www.webelements.

   com/radium/crystal_structure.html

3. Мещеряков М. Г., Перфилов Н. А. Памяти Льва Владимировича Мысовского (К семидесятипятилетию со дня рождения) — ufn.ru/ru/articles/1963/11/g/ // Выпуск УФН : Сборник УФН. — М.: 1963. — В. Ноябрь.
4. Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra.

   The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties — amdc.in2p3.fr/web/nubase_en.html, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).

5. ANR | Radium Face Cream, 1918 — home.gwi.net/~dnb/gallery/radior/radior.htm
6. 10 Radioactive Products That People Actually Used — www.environmentalgraffiti.

   com/ofeat-news/10-radioactive-products-that-people-actually-used/1388

скачать
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 09.07.11 18:31:48
Похожие рефераты: НПП Радий, Радий-226, Радий-224, Радий-228, Погодин Радий, Радий Погодин, Радий (предприятие), Фиш Радий Геннадиевич, Радий Овчинников.

Категории: Химические элементы, Радий, Щёлочноземельные металлы, Радиоактивные элементы.

Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareA.

История

Ра́дий (как и полоний) был открыт в конце 19 века во Франции А. Беккерелем и супругами Пьером и Марией Кюри.

Титаническая работа супругов Кюри по извлечению радия, по получению первых миллиграмм чистого хлорида этого элемента RaCl2 стала символом подвижнической работы ученых-исследователей.

За работы по изучению радиоактивности супруги Кюри в 1903 году получили Нобелевскую премию по физике, а Мария Кюри в 1911 году — Нобелевскую премию по химии.

В России первый препарат радия был получен в 1921 году В. Г. Хлопиным и И. Я. Башиловым.

Ссылки

• Радий на Webelements
• Радий в Популярной библиотеке химических элементов

Категории:

• Химические элементы
• Щёлочноземельные металлы
• Радиоактивные элементы