პერიოდული ცხრილის ყველა ელემენტს შორის მნიშვნელოვანი ნაწილი ეკუთვნის მათ, რაზეც უმეტესობა შიშით საუბრობს. სხვა როგორ? ისინი ხომ რადიოაქტიურები არიან, რაც პირდაპირ საფრთხეს უქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას.
მოდით ვცადოთ ზუსტად გავარკვიოთ რა ელემენტებია საშიში და რა არის ისინი და ასევე გავარკვიოთ რა მავნე ზეგავლენა აქვთ ადამიანის ორგანიზმზე.
რადიოაქტიური ელემენტების ჯგუფის ზოგადი კონცეფცია
ამ ჯგუფში შედის ლითონები. ბევრი მათგანია, ისინი განლაგებულია პერიოდულ სისტემაში ტყვიის შემდეგ დაუყოვნებლივ და ბოლო უჯრედამდე. მთავარი კრიტერიუმი, რომლითაც ჩვეულებრივია ამა თუ იმ ელემენტის მიკუთვნება რადიოაქტიურ ჯგუფს, არის მისი უნარი ჰქონდეს გარკვეული ნახევარგამოყოფის პერიოდი.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, რადიოაქტიური დაშლა არის ლითონის ბირთვის სხვა, ბავშვად გადაქცევა, რომელსაც თან ახლავს გარკვეული ტიპის გამოსხივების გამოსხივება. ამავდროულად, ზოგიერთი ელემენტი გარდაიქმნება სხვებად.
რადიოაქტიური მეტალი არის ის, რომელშიც ერთი იზოტოპი მაინც არის რადიოაქტიური. თუნდაც ყველა ჯიშისიქნება ექვსი და ამავე დროს მხოლოდ ერთი მათგანი იქნება ამ თვისების მატარებელი, მთელი ელემენტი ჩაითვლება რადიოაქტიურად.
გამოსხივების სახეები
მეტალების მიერ დაშლის დროს გამოსხივებული გამოსხივების ძირითადი ტიპებია:
- ალფა ნაწილაკები;
- ბეტა ნაწილაკები ან ნეიტრინო დაშლა;
- იზომერის გადასვლა (გამა სხივები).
ასეთი ელემენტების არსებობის ორი ვარიანტი არსებობს. პირველი ბუნებრივია, ანუ როდესაც რადიოაქტიური მეტალი ბუნებაში ჩნდება და უმარტივესად, გარეგანი ძალების გავლენით, დროთა განმავლობაში ის სხვა ფორმებად გარდაიქმნება (გვიჩვენებს მის რადიოაქტიურობას და იშლება).
მეორე ჯგუფი არის მეცნიერების მიერ ხელოვნურად შექმნილი ლითონები, რომლებსაც შეუძლიათ სწრაფი დაშლა და დიდი რაოდენობით გამოსხივების ძლიერი გათავისუფლება. ეს კეთდება საქმიანობის გარკვეულ სფეროებში გამოსაყენებლად. დანადგარებს, რომლებშიც ბირთვული რეაქციები წარმოიქმნება ერთი ელემენტის მეორეში გარდაქმნით, ეწოდება სინქროფაზოტრონი.
სხვაობა ნახევრადგამოყოფის ორ მითითებულ მეთოდს შორის აშკარაა: ორივე შემთხვევაში ის სპონტანურია, თუმცა მხოლოდ ხელოვნურად მიღებული ლითონები იძლევა ზუსტად ბირთვულ რეაქციებს განადგურების პროცესში.
მსგავსი ატომების ძირითადი აღნიშვნა
რადგან ელემენტების უმეტესობას აქვს მხოლოდ ერთი ან ორი იზოტოპი, რომლებიც რადიოაქტიურია, ჩვეულებრივ აღნიშვნებში მითითებულია კონკრეტული ტიპი და არა მთლიანი ელემენტი. მაგალითად, ტყვია მხოლოდ ნივთიერებაა. თუ გავითვალისწინებთ, რომ ეს არის რადიოაქტიური ლითონი, მაშინუნდა ეწოდოს, მაგალითად, "წამყვან-207".
ამ ნაწილაკების ნახევარგამოყოფის პერიოდი შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს. არის იზოტოპები, რომლებიც მხოლოდ 0,032 წამის განმავლობაში არსებობენ. მაგრამ მათთან ერთად არიან ისეთებიც, რომლებიც მილიონობით წლის განმავლობაში იშლება დედამიწის წიაღში.
რადიოაქტიური ლითონების სია
განსახილველ ჯგუფს მიეკუთვნება ყველა ელემენტის სრული სია შეიძლება საკმაოდ შთამბეჭდავი იყოს, რადგან მთლიანობაში მასში დაახლოებით 80 ლითონია. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის ყველა ის, ვინც დგას ტყვიის შემდეგ პერიოდულ სისტემაში, მათ შორის ლანთანიდების და აქტინიდების ჯგუფი. ანუ ბისმუტი, პოლონიუმი, ასტატინი, რადონი, ფრანციუმი, რადიუმი, რუტერფორდიუმი და ასე შემდეგ სერიული ნომრებით.
მითითებული საზღვრის ზემოთ არის მრავალი წარმომადგენელი, რომელთაგან თითოეულს ასევე აქვს იზოტოპები. თუმცა, ზოგიერთი მათგანი შეიძლება იყოს მხოლოდ რადიოაქტიური. აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია, რა ჯიშები აქვს ქიმიურ ელემენტს. რადიოაქტიური ლითონი, უფრო სწორად, მისი ერთ-ერთი იზოტოპური სახეობა, გვხვდება ცხრილის თითქმის ყველა წარმომადგენელში. მაგალითად, მათ აქვთ:
- კალციუმი;
- სელენი;
- ჰაფნიუმი;
- ვოლფრამი;
- ოსმიუმი;
- ბისმუტი;
- ინდიუმი;
- კალიუმი;
- რუბიდიუმი;
- ცირკონიუმი;
- ევროპიუმი;
- რადიუმი და სხვა.
ამგვარად, აშკარაა, რომ არსებობს უამრავი ელემენტი, რომელიც ავლენს რადიოაქტიურობის თვისებებს - აბსოლუტური უმრავლესობა. ზოგიერთი მათგანი უსაფრთხოა ძალიან ხანგრძლივი ნახევარგამოყოფის გამო და გვხვდება ბუნებაში, ზოგი კი ხელოვნურად არის შექმნილი ადამიანის მიერ.მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა საჭიროებისთვის და უკიდურესად საშიშია ადამიანის ორგანიზმისთვის.
რადიუმის დახასიათება
ელემენტს სახელი მისმა აღმომჩენებმა - კიურის მეუღლეებმა, პიერმა და მარიამ დაასახელეს. სწორედ ამ ადამიანებმა აღმოაჩინეს პირველად, რომ ამ ლითონის ერთ-ერთი იზოტოპი - რადიუმი-226 - ყველაზე სტაბილური ფორმაა, რომელსაც აქვს რადიოაქტიურობის განსაკუთრებული თვისებები. ეს მოხდა 1898 წელს და მსგავსი ფენომენი მხოლოდ ცნობილი გახდა. ქიმიკოსთა მეუღლეებმა ახლახან დაიწყეს მისი დეტალური შესწავლა.
სიტყვის ეტიმოლოგია სათავეს იღებს ფრანგული ენიდან, რომელშიც ის რადიუმად ჟღერს. სულ ცნობილია ამ ელემენტის 14 იზოტოპური მოდიფიკაცია. მაგრამ ყველაზე სტაბილური ფორმები მასობრივი რიცხვებით არის:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
ფორმას 226 აქვს გამოხატული რადიოაქტიურობა.რადიუმი თავისთავად ქიმიური ელემენტია ნომრით 88. ატომური მასა [226]. რა უბრალო მატერიას შეუძლია არსებობა. ეს არის მოვერცხლისფრო-თეთრი რადიოაქტიური მეტალი, რომლის დნობის წერტილია დაახლოებით 6700C.
ქიმიური თვალსაზრისით, იგი ავლენს საკმაოდ მაღალ აქტივობას და შეუძლია რეაგირება:
- წყალი;
- ორგანული მჟავები, რომლებიც ქმნიან სტაბილურ კომპლექსებს;
- ჟანგბადის წარმომქმნელი ოქსიდი.
თვისებები და აპლიკაციები
ასევე, რადიუმი არის ქიმიური ელემენტი, რომელიც ქმნის მარილების სერიას. ცნობილია მისი ნიტრიდები, ქლორიდები, სულფატები, ნიტრატები, კარბონატები, ფოსფატები, ქრომატები. ასევე არის ორმაგი მარილები ვოლფრამის დაბერილიუმი.
ფაქტი, რომ რადიუმი-226 შეიძლება იყოს ჯანმრთელობისთვის საშიში, მისმა აღმომჩენმა პიერ კიურიმ მაშინვე არ აღიარა. თუმცა ამის გადამოწმება მან მაშინ მოახერხა, როცა ექსპერიმენტი ჩაატარა: ერთი დღის განმავლობაში დადიოდა ცდის მილით მხარზე მიბმული ლითონისგან. კანთან შეხების ადგილზე გაჩნდა შეუხორცებელი წყლული, რომელსაც მეცნიერი ორ თვეზე მეტი ხნის განმავლობაში ვერ იშორებდა. მეუღლეებმა უარი არ თქვეს ექსპერიმენტებზე რადიოაქტიურობის ფენომენზე და ამიტომ ორივე გარდაიცვალა რადიაციის დიდი დოზით.
გარდა იმისა, რომ უარყოფითია, არის მთელი რიგი სფეროები, სადაც რადიუმი-226 გამოიყენება და სასარგებლოა:
- ოკეანის წყლის დონის ცვლილების მაჩვენებელი.
- გამოიყენება კლდეში ურანის რაოდენობის დასადგენად.
- შედის განათების ნარევებში.
- გამოიყენება მედიცინაში რადონის სამკურნალო აბაზანების შესაქმნელად.
- გამოიყენება ელექტრო დამუხტვის მოსახსნელად.
- მისი დახმარებით ხდება ჩამოსხმის ხარვეზის გამოვლენა და ნაწილების ნაკერების შედუღება.
პლუტონიუმი და მისი იზოტოპები
ეს ელემენტი აღმოაჩინეს XX საუკუნის ორმოციან წლებში ამერიკელმა მეცნიერებმა. იგი პირველად იზოლირებული იქნა ურანის მადნიდან, რომელშიც ის წარმოიქმნა ნეპტუნიუმისგან. ეს უკანასკნელი ურანის ბირთვის დაშლის შედეგია. ანუ, ყველა მათგანი მჭიდრო კავშირშია საერთო რადიოაქტიური გარდაქმნებით.
ამ ლითონის რამდენიმე სტაბილური იზოტოპი არსებობს. თუმცა, ყველაზე გავრცელებული და პრაქტიკულად მნიშვნელოვანი ჯიშია პლუტონიუმ-239. ამის ცნობილი ქიმიური რეაქციებიმეტალი c:
- ჟანგბადი,
- მჟავები;
- წყალი;
- ტუტე;
- ჰალოგენები.
მისი ფიზიკური თვისებების მიხედვით, პლუტონიუმი-239 არის მყიფე ლითონი, დნობის წერტილით 6400C. სხეულზე ზემოქმედების ძირითადი მეთოდებია ონკოლოგიური დაავადებების თანდათანობითი წარმოქმნა, ძვლებში დაგროვება და მათი განადგურების გამოწვევა, ფილტვების დაავადებები..
გამოყენების არეალი ძირითადად ბირთვული ინდუსტრიაა. ცნობილია, რომ ერთი გრამი პლუტონიუმ-239-ის დაშლისას ისეთი სითბო გამოიყოფა, რომელიც შედარებულია 4 ტონა დამწვარ ნახშირთან. ამიტომ ამ ტიპის ლითონი ასე ფართოდ გამოიყენება რეაქციებში. ბირთვული პლუტონიუმი არის ენერგიის წყარო ბირთვულ რეაქტორებში და თერმობირთვულ ბომბებში. იგი ასევე გამოიყენება ელექტროენერგიის შესანახი ბატარეების წარმოებაში, რომელთა მომსახურების ვადა შეიძლება ხუთ წლამდე მიაღწიოს.
ურანი რადიაციის წყაროა
ეს ელემენტი აღმოაჩინა გერმანელმა ქიმიკოსმა კლაპროტმა 1789 წელს. თუმცა, ადამიანებმა მოახერხეს მისი თვისებების შესწავლა და მათი პრაქტიკაში გამოყენება მხოლოდ მე-20 საუკუნეში. მთავარი განმასხვავებელი თვისება ის არის, რომ რადიოაქტიურ ურანს შეუძლია შექმნას ბირთვები ბუნებრივი დაშლის დროს:
- წამყვანი-206;
- კრიპტონი;
- პლუტონიუმი-239;
- წამყვანი-207;
- ქსენონი.
ბუნებაში, ეს მეტალი ღია ნაცრისფერია, აქვს დნობის წერტილი 11000C. გვხვდება მინერალებში:
- ურანის მიკა.
- ურანიტი.
- ნასტურანი.
- ავთენტიფიკაცია.
- Tyuyanmunit.
ცნობილია სამი სტაბილური ბუნებრივი იზოტოპი და 11 ხელოვნურად სინთეზირებული იზოტოპი, მასობრივი რიცხვებით 227-დან 240-მდე.
მრეწველობაში ფართოდ გამოიყენება რადიოაქტიური ურანი, რომელსაც შეუძლია სწრაფად იშლება ენერგიის გამოყოფით. ასე რომ, ის გამოიყენება:
- გეოქიმიაში;
- მაინინგი;
- ბირთვული რეაქტორები;
- ატომური იარაღის წარმოებაში.
ზემოქმედება ადამიანის სხეულზე არაფრით განსხვავდება წინა განხილული ლითონებისგან - დაგროვება იწვევს რადიაციის დოზის გაზრდას და სიმსივნური სიმსივნეების გაჩენას.
ტრანსურანული ელემენტები
ურანის შემდეგ ყველაზე მნიშვნელოვანი მეტალებიდან პერიოდულ სისტემაში არის ისინი, რომლებიც ახლახან აღმოაჩინეს. ფაქტიურად 2004 წელს გამოქვეყნდა წყაროები, რომლებიც ადასტურებდნენ პერიოდული სისტემის 115-ე ელემენტის დაბადებას.
ისინი გახდნენ ყველაზე რადიოაქტიური ლითონი, რომელიც დღეს ცნობილია - უნუნპენტიუმი (Uup). მისი თვისებები დღემდე შეუსწავლელია, რადგან ნახევარგამოყოფის პერიოდი 0,032 წამია! უბრალოდ შეუძლებელია ასეთ პირობებში სტრუქტურისა და გამოვლენილი მახასიათებლების დეტალების გათვალისწინება და გამოვლენა.
თუმცა მისი რადიოაქტიურობა ამ თვისებით მეორე ელემენტის - პლუტონიუმის ინდიკატორებზე ბევრჯერ აღემატება. მიუხედავად ამისა, პრაქტიკაში გამოიყენება არა უუნპენტიუმი, არამედ მისი „ნელი“თანამებრძოლები ცხრილში – ურანი, პლუტონიუმი, ნეპტუნიუმი, პოლონიუმი და სხვა.
კიდევ ერთი ელემენტი - უნბიბიუმი - თეორიულად არსებობს, მაგრამ ამის დასამტკიცებლადპრაქტიკულად სხვადასხვა ქვეყნიდან მეცნიერებს არ შეუძლიათ 1974 წლიდან. ბოლო მცდელობა გაკეთდა 2005 წელს, მაგრამ არ დადასტურდა ქიმიკოსთა გენერალურმა საბჭომ.
თორიუმი
ის აღმოაჩინა ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნეში ბერცელიუსმა და დაარქვეს სკანდინავიური ღმერთის თორის სახელი. ის სუსტად რადიოაქტიური ლითონია. მისი 11 იზოტოპიდან ხუთს აქვს ეს თვისება.
ატომური ენერგიის ძირითადი გამოყენება არ არის დაფუძნებული დაშლის დროს დიდი რაოდენობით თერმული ენერგიის გამოყოფის უნარზე. თავისებურება ის არის, რომ თორიუმის ბირთვებს შეუძლიათ დაიჭირონ ნეიტრონები და გადაიქცნენ ურანი-238-ად და პლუტონიუმ-239-ად, რომლებიც უკვე უშუალოდ შედიან ბირთვულ რეაქციებში. მაშასადამე, თორიუმი ასევე შეიძლება მივაკუთვნოთ ლითონების ჯგუფს, რომელსაც განვიხილავთ.
პოლონიუმი
ვერცხლისფერი თეთრი რადიოაქტიური მეტალი ნომერი 84 პერიოდულ სისტემაში. ის აღმოაჩინეს რადიოაქტიურობისა და მასთან დაკავშირებული ყველაფრის იმავე მგზნებარე მკვლევარებმა, მეუღლეებმა მარი და პიერ კიური 1898 წელს. ამ ნივთიერების მთავარი მახასიათებელია ის, რომ ის თავისუფლად არსებობს დაახლოებით 138,5 დღის განმავლობაში. ანუ ეს არის ამ ლითონის ნახევარგამოყოფის პერიოდი.
ის ბუნებაში გვხვდება, როგორც ურანის და სხვა მადნების ნაწილი. იგი გამოიყენება როგორც ენერგიის წყარო და საკმაოდ ძლიერიც. ეს არის სტრატეგიული ლითონი, რადგან მას იყენებენ ბირთვული იარაღის დასამზადებლად. რაოდენობა მკაცრად შეზღუდულია და თითოეული სახელმწიფოს კონტროლს ექვემდებარება.
ასევე გამოიყენება ჰაერის იონიზაციისთვის, ოთახში სტატიკური ელექტროენერგიის აღმოსაფხვრელად, სივრცის წარმოებაშიგამათბობლები და სხვა მსგავსი ნივთები.
ზემოქმედება ადამიანის სხეულზე
ყველა რადიოაქტიურ ლითონს აქვს უნარი შეაღწიოს ადამიანის კანში და დაგროვდეს ორგანიზმში. ისინი ძალიან ცუდად გამოიყოფა ნარჩენებთან ერთად, საერთოდ არ გამოიყოფა ოფლით.
დროთა განმავლობაში ისინი იწყებენ ზემოქმედებას სასუნთქ, სისხლის მიმოქცევის, ნერვულ სისტემებზე, რაც იწვევს მათში შეუქცევად ცვლილებებს. ისინი გავლენას ახდენენ უჯრედებზე, რაც იწვევს მათ არასწორ ფუნქციონირებას. შედეგად წარმოიქმნება ავთვისებიანი სიმსივნეები, ონკოლოგიური დაავადებები.
ამიტომ, თითოეული რადიოაქტიური ლითონი დიდ საფრთხეს წარმოადგენს ადამიანისთვის, განსაკუთრებით თუ მათზე სუფთა სახით ვისაუბრებთ. არ შეეხოთ მათ დაუცველი ხელებით და იყავით მათთან სახლში სპეციალური დამცავი აღჭურვილობის გარეშე.
