ในบรรดาองค์ประกอบทั้งหมดของตารางธาตุ ส่วนสำคัญคือองค์ประกอบที่คนส่วนใหญ่พูดถึงด้วยความกลัว ยังไงอีก? ท้ายที่สุด พวกมันมีกัมมันตภาพรังสี ซึ่งหมายถึงภัยคุกคามต่อสุขภาพของมนุษย์โดยตรง
ลองคิดดูว่าองค์ประกอบใดเป็นอันตรายและคืออะไร และค้นหาว่าองค์ประกอบใดบ้างที่เป็นอันตรายต่อร่างกาย
แนวคิดทั่วไปของกลุ่มธาตุกัมมันตรังสี
กลุ่มนี้รวมโลหะ มีจำนวนมากอยู่ในระบบธาตุทันทีหลังจากตะกั่วและจนถึงเซลล์สุดท้าย เกณฑ์หลักในการกำหนดองค์ประกอบหนึ่งหรือองค์ประกอบอื่นให้กับกลุ่มกัมมันตภาพรังสีคือความสามารถในการมีครึ่งชีวิตที่แน่นอน
กล่าวอีกนัยหนึ่ง การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีคือการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสของโลหะเป็นอีกอันหนึ่ง ซึ่งเป็นลูก ซึ่งมาพร้อมกับการปล่อยรังสีบางชนิด ในขณะเดียวกัน องค์ประกอบบางอย่างก็เปลี่ยนไปเป็นอย่างอื่น
โลหะกัมมันตภาพรังสีเป็นธาตุที่มีไอโซโทปอย่างน้อยหนึ่งไอโซโทปเป็นกัมมันตภาพรังสี แม้ทุกพันธุ์จะมีหกและในเวลาเดียวกันเพียงหนึ่งในนั้นจะเป็นพาหะของคุณสมบัตินี้องค์ประกอบทั้งหมดจะถือเป็นกัมมันตภาพรังสี
ประเภทของรังสี
รังสีประเภทหลักที่ปล่อยออกมาจากโลหะในระหว่างการสลายคือ:
- อนุภาคอัลฟา;
- อนุภาคเบต้าหรือการสลายตัวของนิวตริโน
- การเปลี่ยนแปลงไอโซเมอร์ (รังสีแกมมา).
มีสองตัวเลือกสำหรับการมีอยู่ขององค์ประกอบดังกล่าว อย่างแรกคือธรรมชาติ นั่นคือ เมื่อโลหะกัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้นในธรรมชาติและในวิธีที่ง่ายที่สุดภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอก เมื่อเวลาผ่านไปมันจะถูกแปลงเป็นรูปแบบอื่น (แสดงกัมมันตภาพรังสีและการสลายตัวของมัน)
กลุ่มที่สองคือโลหะที่นักวิทยาศาสตร์ประดิษฐ์ขึ้น ซึ่งสามารถสลายตัวอย่างรวดเร็วและปล่อยรังสีปริมาณมากออกมาอย่างทรงพลัง นี้ทำเพื่อใช้ในบางพื้นที่ของกิจกรรม การติดตั้งที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์โดยการเปลี่ยนองค์ประกอบหนึ่งเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่งเรียกว่าซินโครฟาโซตรอน
ความแตกต่างระหว่างวิธีการครึ่งชีวิตที่ระบุทั้งสองวิธีนั้นชัดเจน: ในทั้งสองกรณีจะเกิดขึ้นเอง อย่างไรก็ตาม มีเพียงโลหะที่ได้จากการประดิษฐ์เท่านั้นที่ให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์อย่างแท้จริงในกระบวนการทำลายล้าง
การกำหนดพื้นฐานของอะตอมที่คล้ายกัน
เนื่องจากธาตุส่วนใหญ่มีไอโซโทปเพียงหนึ่งหรือสองไอโซโทปที่มีกัมมันตภาพรังสี จึงเป็นเรื่องปกติที่จะระบุประเภทที่เฉพาะเจาะจงในการกำหนด ไม่ใช่องค์ประกอบทั้งหมดโดยรวม ตัวอย่างเช่น ตะกั่วเป็นเพียงสาร หากเราพิจารณาว่าเป็นโลหะกัมมันตรังสีแล้วควรเรียก เช่น "lead-207"
ครึ่งชีวิตของอนุภาคที่เป็นปัญหาอาจแตกต่างกันอย่างมาก มีไอโซโทปที่มีอยู่เพียง 0.032 วินาทีเท่านั้น แต่พอๆ กับพวกมันแล้ว ยังมีพวกที่เน่าเปื่อยอยู่ในท้องโลกมาหลายล้านปี
รายการโลหะกัมมันตภาพรังสี
รายการองค์ประกอบทั้งหมดที่อยู่ในกลุ่มที่อยู่ระหว่างการพิจารณานั้นน่าประทับใจทีเดียว เพราะโดยรวมแล้วมีโลหะประมาณ 80 ชนิด อย่างแรกเลย สิ่งเหล่านี้คือสารที่อยู่ในระบบเป็นระยะหลังจากสารตะกั่ว ซึ่งรวมถึงกลุ่มของแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ นั่นคือ บิสมัท พอโลเนียม แอสทาทีน เรดอน แฟรนเซียม เรเดียม รัทเทอร์ฟอร์เดียม และอื่นๆ ในหมายเลขซีเรียล
เหนือเส้นขอบที่ระบุมีตัวแทนจำนวนมาก ซึ่งแต่ละแห่งก็มีไอโซโทปด้วย อย่างไรก็ตาม บางชนิดอาจมีกัมมันตภาพรังสี ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่องค์ประกอบทางเคมีมีความหลากหลาย โลหะกัมมันตภาพรังสีหรือหนึ่งในสายพันธุ์ไอโซโทปที่มีอยู่นั้นพบได้ในเกือบทุกตัวแทนของตาราง ตัวอย่างเช่น พวกเขามี:
- แคลเซียม;
- ซีลีเนียม;
- แฮฟเนียม;
- ทังสเตน;
- osmium;
- บิสมัท;
- อินเดียม;
- โพแทสเซียม;
- รูบิเดียม;
- เซอร์โคเนียม
- ยุโรป;
- เรเดียมและอื่นๆ
ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่ามีองค์ประกอบมากมายที่แสดงคุณสมบัติของกัมมันตภาพรังสี - ส่วนใหญ่ บางคนปลอดภัยเนื่องจากครึ่งชีวิตที่ยาวเกินไปและพบได้ในธรรมชาติ ในขณะที่บางชนิดถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์สำหรับความต้องการด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ และเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์อย่างมาก
ลักษณะของเรเดียม
ผู้ค้นพบเป็นผู้ให้ชื่อขององค์ประกอบ - คู่สมรส Curie, Pierre และ Maria เป็นคนเหล่านี้ที่ค้นพบครั้งแรกว่าหนึ่งในไอโซโทปของโลหะนี้ - เรเดียม-226 - เป็นรูปแบบที่เสถียรที่สุดซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษของกัมมันตภาพรังสี สิ่งนี้เกิดขึ้นในปี 2441 และปรากฏการณ์ที่คล้ายกันกลายเป็นที่รู้จักเท่านั้น คู่สมรสของนักเคมีเพิ่งศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับมัน
รากศัพท์ของคำมีรากมาจากภาษาฝรั่งเศสซึ่งฟังดูเหมือนเรเดียม รู้จักการดัดแปลงไอโซโทปทั้งหมด 14 รายการขององค์ประกอบนี้ แต่รูปแบบที่เสถียรที่สุดที่มีจำนวนมวลคือ:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
รูปแบบ 226 มีกัมมันตภาพรังสีเด่นชัด เรเดียม เองเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีหมายเลข 88 มวลอะตอม [226] สสารที่เรียบง่ายสามารถดำรงอยู่ได้เพียงไร เป็นโลหะกัมมันตภาพรังสีสีขาวเงิน มีจุดหลอมเหลวประมาณ 6700C.
ในมุมมองทางเคมี มีระดับกิจกรรมที่ค่อนข้างสูงและสามารถตอบสนองต่อ:
- น้ำ;
- กรดอินทรีย์สร้างสารเชิงซ้อนที่เสถียร
- สร้างออกซิเจนออกไซด์
คุณสมบัติและการใช้งาน
นอกจากนี้ เรเดียมยังเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สร้างชุดของเกลือ ไนไตรด์, คลอไรด์, ซัลเฟต, ไนเตรต, คาร์บอเนต, ฟอสเฟต, โครเมตเป็นที่รู้จักกัน นอกจากนี้ยังมีเกลือคู่ที่มีทังสเตนและเบริลเลียม
ข้อเท็จจริงที่ว่าเรเดียม-226 อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพได้ ผู้ค้นพบปิแอร์ คูรีไม่รู้จักในทันที อย่างไรก็ตาม เขาสามารถยืนยันสิ่งนี้ได้เมื่อเขาทำการทดลอง: ในวันหนึ่งเขาเดินไปพร้อมกับหลอดทดลองที่มีโลหะผูกติดกับไหล่แขนของเขา แผลที่ไม่หายปรากฏขึ้นที่บริเวณที่สัมผัสกับผิวหนังซึ่งนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถกำจัดได้นานกว่าสองเดือน คู่สมรสไม่ได้ปฏิเสธการทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี ดังนั้นทั้งคู่จึงเสียชีวิตจากการได้รับรังสีในปริมาณมาก
นอกจากจะเป็นลบแล้ว ยังมีอีกหลายพื้นที่ที่ใช้เรเดียม-226 และเป็นประโยชน์:
- ตัวบอกระดับน้ำทะเล
- ใช้เพื่อกำหนดปริมาณของยูเรเนียมในหิน
- รวมอยู่ในการผสมแสง
- ใช้ในยาเพื่อสร้างอ่างเรดอนบำบัด
- ใช้เพื่อลบประจุไฟฟ้า
- ด้วยความช่วยเหลือ การตรวจจับข้อบกพร่องของการหล่อจะดำเนินการและการเชื่อมตะเข็บของชิ้นส่วน
พลูโทเนียมกับไอโซโทปของมัน
องค์ประกอบนี้ถูกค้นพบในวัยสี่สิบของศตวรรษที่ XX โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน เป็นครั้งแรกที่แยกได้จากแร่ยูเรเนียมซึ่งก่อตัวจากเนปทูเนียม หลังเป็นผลมาจากการสลายตัวของนิวเคลียสยูเรเนียม นั่นคือทั้งหมดเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดโดยการแปลงกัมมันตภาพรังสีทั่วไป
โลหะนี้มีไอโซโทปเสถียรหลายตัว อย่างไรก็ตาม พลูโทเนียม-239 ที่มีความหลากหลายและมีความสำคัญมากที่สุด ปฏิกิริยาเคมีที่ทราบของสิ่งนี้โลหะ c:
- ออกซิเจน,
- กรด;
- น้ำ;
- อัลคาไล;
- ฮาโลเจน
ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ พลูโทเนียม-239 เป็นโลหะเปราะที่มีจุดหลอมเหลว 6400C วิธีการหลักที่มีอิทธิพลต่อร่างกายคือการก่อตัวของโรคมะเร็งอย่างค่อยเป็นค่อยไป, การสะสมในกระดูกและทำให้เกิดการทำลายล้าง, โรคปอด
พื้นที่ใช้งานส่วนใหญ่เป็นอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ เป็นที่ทราบกันดีว่าในระหว่างการสลายตัวของพลูโทเนียม -239 หนึ่งกรัมจะมีการปล่อยความร้อนออกมาซึ่งเทียบเท่ากับถ่านหินที่เผาแล้ว 4 ตัน นั่นคือเหตุผลที่โลหะชนิดนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปฏิกิริยา พลูโทเนียมนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และระเบิดแสนสาหัส นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตแบตเตอรี่เก็บพลังงานไฟฟ้าซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนานถึงห้าปี
ยูเรเนียมเป็นแหล่งรังสี
ธาตุนี้ถูกค้นพบในปี 1789 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน Klaproth อย่างไรก็ตาม ผู้คนสามารถสำรวจคุณสมบัติของมันและเรียนรู้วิธีนำไปใช้จริงในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น ลักษณะเด่นที่สำคัญคือยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสีสามารถสร้างนิวเคลียสได้ในระหว่างการสลายตามธรรมชาติ:
- lead-206;
- คริปทอน;
- พลูโทเนียม-239;
- lead-207;
- ซีนอน
โดยธรรมชาติ โลหะนี้มีสีเทาอ่อน มีจุดหลอมเหลวมากกว่า 11000C. พบในแร่ธาตุ:
- ไมกายูเรเนียม
- Uraninite.
- นัซตูรัน
- รับรองความถูกต้อง
- ทุยยันมุนิต
รู้จักไอโซโทปธรรมชาติสามตัวที่เสถียรและไอโซโทปสังเคราะห์เทียม 11 ตัว โดยมีจำนวนมวลตั้งแต่ 227 ถึง 240
ในอุตสาหกรรมนี้มีการใช้ยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสีอย่างแพร่หลาย สามารถสลายตัวได้อย่างรวดเร็วด้วยการปล่อยพลังงาน ดังนั้นจึงใช้:
- ในธรณีเคมี;
- การขุด;
- เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์;
- ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์
ผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ไม่ต่างจากโลหะที่พิจารณาก่อนหน้านี้ - การสะสมนำไปสู่การเพิ่มปริมาณรังสีและการเกิดเนื้องอกมะเร็ง
องค์ประกอบ Transuranic
โลหะที่สำคัญที่สุดที่ตามหลังยูเรเนียมในตารางธาตุคือโลหะที่เพิ่งค้นพบเมื่อไม่นานมานี้ ตามตัวอักษรในปี 2547 มีการเผยแพร่แหล่งที่มาเพื่อยืนยันการเกิดขององค์ประกอบที่ 115 ของระบบธาตุ
พวกเขากลายเป็นโลหะกัมมันตภาพรังสีที่รู้จักกันมากที่สุดในปัจจุบัน - ununpentium (Uup) คุณสมบัติของมันยังไม่ถูกสำรวจมาจนถึงตอนนี้ เพราะครึ่งชีวิตคือ 0.032 วินาที! เป็นไปไม่ได้เลยที่จะพิจารณาและเปิดเผยรายละเอียดของโครงสร้างและลักษณะที่ปรากฏภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว
อย่างไรก็ตาม กัมมันตภาพรังสีของกัมมันตภาพรังสีนั้นสูงกว่าตัวบ่งชี้ธาตุที่สองหลายเท่าในแง่ของคุณสมบัตินี้ - พลูโทเนียม อย่างไรก็ตาม มันไม่ใช่ ununpentium ที่ใช้ในทางปฏิบัติ แต่มีสหายที่ "ช้ากว่า" ในตาราง - ยูเรเนียม พลูโทเนียม เนปจูนเนียม พอโลเนียมและอื่น ๆ
องค์ประกอบอื่น - unbibium - มีอยู่จริงตามทฤษฎี แต่เพื่อพิสูจน์นักวิทยาศาสตร์จากประเทศต่าง ๆ ไม่สามารถทำได้ตั้งแต่ปี 2517 ความพยายามครั้งล่าสุดเกิดขึ้นในปี 2548 แต่ไม่ได้รับการยืนยันจากสภานักเคมีทั่วไป
ทอเรียม
มันถูกค้นพบในศตวรรษที่ 19 โดย Berzelius และตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งสแกนดิเนเวีย Thor เป็นโลหะกัมมันตภาพรังสีอ่อน ไอโซโทปทั้ง 5 จาก 11 ไอโซโทปมีคุณสมบัตินี้
การใช้งานหลักในพลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความสามารถในการปล่อยพลังงานความร้อนจำนวนมากในระหว่างการสลายตัว ลักษณะเฉพาะคือนิวเคลียสทอเรียมสามารถจับนิวตรอนและเปลี่ยนเป็นยูเรเนียม -238 และพลูโทเนียม -239 ซึ่งเข้าสู่ปฏิกิริยานิวเคลียร์โดยตรงแล้ว ดังนั้นทอเรียมยังสามารถนำมาประกอบกับกลุ่มของโลหะที่เรากำลังพิจารณา
พอโลเนียม
โลหะกัมมันตภาพรังสีสีเงิน-ขาว เลข 84 ในระบบธาตุ มันถูกค้นพบโดยนักวิจัยด้านกัมมันตภาพรังสีที่กระตือรือร้นคนเดียวกันและทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับมัน คู่สมรส Marie และ Pierre Curie ในปี 1898 คุณสมบัติหลักของสารนี้คือมีอยู่อย่างอิสระประมาณ 138.5 วัน นั่นคือนี่คือครึ่งชีวิตของโลหะนี้
พบในธรรมชาติโดยเป็นส่วนหนึ่งของยูเรเนียมและแร่อื่นๆ มันถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานและค่อนข้างทรงพลัง เป็นโลหะเชิงกลยุทธ์เนื่องจากใช้ทำอาวุธนิวเคลียร์ ปริมาณมีจำกัดอย่างเคร่งครัดและอยู่ภายใต้การควบคุมของแต่ละรัฐ
ยังใช้สำหรับอากาศไอออไนซ์ กำจัดไฟฟ้าสถิตในห้อง ในการผลิตพื้นที่เครื่องทำความร้อนและสิ่งของที่คล้ายกัน
ผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์
โลหะกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดมีความสามารถในการเจาะผิวหนังมนุษย์และสะสมภายในร่างกาย พวกมันถูกขับออกด้วยของเสียได้แย่มาก พวกมันไม่ถูกขับออกด้วยเหงื่อเลย
เมื่อเวลาผ่านไป พวกมันเริ่มส่งผลกระทบต่อระบบทางเดินหายใจ ระบบไหลเวียนโลหิต ระบบประสาท ทำให้เปลี่ยนแปลงไม่ได้ ส่งผลต่อเซลล์ทำให้ทำงานไม่ถูกต้อง ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของเนื้องอกร้าย โรคมะเร็ง
ดังนั้น โลหะกัมมันตภาพรังสีแต่ละชนิดเป็นอันตรายต่อมนุษย์อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเราพูดถึงพวกมันในรูปแบบบริสุทธิ์ อย่าสัมผัสพวกเขาด้วยมือที่ไม่มีการป้องกันและอยู่ในบ้านโดยไม่มีอุปกรณ์ป้องกันพิเศษ