Kati ya vipengele vyote vya jedwali la muda, sehemu muhimu ni ya yale ambayo watu wengi huzungumzia kwa hofu. Jinsi nyingine? Baada ya yote, zina mionzi, ambayo ina maana tishio la moja kwa moja kwa afya ya binadamu.
Hebu tujaribu kubaini ni vitu gani hasa ni hatari na ni nini, na pia tujue madhara yake kwa mwili wa binadamu ni nini.
Dhana ya jumla ya kundi la vipengele vya mionzi
Kundi hili linajumuisha vyuma. Kuna mengi yao, ziko kwenye mfumo wa upimaji mara baada ya kuongoza na hadi seli ya mwisho. Kigezo kuu ambacho ni kawaida kuhusisha kipengele kimoja au kingine kwa kikundi cha mionzi ni uwezo wake wa kuwa na nusu ya maisha.
Kwa maneno mengine, uozo wa mionzi ni badiliko la kiini cha chuma hadi kingine, mtoto, ambacho huambatana na utoaji wa mionzi ya aina fulani. Wakati huo huo, baadhi ya vipengele hubadilishwa kuwa vingine.
Metali yenye mionzi ni ile ambayo angalau isotopu moja ina mionzi. Hata kama aina zotekutakuwa na sita, na wakati huo huo mmoja tu kati yao atakuwa mtoaji wa mali hii, kipengele kizima kitazingatiwa kuwa chenye mionzi.
Aina za mionzi
Aina kuu za mionzi inayotolewa na metali wakati wa kuoza ni:
- chembe za alpha;
- chembe za beta au kuoza kwa neutrino;
- mpito isomer (miale ya gamma).
Kuna chaguo mbili za kuwepo kwa vipengele kama hivyo. Ya kwanza ni ya asili, yaani, wakati chuma cha mionzi hutokea katika asili na kwa njia rahisi, chini ya ushawishi wa nguvu za nje, baada ya muda hubadilishwa kuwa aina nyingine (inaonyesha mionzi yake na kuharibika).
Kundi la pili ni metali zilizoundwa kwa njia ghushi na wanasayansi, zenye uwezo wa kuoza haraka na kutoa kiasi kikubwa cha mionzi kwa nguvu. Hii inafanywa kwa matumizi katika maeneo fulani ya shughuli. Ufungaji ambapo athari za nyuklia hutolewa kwa ubadilishaji wa kipengele kimoja hadi kingine huitwa synchrophasotrons.
Tofauti kati ya mbinu mbili zilizoonyeshwa za nusu ya maisha ni dhahiri: katika hali zote mbili ni za kujitokea, hata hivyo, ni metali zilizopatikana kwa njia ya bandia pekee zinazotoa athari za nyuklia katika mchakato wa uharibifu.
Uteuzi msingi wa atomi zinazofanana
Kwa kuwa vipengee vingi vina isotopu moja au mbili pekee ambazo ni za mionzi, ni desturi kuashiria aina mahususi katika viambishi, na si kipengele kizima kwa ujumla. Kwa mfano, risasi ni dutu tu. Ikiwa tunazingatia kuwa ni chuma cha mionzi, basiinapaswa kuitwa, kwa mfano, "lead-207".
Nusu ya maisha ya chembe zinazohusika zinaweza kutofautiana sana. Kuna isotopu ambazo zipo kwa sekunde 0.032 pekee. Lakini kwa upande wao kuna zile zinazooza kwa mamilioni ya miaka katika matumbo ya ardhi.
Orodha ya metali za mionzi
Orodha kamili ya vipengele vyote vilivyo kwenye kikundi kinachozingatiwa inaweza kuvutia sana, kwa sababu kwa jumla inajumuisha takriban metali 80. Kwanza kabisa, hawa ni wale wote wanaosimama katika mfumo wa mara kwa mara baada ya risasi, ikiwa ni pamoja na kundi la lanthanides na actinides. Hiyo ni, bismuth, polonium, astatine, radoni, francium, radium, rutherfordum, na kadhalika katika nambari za mfululizo.
Juu ya mpaka ulioonyeshwa kuna wawakilishi wengi, ambao kila mmoja wao pia ana isotopu. Hata hivyo, baadhi yao inaweza kuwa mionzi tu. Kwa hiyo, ni muhimu ni aina gani kipengele cha kemikali kina. Chuma cha mionzi, au tuseme moja ya aina zake za isotopiki, hupatikana karibu kila mwakilishi wa meza. Kwa mfano, wana:
- kalsiamu;
- selenium;
- hafnium;
- tungsten;
- osmium;
- bismuth;
- ndani;
- potasiamu;
- rubidium;
- zirconium;
- europium;
- radidiamu na nyinginezo.
Kwa hivyo, ni dhahiri kwamba kuna vipengele vingi vinavyoonyesha sifa za mionzi - idadi kubwa zaidi. Baadhi yao ni salama kutokana na nusu ya muda mrefu sana na hupatikana katika asili, wakati wengine huundwa kwa bandia na mwanadamu.kwa mahitaji mbalimbali ya sayansi na teknolojia na ni hatari sana kwa mwili wa binadamu.
Tabia za radiamu
Jina la kipengele hicho lilitolewa na wagunduzi wake - wenzi wa ndoa wa Curie, Pierre na Maria. Ni watu hawa ambao waligundua kwanza kwamba moja ya isotopu ya chuma hiki - radium-226 - ni fomu imara zaidi, ambayo ina mali maalum ya radioactivity. Hii ilitokea mnamo 1898, na jambo kama hilo lilijulikana tu. Wanandoa wa wanakemia wameifanyia uchunguzi wa kina.
Etimolojia ya neno hili inatokana na lugha ya Kifaransa, ambamo linasikika kama radiamu. Jumla ya marekebisho 14 ya isotopiki ya kipengele hiki yanajulikana. Lakini fomu thabiti zilizo na nambari za wingi ni:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
Fomu 226 ina mionzi iliyotamkwa. Radiamu yenyewe ni kipengele cha kemikali chenye nambari 88. Misa ya atomiki [226]. Jinsi jambo rahisi lina uwezo wa kuwepo. Ni metali yenye mionzi ya fedha-nyeupe yenye kiwango cha kuyeyuka cha takriban 6700C.
Kwa mtazamo wa kemikali, inaonyesha kiwango cha juu cha shughuli na inaweza kuitikia kwa:
- maji;
- asidi za kikaboni, kutengeneza changamano thabiti;
- oksijeni inayotengeneza oksidi.
Sifa na Maombi
Pia, radiamu ni kipengele cha kemikali ambacho huunda mfululizo wa chumvi. Nitridi zake, kloridi, sulfates, nitrati, carbonates, phosphates, chromates zinajulikana. Pia kuna chumvi mbili na tungsten naberiliamu.
Ukweli kwamba radium-226 inaweza kuwa hatari kwa afya, mgunduzi wake Pierre Curie hakutambua mara moja. Walakini, aliweza kudhibitisha hii wakati alifanya jaribio: kwa siku moja alitembea na bomba la majaribio na chuma kilichofungwa kwenye bega la mkono wake. Kidonda kisichoponya kilionekana kwenye tovuti ya kuwasiliana na ngozi, ambayo mwanasayansi hakuweza kujiondoa kwa zaidi ya miezi miwili. Wanandoa hawakukataa majaribio yao juu ya uzushi wa mionzi, na kwa hivyo wote wawili walikufa kutokana na kipimo kikubwa cha mionzi.
Mbali na kuwa hasi, kuna idadi ya maeneo ambapo radium-226 inatumika na ina manufaa:
- Kiashiria cha kuhama kwa kiwango cha maji ya bahari.
- Hutumika kubainisha kiasi cha urani kwenye mwamba.
- Imejumuishwa katika michanganyiko ya mwanga.
- Hutumika katika dawa kutengeneza bathi za matibabu za radoni.
- Hutumika kuondoa chaji za umeme.
- Kwa usaidizi wake, ugunduzi wa dosari wa uigizaji hufanywa na mishono ya sehemu hutiwa weld.
Plutonium na isotopu zake
Kipengele hiki kiligunduliwa katika miaka ya arobaini ya karne ya XX na wanasayansi wa Marekani. Ilikuwa ya kwanza kutengwa na madini ya uranium, ambayo iliunda kutoka kwa neptunium. Mwisho ni matokeo ya kuoza kwa kiini cha uranium. Hiyo ni, zote zimeunganishwa kwa karibu na mabadiliko ya kawaida ya mionzi.
Kuna isotopu kadhaa thabiti za chuma hiki. Walakini, aina ya kawaida na muhimu zaidi ni plutonium-239. Athari za kemikali zinazojulikana za hiichuma c:
- oksijeni,
- asidi;
- maji;
- alkali;
- halojeni.
Kulingana na sifa zake za kimaumbile, plutonium-239 ni metali brittle na kiwango myeyuko wa 6400C. Njia kuu za kuathiri mwili ni malezi ya taratibu ya magonjwa ya oncological, kusanyiko kwenye mifupa na kusababisha uharibifu wao, magonjwa ya mapafu.
Eneo la matumizi ni tasnia ya nyuklia. Inajulikana kuwa wakati wa kuoza kwa gramu moja ya plutonium-239, kiasi hicho cha joto hutolewa ambacho kinalinganishwa na tani 4 za makaa ya mawe yaliyochomwa. Ndiyo maana aina hii ya chuma hutumiwa sana katika athari. Plutonium ya nyuklia ni chanzo cha nishati katika vinu vya nyuklia na mabomu ya nyuklia. Pia hutumika katika utengenezaji wa betri za hifadhi ya nishati ya umeme, ambayo maisha yake ya huduma yanaweza kufikia miaka mitano.
Uranium ni chanzo cha mionzi
Kipengele hiki kiligunduliwa mwaka wa 1789 na mwanakemia Mjerumani Klaproth. Walakini, watu waliweza kuchunguza mali zake na kujifunza jinsi ya kuziweka katika mazoezi tu katika karne ya 20. Sifa kuu ya kutofautisha ni kwamba urani yenye mionzi ina uwezo wa kutengeneza viini wakati wa kuoza kwa asili:
- ongoza-206;
- krypton;
- plutonium-239;
- ongoza-207;
- xenon.
Kwa asili, chuma hiki kina rangi ya kijivu isiyokolea, kina kiwango myeyuko cha zaidi ya 11000C. Inapatikana katika madini:
- Mica ya Uranium.
- Uraninite.
- Nasturan.
- Uthibitishaji.
- Tyuyanmunit.
Isotopu tatu za asili dhabiti na isotopu 11 zilizoundwa kiholela zinajulikana, zenye nambari za wingi kutoka 227 hadi 240.
Katika tasnia, uranium ya mionzi hutumiwa sana, yenye uwezo wa kuoza haraka na kutolewa kwa nishati. Kwa hivyo, inatumika:
- katika jiokemia;
- madini;
- vinu vya nyuklia;
- katika utengenezaji wa silaha za nyuklia.
Athari kwenye mwili wa binadamu sio tofauti na metali zilizozingatiwa hapo awali - mrundikano husababisha kuongezeka kwa kipimo cha mionzi na kutokea kwa uvimbe wa saratani.
Vipengee vya Transuranic
Metali muhimu zaidi zinazofuata uranium katika jedwali la upimaji ni zile ambazo zimegunduliwa hivi majuzi. Halisi mwaka wa 2004, vyanzo vilichapishwa kuthibitisha kuzaliwa kwa kipengele cha 115 cha mfumo wa upimaji.
Zikawa chuma chenye mionzi zaidi kuliko vyote vinavyojulikana leo - ununpentium (Uup). Mali yake bado haijachunguzwa hadi sasa, kwa sababu nusu ya maisha ni sekunde 0.032! Haiwezekani kuzingatia na kufichua maelezo ya muundo na vipengele vilivyodhihirishwa chini ya hali kama hizo.
Hata hivyo, mionzi yake ni ya juu mara nyingi kuliko viashirio vya kipengele cha pili kulingana na sifa hii - plutonium. Walakini, sio ununpentium ambayo hutumiwa katika mazoezi, lakini wenzi wake "polepole" kwenye jedwali - uranium, plutonium, neptunium, polonium na zingine.
Kipengele kingine - unbibium - kinadharia kipo, lakini ili kuthibitishakwa kweli wanasayansi kutoka nchi tofauti hawawezi tangu 1974. Jaribio la mwisho lilifanywa mwaka wa 2005, lakini halikuthibitishwa na baraza kuu la wanakemia.
Thorium
Iligunduliwa huko nyuma katika karne ya 19 na Berzelius na ikapewa jina la mungu wa Skandinavia Thor. Ni metali dhaifu ya mionzi. Isotopu tano kati ya 11 zina kipengele hiki.
Matumizi makuu katika nishati ya nyuklia hayatokani na uwezo wa kutoa kiasi kikubwa cha nishati ya joto wakati wa kuoza. Upekee ni kwamba nuclei za thoriamu zina uwezo wa kukamata nyutroni na kugeuka kuwa uranium-238 na plutonium-239, ambayo tayari huingia moja kwa moja kwenye athari za nyuklia. Kwa hivyo, waturiamu pia inaweza kuhusishwa na kundi la metali tunalozingatia.
Polonium
Fedha-nyeupe yenye mionzi nambari 84 katika mfumo wa muda. Iligunduliwa na watafiti hao wenye bidii wa radioactivity na kila kitu kilichounganishwa nayo, wenzi wa ndoa Marie na Pierre Curie mnamo 1898. Kipengele kikuu cha dutu hii ni kwamba iko kwa uhuru kwa muda wa siku 138.5. Hiyo ni, hii ni nusu ya maisha ya chuma hiki.
Inapatikana katika maumbile kama sehemu ya urani na madini mengine. Inatumika kama chanzo cha nishati, na yenye nguvu kabisa. Ni chuma cha kimkakati, kwani hutumiwa kutengeneza silaha za nyuklia. Idadi hiyo ina mipaka madhubuti na iko chini ya udhibiti wa kila jimbo.
Pia hutumika kwa uwekaji ioni wa hewa, kuondoa umeme tuli ndani ya chumba, katika utengenezaji wa nafasihita na vitu vingine sawa.
Athari kwenye mwili wa binadamu
Metali zote zenye mionzi zina uwezo wa kupenya kwenye ngozi ya binadamu na kujikusanya ndani ya mwili. Hutolewa kwa uchafu sana, hazitolewi kwa jasho hata kidogo.
Baada ya muda, huanza kuathiri mfumo wa upumuaji, mzunguko wa damu, neva, na kusababisha mabadiliko yasiyoweza kutenduliwa ndani yake. Wanaathiri seli, na kuwafanya kufanya kazi vibaya. Matokeo yake, malezi ya uvimbe mbaya, magonjwa ya oncological hutokea.
Kwa hivyo, kila chuma chenye mionzi ni hatari kubwa kwa wanadamu, haswa ikiwa tutazungumza juu yao katika umbo lao safi. Usiwaguse kwa mikono isiyolindwa na uwe nao ndani bila vifaa maalum vya kujikinga.
