Радиоактивные элементы

Астат

Астат (Astat, от греч. astatos — нестойкий) At — радиоактивный элемент VII группы 6-го периода периодической системы Менделеева, п. н. 85, наиболее долгоживущий изотоп ²¹⁰At (T_½ = 8,3 часа). Впервые получен в 1940 г. Астат по свойствам близок к иоду.

Нептуний

Нептуний (Neptunium, от названия планеты Нептун) Np — первый из искусственно полученных (1940 г.) радиоактивных элементов, п. н. 93. Относится к актинидам. Массовое число наиболее долгоживущего изотопа ²³⁷Np (T½ = 2·10⁶ лет). В незначительных количествах содержится в урановых рудах. Нептуний — серебристый металл. Нептуний проявляет валентность 3+, 4+, 5+, 6+. Наиболее устойчивые соединения Np⁴⁺ , Np⁶+. В водных растворах существуют ионы Np³⁺, Np⁴⁺, NpO₂⁺, NpO₂²⁺.

Плутоний

Плутоний (Plutonium, от планеты Плутон) Pu — радиоактивный элемент семейства актинидов, п. н. 94, массовое число наиболее долгоживущего изотопа 244. Впервые получен в 1940 г. Наиболее важен долго-. живущий изотоп ²³⁹Pu (T½ — 24 400 лет), который используют для получения ядерной энергии. Химия Плутония отличается большой сложностью. Наиболее устойчивы соединения Pu⁴⁺. Плутоний как α-излучатель опасен для организма.

12.Период полураспада

Важнейшей характеристикой радиоактивного атома  является его время жизни. Для  различных элементов период полураспада  составляет от десятков миллиардов лет  до миллионных долей секунды и  менее.

Общее число  известных нестабильных ядер – радионуклидов  приближается к двум тысячам, время  их жизни меняется в очень широких  пределах. Известны как радионуклиды-долгожители, для которых периоды полураспада  исчисляются миллионами и даже миллиардами  лет, так и короткоживущие, распадающиеся  полностью за ничтожные доли секунды. Периоды полураспада некоторых  радионуклидов приведены в таблице.

Свойства  некоторых радионуклидов (для Тс, Pm, Ро и всех последующих элементов, у которых нет стабильных изотопов, приведены данные для их наиболее долгоживущих изотопов).

Самый короткоживущий из известных нуклидов – 5Li: время  его жизни составляет 4,4·10–22 с). За это время даже свет пройдет всего 10–11 см, т.е. расстояние, лишь в несколько  десятков раз превышающее диаметр  ядра и значительно меньшее размера  любого атома. Самый долгоживущий – 128Te (содержится в природном теллуре  в количестве 31,7%) с периодом полураспада  восемь септиллионов (8·1024) лет –  его даже трудно назвать радиоактивным; для сравнения – нашей Вселенной  по оценкам «всего» 1010 лет.

Единицей  радиоактивности нуклида служит беккерель: 1 Бк (Bq) соответствует одному распаду в секунду. Часто используется внесистемная единица кюри: 1 Ки (Ci) равен 37 миллиардам распадов в секунду или 3,7.1010 Бк (примерно такую активность имеет 1 г 226Ra). В свое время была предложена внесистемная единица резерфорд: 1 Рд (Rd) = 106 Бк, но она не получила распространения.

13.Применение

Два Р. э. — Th и U — образуют большое число различных минералов. Переработка природного сырья позволяет получать эти элементы в больших количествах. Р. э. — члены естественных радиоактивных рядов — могут быть выделены радиохимическими методами из отходов производства Th и U, а также из торий- или урансодержащих препаратов, хранившихся долгое время. Np, Pu и др. лёгкие трансурановые элементы получают в атомных реакторах за счёт ядерных реакций изотопа ²³⁸U с нейтронами. С помощью различных ядерных реакций получают и тяжёлые трансурановые элементы Tc и Pm образуются в атомных реакторах и могут быть выделены из продуктов деления.

Многие  Р. э. имеют важное практическое значение. U и Pu используют как делящийся материал в ядерных реакторах и в ядерном оружии. Облучение тория (его природного изотопа ²³²Th) нейтронами позволяет получить изотоп ²³³U — делящийся материал. Pm, Po, Pu и др. Р. э. применяют для изготовления атомных электрических батареек со сроком непрерывной работы до нескольких лет

Применение  радиоактивности. Медицина. Радий и  другие естественные радиоизотопы широко применяются для диагностики  и лучевой терапии раковых  заболеваний. Использование для  этой цели искусственных радиоизотопов  значительно повысило эффективность  лечения. Например, радиоактивный иод, введенный в организм в виде раствора иодида натрия, селективно накапливается в щитовидной железе и поэтому применяется в в клинической практике для определения нарушений функции щитовидной железы и при лечении базедовой болезни. С помощью меченого по натрию физиологического раствора измеряется скорость кровообращения и определяется проходимость кровеносных сосудов конечностей. Радиоактивный фосфор применяется для измерения объема крови и лечения эритремии.

Научные исследования. Радиоактивные метки, в микро количествах введенные в физические или химические системы, позволяют следить за всеми происходящими в них изменениями. Например, выращивая растения в атмосфере радиоактивного диоксида углерода, химики смогли понять тонкие детали процесса образования в растениях сложных углеводов из диоксида углерода и воды.