Rad | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rad-226 osadzony przez galwanizację na arkuszu miedzi i powlekanego poliuretanu, aby zapobiec utlenianiu . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pozycja w układzie okresowym | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Ra | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nazwisko | Rad | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Liczba atomowa | 88 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupa | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kropka | 7 th okres | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | Bloki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rodzina elementów | Metali ziem alkalicznych | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroniczna Konfiguracja | [ Rn ] 7s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrony według poziomu energii | 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomowe właściwości pierwiastka | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atomowa | 226.0254 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Promień atomowy (oblicz) | 215 po południu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Promień kowalencyjny | 221 ± 14:00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stan utlenienia | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroujemności ( Paulinga ) | 0.9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tlenek | Mocna podstawa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energie jonizacji | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 5,278423 eV | 2 e : 10,14715 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Najbardziej stabilne izotopy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proste właściwości fizyczne ciała | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stan zwykły | Solidny niemagnetyczny | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa objętościowa | 5 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
System kryształów | Sześcienny wyśrodkowany | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kolor | Metaliczny srebrny biały | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punkt fuzji | 696 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura wrzenia | 1736,85 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energia fuzyjna | 37 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Objętość molowa | 41,09 × 10-6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ciśnienie pary | 327 Pa przy 973 K. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masowe ciepło | 94 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Przewodność cieplna | 18,6 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Różnorodny | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N O CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N O ECHA | 100,028,293 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N O WE | 231-122-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Środki ostrożności | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Element radioaktywny o znaczącej aktywności |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rad jest pierwiastkiem o liczbie atomowej do 88, symbole Ra.
Jest idealnie biały z wyglądu, ale ciemnieje pod wpływem powietrza. Rad jest metalem ziem alkalicznych występującym w bardzo małych ilościach w rudach uranu . Jest niezwykle radioaktywny, a okres półtrwania jego najbardziej stabilnego izotopu ( 226 Ra) wynosi 1600 lat. Dostarcza radon jako produkt rozpadu.
Marie Curie i jej mąż Pierre odkryli to w 1898 roku , wydobywając blendę smolistą , rudę uranu . Słowo rad pochodzi od łacińskiego promienia ( „promień” ), razem ze słowem radioaktywność .
Radium została odkryta przez Marie Skłodowskiej-Curie i jej mąż Pierre Curie na21 grudnia 1898, w rudzie uraninitu . Podczas badań tego minerału, Curie wydobyli z niego cały uran, tylko po to, by stwierdzić, że pozostała część jest nadal wysoce radioaktywna. WLipiec 1898, wydobywają z blendy smolistej pierwiastek porównywalny z bizmutem , którym okazuje się być polon . Następnie oddzielają radioaktywną mieszaninę złożoną głównie z dwóch składników: związków baru , które wytwarzają jaskrawozielony płomień, oraz nieznanego związku radioaktywnego, który daje linie widmowe o karminowej barwie, których wcześniej nie opisano. Curie odkryli, że ten radioaktywny związek jest bardzo podobny do związków baru , ale jest mniej rozpuszczalny. To pozwoliło Curie wyizolować ten radioaktywny związek i odkryć nowy pierwiastek - rad.
Curie ogłosili swoje odkrycie Akademii Nauk dnia26 grudnia 1898.
Pierwiastek został ochrzczony jako „rad” około 1899 roku. Słowo to jest uformowane na promieniu łacińskim , promieniowanie, aby przywołać silne promieniowanie radioaktywne tego pierwiastka.
Rad został wyizolowany w postaci metalicznej w 1910 roku przez Marie Curie i André-Louis Debierne w ich laboratorium w Miejskiej Szkole Fizyki i Chemii Przemysłowej (obecnie ESPCI Paris ). Przystąpili do elektrolizy roztworu chlorku radu (RACL 2 ) na katodzie z rtęci , wytwarzając w ten sposób amalgamat . Amalgamat ten następnie ogrzewano w atmosferze wodoru w celu usunięcia rtęci, pozostawiając czysty rad w postaci metalicznej. W tym samym roku E. Eoler wyodrębnił również rad poprzez termiczny rozkład azydku radu, Ra (N 3 ) 2 .
Pierwsza przemysłowa produkcja radu w postaci metalicznej została przeprowadzona przez Biraco, spółkę zależną Union minière du Haut Katanga (UMHK), w swoim zakładzie w Olen w Belgii.
Historyczne jednostka promieniotwórczości Curie (cześć Pierre Curie zmarły w 1906) odnosi się do promieniowania jednej gram radu 226 Ra, lub 37 giga bekerelach (37 x 10 9 Bq ). W 1911 roku Marie Curie otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii „w uznaniu jej wkładu w postęp chemii za odkrycie radu i polonu, wyodrębnienie radu oraz zbadanie natury i związków tego niezwykłego pierwiastka”.
Jest to najgęstszy z metali ziem alkalicznych, z którymi ma wspólne cechy (zachowanie dość podobne do berylu , magnezu , wapnia , strontu i baru ), co wyjaśnia jego kinetykę środowiskową lub metabolizm . Najbliższym mu pierwiastkiem jest bar (inny dwuwartościowy kation ), ale rad jest gorzej zbadany ze względu na ograniczenia w zakresie ochrony przed promieniowaniem wynikające z jego radioaktywności.
Właściwości fizyczneŚwieżo przygotowany, czysty rad jest biały i błyszczący, ale po wystawieniu na działanie powietrza zmienia kolor na czarny (prawdopodobnie w wyniku tworzenia azotku Ra 3 N 2 ). Jej gęstość wynosi 5,5 g / cm 3 , wyższą niż baru. Jej temperatura topnienia jest źle określona, między 700 i 960 ° C , a temperatura parowania wynosi 1737 ° C . Te dwie wartości są nieco niższe niż baru, co odpowiada ogólnej tendencji pierwiastków z grupy 2.
Jak baru, radu, formy , w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia, wyśrodkowany sześcienny krystaliczną sieć przestrzenną , o wielkości komórki 514,8 picometers .
Rad jest luminescencyjny (emituje blady niebieski kolor) i jest nieco bardziej lotny niż bar.
Właściwości chemicznePodobnie jak bar, rad jest metalem bardzo reaktywnym i zwykle znajduje się na stopniu utlenienia +2. Że hydrolizuje się w wodzie przez wytworzenie radu wodorotlenku . Występuje w roztworze wodnym w postaci bezbarwnego kationu Ra 2+ , który jest bardzo silnie zasadowy .
Nie tworzy łatwo kompleksu . Dlatego większość związków chemicznych radu powstaje w wyniku wiązania jonowego . Jednak elektrony 6s i 6p (oprócz elektronu walencyjnego 7s) mogą uczestniczyć w relatywistycznym efekcie kwantowo-chemicznym wzmacniającym kowalencyjny charakter wiązania ze związkami takimi jak Ra F 2 lub Ra At 2 .
Podobnie jak bar tworzy rozpuszczalne sole w postaci chlorków, bromków i azotanów, natomiast jest bardzo słabo rozpuszczalny w postaci siarczanów, węglanów, fosforanów i kwaśnych fosforanów. Wyjaśnia to, dlaczego w wodzie morskiej i słonawej zawartość wody wolnych jonów radu będzie kontrolowana przez aktywność siarczanową wody. Na otwartym morzu jest w 70% skompleksowany w postaci RaSO 4, a w pozostałej części w dużej mierze z rozpuszczoną materią organiczną (w kompleksach metaloorganicznych, których stabilność maleje wraz ze wzrostem zasolenia). W obecności baru oraz w wodzie bogatej w siarczany wytrąca się w Ba RaSO 4 .
Rad nie ma żadnego stabilnego izotopu. Głównym izotopem, który jest historycznie odkryty przez Curie, jest rad 226 ( okres półtrwania : 1600 a ).
Radu jest częścią szereg promieniotwórczy od uranu i toru , z którymi może on być w stanie równowagi wiekowej . Cztery z 25 możliwych izotopów występują w przyrodzie w śladowych ilościach: 223 Ra , 224 Ra, 226 Ra i 228 Ra, wszystkie cztery radioaktywne i wszystkie powstały w wyniku radioaktywnej degradacji innych naturalnie występujących radioizotopów. Dlatego występuje w bardzo małych ilościach związanych ze złożami uranu oraz w stanie śladowym związanym z torem:
Chociaż ilości te są wyjątkowo niskie, indukowana radioaktywność (odwrotnie proporcjonalna do okresu półtrwania) jest bardzo ważna: rad przyczynia się do radioaktywności rudy uranu w takim samym stopniu jak uran, tak samo jak w przypadku toru. Zatem średnia aktywność 226 Ra w skale wynosi kilkadziesiąt Bq / kg (bekereli na kilogram), ale może być tysiąc razy wyższa w glebach lub obszarach bogatych w rudę uranu.
W początkach badań nad radioaktywnością izotopów łańcuchów rozpadu nie można było scharakteryzować ich właściwościami chemicznymi, gdy ich żywotność była zbyt krótka (mniej niż rok), a jedynie ich radioaktywność. Dlatego nadano im specyficzną nazwę odzwierciedlającą ich szkolenie:
Podobnie kolejne produkty rozpadu 226 Ra otrzymały nazwy utworzone na radzie, od „radu A” do „radu G”.
Dwa izotopy radu, które można wyodrębnić chemicznie, to 226 Ra, pochodzący z uranu 238 z okresem półtrwania 1590 lat i 228 Ra, pochodzący z toru-232 i okres półtrwania 5,739 lat. Pozostałe są trudniejsze do wyodrębnienia ( 223 Ra z okresem półtrwania 11,1 dnia i 224 Ra z okresem półtrwania 3,64 dni są obecne na poziomach rzędu jednego nanograma na tonę) i nie są w praktyce obserwowane jedynie przez radioaktywność, którą generują.
Jego naturalne izotopy są wykorzystywane do datowania niektórych materiałów radioaktywnych ( barytu ) napotykanych podczas wierceń gazowych lub naftowych.
Najdłużej żyjący izotop, rad 226 ( 226 Ra), w praktyce reprezentuje prawie cały rad naturalnie występujący na Ziemi.
W próbce gleby lub produktów roślinnych lub zwierzęcych lub w silnie naładowanych wodach mineralnych rad jest mierzony bezpośrednio za pomocą spektrometrii gamma , w połączeniu z jego krótkotrwałymi potomkami ( 214 Pb i 214 Bi), po ustaleniu równowagi próbki na jeden miesiąc (tak, aby równowaga została osiągnięta z resztą jego potomków do ołowiu-210).
W słabo naładowanych wodach naturalnych pomiar przeprowadza się metodą emanometrii radonu ( 222 Rn): radon rozpuszczony w wodzie jest odgazowywany przez barbotaż i odzyskiwany w kolbach scyntylacyjnych w celu przeprowadzenia pomiaru.
Rad jest obecny głównie w śladowych ilościach w niektórych starych piwnicach. W glebie występuje w połączonej i bardziej skoncentrowanej postaci w blendzie smolistej , rudach uranu, a także w innych minerałach uranu. Aby wyekstrahować jeden gram radu, potrzeba około trzech ton czystej blendy smoły.
Węgiel zawiera czasem znaczne ilości uranu, a więc radu, który czasami można znaleźć w żużlu popiołowym zawierającym węgiel (z elektrociepłowni lub przemysłu stalowego), a czasem w spalinach, gdy nie są one filtrowane. Spalanie węgla jest drogą rozprzestrzeniania się radu; zawartość 226 Ra w popiele węglowym jest rzędu 120 Bq / kg.
Łupki eksploatowane (głównie od 2004 r.) Na gaz łupkowy również go zawierają, niekiedy w dużych ilościach. Ogólnie rzecz biorąc, im ciemniejszy łupek; to znaczy, że zawiera dużo TOC ( całkowitego węgla organicznego ), tym więcej zawiera. Tak jest na przykład w przypadku czarnych łupków dewońskich w regionie Appalachów , aw szczególności w dorzeczu Marcellus .
Rad pozyskuje się z rud uranu , jego wydobycie związane jest głównie z wydobyciem uranu . Żadne złoże nie jest eksploatowane dla jego radu, ale produkcja uranu uzasadnia wydobycie i umożliwia opłacalne oddzielanie radu jako produktu ubocznego.
Aż do końca XVIII -tego wieku , uran nie był przemysłowo stosowane na dużą skalę, a zatem nie było wydobycie uranu jako takie. Początkowo tylko obfitym źródłem rudy uranowej był mój srebrny z Jáchymowie ( Sankt Joachimsthal w języku niemieckim), znajduje się wtedy w cesarskich . Ruda uranu była produktem ubocznym działalności wydobywczej, uwalnianym jako skała płonna w postaci blendy smolistej .
Po tym, jak Pierre i Marie Curie wyizolowali rad z rudy tej kopalni Sankt-Joachimsthal, wielu naukowców zaczęło się nim interesować, ale dostępność radu przez długi czas pozostawała niska. Małe firmy kupowały skałę płonną z kopalni, aby izolować rad w niewielkich ilościach. Kopalnia została kupiona przez rząd austriacki w 1904 r., A eksport surowej rudy został wstrzymany.
Wraz z przejęciem Austrii prowadzącym do monopolu, rosnący popyt na rad skłonił inne kraje do intensywnych poszukiwań nowych złóż uranu. Stany Zjednoczone stały czołowych producentów na świecie na początku lat 1910, eksploatacja piasku karnotytu of Colorado . Ale najbogatsze odkryte wówczas złoża znajdowały się w Kongu Belgijskim oraz w rejonach Wielkiego Jeziora Niedźwiedzia i Wielkiego Jeziora Niewolniczego w Kanadzie .
Produkcja radu zawsze była niska; na przykład w 1918 roku Stany Zjednoczone wyprodukowały łącznie tylko 13,6 g radu. W 1954 r. Na świecie było w sumie tylko 2,3 kg radu w postaci oczyszczonej, a obecnie liczba ta prawie nie wzrosła, a światowa produkcja wynosiła zaledwie 100 g rocznie.
Głównymi producentami radu są Belgia , Kanada , Czechy , Słowacja , Wielka Brytania i byłe kraje Związku Radzieckiego .
Wszystkie rzadkie zastosowania radu wynikają z jego właściwości radioaktywnych .
Brachyterapia kontaktowa rozpoczęła się w 1901 roku, krótko po odkryciu radioaktywności przez Henri Becquerela w 1896 roku, kiedy Pierre Curie zasugerował Henri-Alexandre Danlosowi, że radioaktywne źródło może zostać wprowadzone do guza.
Źródła radu znalazły zastosowanie w brachyterapii , gdzie zamknięte źródło radioaktywne jest umieszczane wewnątrz lub w bliskim sąsiedztwie leczonego obszaru, zwykle w postaci igieł zawierających rad. W związku z tym guzy można leczyć bardzo wysokimi dawkami miejscowego promieniowania, zmniejszając prawdopodobieństwo uszkodzenia otaczającej zdrowej tkanki.
Po początkowym zainteresowanie brachyterapii w Europie i Stanach Zjednoczonych , jego zastosowanie zmniejszyło się w połowie XX -go wieku, ze względu na problemy promieniowania operatorów z powodu ręcznego stosowania źródeł promieniotwórczych.
Demonstracja jego walorów terapeutycznych w walce z rakiem dała początek radioterapii , stosowanej do dziś.
Izotop 223 Ra jest również jedynym radioizotopem wprowadzonym do obrotu do stosowania w radioterapii, w postaci chlorku.
Rad był używany do lat pięćdziesiątych XX wieku, ze względu na swoje właściwości radioluminescencyjne , w farbach przeznaczonych do zegarmistrzostwa, lotnictwa i urządzeń sygnalizacyjnych. Ten rodzaj farby otrzymano poprzez włączenie radu ( 226 lub rzadziej 228 Ra ) w postaci siarczanu , chlorku lub bromku do fosforu lub siarczku cynku . Pierwszym zidentyfikowanym amerykańskim zastosowaniem był George F. Kunz , który pomalował wskazówki swojego zegarka radem, aby zobaczyć je w ciemności, i złożył patent na ten proces wWrzesień 1903.
Popyt na tarcze luminescencyjne doprowadził do gwałtownego wzrostu produkcji, prowadzonej przez United States Radium Corporation , która wkrótce uzyskała pozycję monopolisty na rynku amerykańskim.
Od lat dwudziestych XX wieku wśród pracowników identyfikowano potencjalnie chorobę zawodową, która poprzez wkładanie do ust pędzli malarskich wzbogaconych radem uszlachetniali: dziewczęta radowe . Choroby te doprowadziły do pierwszego dochodzenia epidemiologicznego i zamknięcia fabryki w New Jersey w 1926 r. Dochodzenie przeprowadzone przez Departament Pracy doprowadziło w 1929 r. Do opublikowania raportu „ Zatrucie radem” , w którym zalecono środki ochronne. Pracownicy (w szczególności zakaz przy ssaniu pędzla) i zalecając unikanie radu jako źródła luminescencyjnego.
Ta praktyka doprowadziła do kilkudziesięciu zgonów wśród pracowników (46 przypadków na 1747 zatrudnionych). Nie zaobserwowano żadnych objawów u malarzy, którzy otrzymali mniej niż 1000-krotność naturalnej dawki promieniowania 226 Ra pochłoniętej przez osoby nienaświetlone, co sugeruje istnienie progu dla nowotworów złośliwych wywołanych przez rad.
Stosowanie radu jako źródła fotoluminescencji zostało zaniechane w latach 60. XX wieku, zastępując rad w tym zastosowaniu trytem, który jest znacznie mniej niebezpieczny dla zdrowia (ale z drugiej strony mniej trwały).
Już w 1914 roku węgierski fizyk Béla Szilárd zaproponował wzmocnienie naturalnej jonizacji wokół instalacji odgromowych za pomocą źródeł radioaktywnych umieszczonych w pobliżu końców piorunochronów. Pomysł prowadzi do komercjalizacji radioaktywnych piorunochronów, nazywanych po prostu paradami. Te „parady” mają aktywność kilkudziesięciu MBq dla emiterów alfa i są w stanie osiągnąć 1 G Bq dla innych.
Efekt ten nie został wykazany. Wątpliwości co do słuszności procesu, biorąc pod uwagę trudność udowodnienia jego skuteczności, pojawiły się w latach siedemdziesiątych XX wieku i system ten nie jest już wprowadzany na rynek. Wiele krajów posunęło się tak daleko, że zakazano ich od lat 80., w 1985 r. W Belgii i1 st styczeń 1987dla Francji. Niektóre kraje (w szczególności Belgia i Luksemburg) wymagają demontażu tych radioaktywnych piorunochronów (parad). Od11 marca 2011 rstrona internetowa będąca przedmiotem zbiorowego zainteresowania przeprowadza inwentaryzację i lokalizację dziesiątek tysięcy parad rozpowszechnionych na terytorium Francji. Wzywa w szczególności do obywatelskiej mobilizacji internautów. Są teraz zastępowane przez detektory
Rad jest również używany jako szczelne źródło promieniotwórcze w jonowych czujnikach dymu do jonizacji objętości powietrza krążącego w urządzeniu. W obecności dymu przewodnictwo elektryczne tej objętości spada, co wyzwala alarm. Zakazane do użytku domowego, czujki te są często używane w budynkach biurowych lub miejscach publicznych. Zastępują je alternatywne technologie (detektory optyczne) o równoważnym poziomie niezawodności, ale bez ryzyka dla zdrowia i środowiska.
Słoik kremu Tho-Radia .
Fontanna radowa: woda przechodzi przez kapsułę soli radu i staje się radioaktywna (1930).
Zdjęcie z 1900 r. Zatytułowane „ogrzewanie radu”, błędnie przewidujące masowe użycie radu w 2000 r.
Flask Radithora .
Radium doświadczył silnego szał po jego odkryciu na początku XX -go wieku , zwłaszcza po odkryciu jego właściwości terapeutycznych. Delikatna radioterapia stała się modna dzięki szerokiej gamie produktów, od kremów odmładzających ( Tho-Radia ) po papierosy, atomowe napoje gazowane z proszkiem ryżowym, pasty do zębów lub sole do kąpieli, talk dla niemowląt, a nawet fontanny radu ( Revigator (en) do picia radioaktywnego woda).
W latach dwudziestych XX wieku moda na łagodną radioterapię doprowadziła do wprowadzenia na rynek tak zwanych balsamów młodzieżowych i uniwersalnych środków zawierających rad, w tym Radithor , które pochłonęły ofiary w Stanach Zjednoczonych, zwłaszcza w tragicznym przypadku Ebena. Byers zmarł napromieniowany w 1932 r. .
Rad jest używany wszędzie, zanim został zakazany w 1937 roku do celów niemedycznych, kilka przypadków śmiertelnych zaobserwowano w London Radium Institute poświęconym zastosowaniom medycznym.
Rad jest tak drogi, że jest wprowadzany w niewielkich ilościach, co potwierdza certyfikat analizy Laboratorium Badań Naukowych Colombes z dnia 18 lipca 1932na kremie Tho-Radia, który zawiera „0,233 mikrograma bromku radu (RaBr 2 , H 2 O) [co odpowiada około 4500 Bq] na 100 gramów śmietanki ”.
Rad może przedostać się do hydrosfery przez ługowanie rud lub być tam bezpośrednio wytwarzany z uranu lub toru już rozpuszczonego w wodzie. Stężenie 226 Ra może być znaczące w wodzie przesączającej się z kopalni uranu, czy to poprzez kontakt z rudą uranu, ale jeszcze bardziej poprzez ługowanie pozostałości po przeróbce, z których ruda została zmiażdżona w celu wydobycia uranu, co sprawia, że rad jest jedynym bardziej mobilny.
Nawet jeśli odpowiednie ilości są nieskończenie małe, można je wykryć na podstawie indukowanej przez nie radioaktywności, która jest tym silniejsza, im krótszy jest okres półtrwania radionuklidu.
Dwa najczęstsze izotopy radu w morzu to 226 Ra i 228 Ra. Inne są rzadziej obserwowane. Są one czasami używane jako radioelementy śladowe (na przykład do identyfikacji naturalnego odprowadzania wód gruntowych na morzu, w szczególności wokół Sycylii). Występują również w małych dawkach w oceanach (z silnymi czasowymi wahaniami poziomów, które mogą odzwierciedlać zmiany prądów), w niektórych jeziorach lub w niektórych źródłach wód podziemnych, przypadkowo lub w sposób naturalny radioaktywne. Występuje w niewielkich ilościach w niektórych zwierciadłach wody wykorzystywanych do zasilania sieci wody pitnej oraz w bardziej znaczących ilościach (rzadziej) w niektórych głębokich odwiertach (na przykład w pobliżu uskoków i / lub podziemnych mas uranu; np. Do 23 pCi / Litr Ra i 3300 pCi / Litr Rn w niektórych odwiertach w północno-zachodnim i południowo-zachodnim hrabstwie Harris w Teksasie). Dead Sea jest szczególnym przypadku zróżnicowanego radu radioaktywności: począwszy od 114,5 dpm / kg w wodach powierzchniowych i 97,8 dpm / kg na głębokość (z warstwy przejściowej 25 m grubości, na głębokości od 150 do 175 m ). Dane dotyczące radonu w tym morzu posłużyły do pomiaru czasu trwania meromiktyczności .
Oznakowanie radu 226 nie jest samo w sobie niebezpieczne, ale rad 226 rozpada się na radon 222, gaz radioaktywny, który może prowadzić do wysokich dawek promieniowania w domach.
Radon jest wytwarzany w takim samym tempie, jak w pierwotnej rudzie uranu, ale można go znacznie łatwiej odgazować z nieskonsolidowanego podłoża (odpady poflotacyjne uranu lub toru) i przedostać się do atmosfery. Gromadzi się w niedostatecznie wentylowanych pomieszczeniach (powyżej 1000 Bq m -3 ) może powodować problemy zdrowotne .
Jeden mikrogram radu, który ma aktywność 37 000 Bq , szybko osiąga równowagę na przestrzeni wieków z taką samą aktywnością radonu . Jeśli radon nie napotka żadnej przeszkody w jego rozprzestrzenianiu się (na przykład, jeśli rad znajduje się w roztworze wodnym w niezablokowanym pojemniku), to prawdopodobnie nasyca średniej wielkości pomieszczenie do poziomu rzędu 1000 Bq m - 3 .
Jedynym izotopem, który może odgrywać rolę w biosferze, jest rad 226 wytwarzany przez uran 238; inne izotopy mają znacznie za małą produkcję i żywotność, aby odgrywać podobną rolę.
Przynajmniej w pewnych warunkach (i u niektórych gatunków) rad wydaje się być biodostępny , przyswajalny i prawdopodobnie biokoncentrowany , a nawet bioakumulowany . Na przykład jeden gatunek australijskiego z małży słodkowodnych ( Velesunio angasi ) badano w ramach monitoringu naukowego (z Biomonitoring od 2001) billabongs (ARM pozostały martwą wodę w porze suchej) z Magela potok opróżniania staw, gdzie uran Ranger kopalnia znajduje . Okazało się, że te małże były najbardziej zanieczyszczone 20 km w dół rzeki od miejsca wydobycia. Okazali się zdolni do koncentracji radu; w tym przypadku rad wydaje się zastępować wapń w organizmie, ale tym mniej, że wapń jest obfity w pożywce. Ma dość długi biologiczny okres półtrwania , szacowany (na podstawie modelowania) na około 13 lat dla tego gatunku). Jak to często ma miejsce w przypadku filtrów karmienia zwierząt, współczynnik koncentracji radu wykazano wysoki w małży rzeki Magela wododziałowych ( 30000 do 60000 razy , to zawartość czynnika do ciała mięczaków, ale rad mogłyby być gromadzone w muszli ).
Krótko wcześniej, w basenach laguny tej kopalni, a następnie w mikrokosmosie , wykazano już (2004), że roślina wodna Eleocharis dulcis powoli, ale skutecznie bioakumuluje uran w swoich korzeniach i kłączy po złapaniu go w wodzie.
Pierwsze obserwacje dotyczące biologicznych skutków radu zostały dokonane przypadkowo przez Henri Becquerela . Niosąc fiolkę z radem w kieszeni kamizelki, po kilku godzinach zauważył zaczerwienienie na skórze, które przeszło w oparzenie. Pierre Curie potwierdza tę obserwację, eksperymentując na sobie, zadając głębokie oparzenie, którego wyleczenie zajmie ponad dwa miesiące. Obserwacja ta wyznacza początek radioterapii i ochrony przed promieniowaniem .
Istnieje kilka rodzajów zagrożeń dla zdrowia związanych z radem:
Rad może być wskaźnikiem innych zanieczyszczeń lub zanieczyszczeń; ECRA (oznaczające „efektywne stężenie radu” ) lub „efektywne stężenie radu” to pomiar (odpowiadający stężeniu radu pomnożonemu przez „współczynnik emanacji”), który można przeprowadzić w laboratorium w sposób ekonomiczny. Został on w szczególności przetestowany na dwóch byłych odlewniach ołowiu i cynku w północnej Francji (wyniki: od 0,70 ± 0,06 do 12,53 ± 0,49 Bq.kg-1), gdzie wykazaliśmy, że bardzo dobrze odpowiada mapowaniu zanieczyszczeń, przynajmniej w 5 km otaczających fabryki, lepiej niż do pomiaru podatności magnetycznej gleby testowanej również na tym terenie.
Dawne miejsca produkcji lub stosowania radu pozostawiły zanieczyszczenia.
Na przykład, konieczne jest, aby oczyścić stary zakład produkcyjny radu z Satchi (Societe Anonyme des treatements Chimiąues), który spowodował radu między 1913 i 1928 , w Seine-Saint-Denis . SNRI potwierdzone i charakteryzuje zanieczyszczenia radioaktywne. Moc dawki powierzchniowej (mierzona na wysokości 50 cm od ziemi) pokazuje zanieczyszczenie na około 1/4 obszaru; o radioaktywności „do 110 razy większej niż wartość szumu tła (8 µSv / h )”. Wokół tego terenu zgodnie z IRSN jest zanieczyszczonych 5 obszarów na powierzchni (zlokalizowanych na terenie Unibéton, z około 10-krotnym hałasem w tle), na terenie Partena (2 do 6 razy większym niż hałas w tle), na wschodnim brzegu Sekwana (25 razy więcej hałasu w tle) i na zachodnim brzegu (6 do 15 razy więcej hałasu w tle). Gleba jest również głęboko zanieczyszczona, przy czym na terenie SATCHI i poza nim specyficzna aktywność waha się od 750 do 10 000 razy więcej niż regionalny naturalny hałas tła. Na badanych obszarach peryferyjnych regionalny naturalny szum tła jest przekraczany od 10 do 245 razy. IRSN oszacował wielkość gruntów w ten sposób oznaczonych radiologicznie na 15 000 i 20 000 m 3 (szacunek rosnący). Te dawki nie przekraczają 10 µSv / h, a zatem są poniżej 40 µSv / h , poniżej których nie ma mierzalnego wpływu na populacje roślin i zwierząt.
Poziom wodonośny został również zanieczyszczony głównie przez 235 i 238 izotopów uranu znajdujących się poniżej poziomu hydraulicznego ze składowiska SATCHI (z przekroczeniem normy wody pitnej dla promieniowania alfa (0,1 Bq / l). W budynkach zakładu SATCHI wykryto nieprawidłową emisję radonu ( 2 do 5-krotności średniego poziomu Seine-Saint-Denis, który wynosi 34 Bq / m 3 ) Na terenie Parteny podczas pomiarów osiągnęliśmy 2300 Bq / m 3 w niektórych pomieszczeniach i 26 000 Bq / m 3 w piwnicy. wartości są wyraźnie wyższe niż limity interwencji (1000 Bq / m 3 ) i uzasadniają podjęcie działań naprawczych (np. zapewnienie lepszej wentylacji budynku).
Eksploatacja gazu łupkowego, w szczególności poprzez szczelinowanie hydrauliczne, stała się znaczącym źródłem zanieczyszczenia radem. Próbki z tych odwiertów zawierają kilkakrotnie więcej niż próbki z odwiertów naftowych lub gazowych w stanie Nowy Jork. Nawet po oczyszczeniu ścieki z przemysłu gazowniczego ( woda produkowana ) nadal zawierają nieprawidłowe ilości w 2013 r.), Co może na przykład zagrozić zasobom wody pitnej w stanie Nowy Jork. Po wykryciu radu-226 w ciekach wodnych odwadniających pole gazowe do wydobycia gazu łupkowego znanego jako Marcellus Shale (a od 2004 r., To znaczy od czasu, gdy gaz łupkowy był eksploatowany w dodatkach ropy naftowej), ilość brudnej wody ma być leczonych wzrosło o 570% według Briana Lutza (adiunkt biogeochemii na Kent State University (Ohio); po badaniu przeprowadzonym przez EPA, DOE i Departament Zdrowia Stanu Nowy Jork) i General Electric będą musieli wydać 2 miliony dolarów ponad 2 lata na odkażanie gleby i osadów zanieczyszczonych radioaktywnością uwolnioną w rzekach z produktów wykorzystywanych lub odzyskiwanych przez płyny szczelinujące i wiercenia. Według GASFRAC (firmy, która stworzyła szczelinowanie propanem), ciekły propan do szczelinowania byłby ciekawą alternatywą nie zużywającą wody i zmniejszenie ryzyka skażenia radem, ale jest to produkt wybuchowy, którego obchodzenie się jest niebezpieczne euse.
Od końca lat dziewięćdziesiątych państwo stopniowo rozbudowywało system postępowania z terenami zanieczyszczonymi substancjami radioaktywnymi we Francji . Większość witryn jest związana z działalnością z przeszłości, z okresu międzywojennego, która nie była częścią przemysłu jądrowego. Dotyczy to w szczególności miejsc sztucznie zanieczyszczonych radem.
Dzięki „funduszowi radowemu” wdrożono mechanizmy finansowe i rozwiązania techniczne w celu zarządzania udowodnionymi sytuacjami skażenia radioaktywnego. Na początku XXI wieku Urząd Ochrony przed Promieniowaniem Jonizującym (OPRI) przeprowadził na zlecenie Ministerstwa Zdrowia kontrole na znanych mu potencjalnie zanieczyszczonych miejscach. Ponadto w 2001 r. Opracowano przewodnik metodologiczny dotyczący zarządzania terenami przemysłowymi potencjalnie zanieczyszczonymi substancjami promieniotwórczymi. Wreszcie, od 2006 r. Ustawa powierza Krajowej Agencji ds. Gospodarki Odpadami Promieniotwórczymi (Andra) misję interesu ogólnego w zakresie postępowanie z odpadami promieniotwórczymi i rekultywacja terenów zanieczyszczonych substancjami promieniotwórczymi na wniosek właściciela lub władz publicznych w przypadku niesprawnego zarządcy. System ten został uzupełniony utworzeniem w 2007 r. Krajowej Komisji Pomocy w Polu Promieniotwórczym (Cnar).
Różne scenariusze miejsc zanieczyszczonych rademFrancuskie władze publiczne zidentyfikowały cztery scenariusze związane z radem: lokalizacje, w których prowadzono badania nad radem; miejsca, w których prowadzono działalność związaną z przemysłowym wydobyciem radu; strony, które wykorzystywały rad do celów medycznych lub rzemieślniczych; osoby posiadające przedmioty zawierające rad (budziki, zegarki, fontanny radowe).
Francuski rząd dał pierwszeństwo miejscom, w których wiadomo było, że zanieczyszczenie jest znaczące. W przypadku dwóch pierwszych kategorii obiektów operacje rehabilitacyjne odbywają się od ponad 15 lat (Radium Institute in Arcueil , lokalizacje L'Île-Saint-Denis , Gif-sur-Yvette , Nogent-sur-Marne , Saint-Nicolas -d'Aliermont itp.). Miejsca te są obecnie odkażane lub w trakcie odkażania. Jeżeli chodzi o przedmioty będące w posiadaniu osób fizycznych, władze publiczne rozpoczęły krajową inicjatywę bezpłatnego odbioru; Każdego roku Andra odzyskuje około stu obiektów, jednak kwestia, co zrobić z tymi odpadami, pozostaje nierozwiązana.
Witryny wykorzystujące rad do celów medycznych lub rzemieślniczychPrace związane z inwentaryzacją miejsc, w których prowadzono działalność wykorzystującą rad, zostały zakończone w 2009 r. W przeszłości na tych obiektach prowadzono działalność medyczną i rzemieślniczą (zegarmistrzostwo) wykorzystującą ten pierwiastek w niewielkich ilościach. Działania te, przeprowadzone kilkadziesiąt lat temu, mogły pozostawić ślady radu w miejscach ich stosowania. Miejsca te wymagają diagnozy polegającej na zbadaniu poprzez pomiary ewentualnej obecności śladów radu lub stwierdzeniu jego braku.
„ Federalne i lokalne agencje, a także władze medyczne w różnych częściach kraju, zostały wczoraj pobudzone do akcji w wyniku śmierci Ebena M. Byersa, bogatego producenta stali i sportowca z Pittsburgha, który zginął tutaj w środę w gabinecie lekarskim. Szpital z przyczyn przypisywanych zatruciu radem w wyniku picia wody zawierającej rad w roztworze. … ”
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H. | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Być | b | VS | NIE | O | fa | Urodzony | |||||||||||||||||||||||||
3 | Nie dotyczy | Mg | Glin | tak | P. | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K. | To | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Współ | Lub | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Płyta CD | W | Sn | Sb | ty | ja | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Plik | To | Pr | Nd | Po południu | Sm | Miał | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Czytać | Hf | Twój | W. | Re | Kość | Ir | Pt | W | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | W | Rn | |
7 | Ks | Ra | Ac | Cz | Rocznie | U | Np | Mógłby | Jestem | Cm | Bk | Por | Jest | Fm | Md | Nie | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Poz | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Metale alkaliczne |
Ziemia alkaliczna |
Lantanowce |
Metale przejściowe |
Słabe metale |
metalem loids |
Długoterminowe metale |
geny halo |
Gazy szlachetne |
Pozycje niesklasyfikowane |
Aktynowce | |||||||||
Superaktynowce |