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Radium

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Radium ist ein chemisches Element mit der Atomnummer 88, vertreten durch das Symbol Ra. Radium ist ein fast rein-weißes alkalisches Erdmetall, aber es oxidiert sogleich auf der Aussetzung, um zu lüften, schwarz in der Farbe werdend. Alle Isotope von Radium sind mit dem stabilsten Isotop hoch radioaktiv, das Radium 226 ist, der eine Halbwertzeit von 1601 Jahren und Zerfall in radon Benzin hat. Wegen solcher Instabilität ist Radium lumineszierend, ein schwaches Blau glühend.

Radium, in der Form des Radium-Chlorids, wurde durch das Skłodowska-Curie von Marie und Pierre Curie 1898 entdeckt. Sie haben die Radium-Zusammensetzung aus uraninite herausgezogen und haben die Entdeckung an der französischen Akademie von Wissenschaften fünf Tage später veröffentlicht. Radium wurde in seinem metallischen Staat von Marie Curie und André-Louis Debierne durch die Elektrolyse des Radium-Chlorids 1910 isoliert. Seit seiner Entdeckung hat es Vornamen wie Radium A und Radium C zu mehreren Isotopen anderer Elemente, die Zerfall-Produkte von Radium 226 sind.

In der Natur wird Radium in Uran-Erzen in Spur-Beträgen so klein gefunden wie ein siebente von einem Gramm pro Tonne von uraninite. Radium ist für lebende Organismen nicht notwendig, und nachteilige Gesundheitseffekten sind wahrscheinlich, wenn es in biochemische Prozesse wegen seiner Radioaktivität und chemische Reaktionsfähigkeit vereinigt wird.

Eigenschaften

Physische Eigenschaften

Obwohl Radium als sein Stall leichter homologue Barium nicht ebenso studiert wird, haben die zwei Elemente sehr ähnliche Eigenschaften. Ihre ersten zwei Ionisationsenergien sind sehr ähnlich: 509.3 und 979.0 kJ · mol für Radium und 502.9 und 965.2 kJ · mol für Barium. Solche niedrigen Zahlen geben die hohe Reaktionsfähigkeit der beider Elemente und die Bildung des sehr stabilen Ions von Ra und ähnlichen Ba nach.

Reines Radium ist ein weißes, silberfarbenes, festes Metall, an 700 °C (1292 °F) schmelzend und an 1737 °C (3159 °F), ähnlich Barium kochend. Radium hat Dichte von 5.5 g · Cm; das Dichte-Verhältnis des Radium-Bariums ist mit dem Radium-Barium Atommassenverhältnis vergleichbar, weil diese Elemente sehr ähnliche Körper - Kubikstrukturen haben.

Chemische Eigenschaften und Zusammensetzungen

Radium ist das schwerste bekannte alkalische Erdmetall; seine chemischen Eigenschaften ähneln größtenteils denjenigen von Barium. Wenn ausgestellt, zu lüften, reagiert Radium gewaltsam damit, Radium-Nitrid bildend, das das Schwärzen dieses Weißmetalls verursacht. Es stellt nur den +2 Oxydationsstaat in der Lösung aus. Radium-Ionen bilden Komplexe leicht wegen des hoch grundlegenden Charakters der Ionen nicht. Der grösste Teil von Radium setzt coprecipitate mit dem ganzen Barium, dem grössten Teil von Strontium und den meisten Leitungszusammensetzungen zusammen, und ist ionische Salze. Das Radium-Ion ist farblos, Radium-Salze weiß, wenn frisch bereit, machend, gelb und schließlich dunkel mit dem Alter infolge der Selbstzergliederung von der Alpha-Radiation werdend. Zusammensetzungen der Radium-Flamme rot-purpurrot und geben ein charakteristisches Spektrum. Wie andere alkalische Erdmetalle reagiert Radium gewaltsam mit Wasser und Öl, um Radium-Hydroxyd zu bilden, und ist ein bisschen flüchtiger als Barium, das zu kleinerer Löslichkeit von Radium-Zusammensetzungen im Vergleich zu denjenigen von entsprechenden Barium führt. Wegen seiner geologisch kurzen Halbwertzeit und intensiver Radioaktivität sind Radium-Zusammensetzungen ziemlich selten, fast exklusiv in Uran-Erzen vorkommend.

Radium-Chlorid, Radium-Bromid, Radium-Hydroxyd und Radium-Nitrat sind in Wasser mit der Löslichkeit ein bisschen tiefer auflösbar als diejenigen von Barium-Analoga für das Bromid und Chlorid, und höher für das Nitrat. Radium-Hydroxyd ist mehr auflösbar als Hydroxyd anderer alkalischer Erdmetalle, Actiniums und Thoriums, und grundlegender als Barium-Hydroxyd. Es kann getrennt werden

von diesen Elementen durch ihren Niederschlag mit Ammoniak. Aus unlöslichen Radium-Zusammensetzungen werden Radium-Sulfat, Radium-Chromat, Radium iodate, Radium-Karbonat und Radium tetrafluoroberyllate charakterisiert. Radium-Oxyd bleibt jedoch uncharakterisiert, ungeachtet der Tatsache dass die Oxyde anderer Alkalisch-Erdmetalle allgemeine Zusammensetzungen für die entsprechenden Metalle sind.

Isotope

Radium hat 25 verschiedene bekannte Isotope, von denen vier in der Natur mit Ra gefunden werden, der das allgemeinste ist. Ra, Ra, Ra und Ra werden alle natürlich im Zerfall entweder von Uran (U) oder von Thorium (Th) erzeugt. Ra ist ein Produkt des U-Zerfalls, und ist das am längsten gelebte Isotop von Radium mit einer Halbwertzeit von 1601 Jahren; als nächstes am längsten ist Ra, ein Produkt der Depression von Th mit einer Halbwertzeit von 5.75 Jahren.

Radium hat keine stabilen Isotope; jedoch sind vier Isotope von Radium in Zerfall-Ketten da, Atommassen 223, 224, 226 und 228 habend, von denen alle in Spur-Beträgen da sind. Das reichlichste und das längste Leben ist man Radium 226, mit einer Halbwertzeit von 1601 Jahren. Bis heute sind 33 Isotope von Radium synthetisiert worden, sich in der Massenzahl von 202 bis 234 erstreckend.

Bis heute sind mindestens 12 Kernisomers berichtet worden; der stabilste von ihnen ist Radium-205m, mit einer Halbwertzeit zwischen 130 und 230 Millisekunden. Alle Boden-Staaten von Isotopen von Radium 205 zu Radium 214, und von Radium 221 zu Radium 234, haben längere.

Drei andere natürliche Radioisotope hatten historische Namen am Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts erhalten: Radium 223 war als Actinium X, Radium 224 als Thorium X und Radium 228 als mesothorium I bekannt. Radium 226 hat historische Namen seinen Zerfall-Produkten nach dem ganzen Element, wie Radium für Polonium 218 gegeben.

Radioaktivität

Radium ist mehr als eine Million Male so radioaktiv wie dieselbe Masse von Uran. Sein Zerfall kommt in mindestens sieben Stufen vor; die aufeinander folgenden Haupterzeugnisse sind studiert worden und wurden Radium-Ausströmen oder Ex-Radio (jetzt identifiziert als radon), Radium (Polonium), Radium B (Leitung), Radium C (Wismut) usw. genannt. Radon ist ein schweres Benzin, und die späteren Produkte sind Festkörper. Diese Produkte sind selbst radioaktive Elemente, jeder mit einem Atomgewicht ein wenig tiefer als sein Vorgänger.

Radium verliert ungefähr 1 % seiner Tätigkeit in 25 Jahren, in Elemente des niedrigeren Atomgewichts mit der Leitung umgestaltet werden, die das Endprodukt des Zerfalls ist.

Die SI-Einheit der Radioaktivität ist der becquerel (Bq), gleich einem Zerfall pro Sekunde. Das Curie ist eine NICHTSI-Einheit, die als dieser Betrag des radioaktiven Materials definiert ist, das dieselbe Zerfall-Rate wie 1 Gramm Radium 226 (3.7 Zerfälle pro Sekunde oder 37 GBq) hat.

Radium-Metall erhält sich bei einer höheren Temperatur aufrecht als seine Umgebungen wegen der Radiation, die es - Alphateilchen, Beta-Partikeln und Gammastrahlung ausstrahlt. Mehr spezifisch werden die Alphateilchen durch den Radium-Zerfall erzeugt, wohingegen die Beta-Partikeln und Gammastrahlung durch relativ Elemente des kurzen Halblebens weiter unten die Zerfall-Kette erzeugt werden.

Ereignis

Radium ist ein Zerfall-Produkt von Uran und wird deshalb in allen Uran tragenden Erzen gefunden. (Die eine Tonne von pitchblende trägt normalerweise über ein siebentes von einem Gramm Radium). Radium wurde von pitchblende Erz von Joachimsthal, Bohemia ursprünglich erworben, der jetzt in Tschechien gelegen ist. Sande von Carnotite in Colorado stellen etwas vom Element zur Verfügung, aber reichere Erze werden im Kongo und dem Gebiet des Großen Bärensees und des Großen Sklavensees des nordwestlichen Kanadas gefunden. Radium kann auch aus der Verschwendung von Kernreaktoren herausgezogen werden. Große Radium enthaltende Uran-Ablagerungen werden in Russland, Kanada (die Nordwestterritorien), die Vereinigten Staaten (New Mexico, Utah und Colorado, zum Beispiel) und Australien gelegen.

Produktion

Das ganze Radium, das heute vorkommt, wird durch den Zerfall von schwereren Elementen erzeugt, in Zerfall-Ketten da seiend. Infolge solcher kurzen Halbwertzeiten seiner Isotope ist Radium nicht primordial, aber Spur. Es kann in großen Mengen erwartet sowohl zur Tatsache nicht vorkommen, dass Isotope von Radium kurze Halbwertzeiten haben, als auch dass Elternteilnuclides sehr lange haben. Radium wird in winzigen Mengen im Uran-Erz uraninite und den verschiedenen anderen Uran-Mineralen, und in noch winzigeren Mengen in Thorium-Mineralen gefunden.

Die erzeugten Beträge waren relativ klein aways; zum Beispiel 1918 wurden 13.6 g von Radium in den Vereinigten Staaten erzeugt. Bezüglich 1954 hat sich die Gesamtweltversorgung von gereinigtem Radium auf ungefähr 5 Pfunde (2.3 Kg) belaufen.

Geschichte

Radium (lateinischer Radius, Strahl) wurde durch das Skłodowska-Curie von Marie und ihren Mann Pierre am 21. Dezember 1898 in einer uraninite Probe entdeckt. Während sie das Mineral studiert haben, haben die Curie Uran davon entfernt und haben gefunden, dass das restliche Material noch radioaktiv war. Sie haben dann eine radioaktive Mischung getrennt, die größtenteils aus Zusammensetzungen von Barium besteht, das eine hervorragende grüne Flamme-Farbe und karminrote karminrote geisterhafte Linien gegeben hat, die vorher nie dokumentiert worden waren. Die Curie haben ihre Entdeckung zur französischen Akademie von Wissenschaften am 26. Dezember 1898 bekannt gegeben. Das Namengeben von Radium-Daten zu um 1899, von französischem Radium, das in Modernem Latein vom Radius (Strahl) gebildet ist, hat nach seiner Macht verlangt, Energie in der Form von Strahlen auszustrahlen. 1910 wurde Radium als ein reines Metall von Curie und André-Louis Debierne durch die Elektrolyse einer reinen Radium-Chlorid-Lösung durch das Verwenden einer Quecksilberkathode und das Destillieren in einer Atmosphäre von Wasserstoffbenzin isoliert. Das neue Element der Curie wurde zuerst am Anfang des 20. Jahrhunderts von Biraco, einem Zweigunternehmen von Union Minière du Haut Katanga (UMHK) in seinem Werk von Olen in Belgien industriell erzeugt. UMHK hat Marie Curie ihr erstes Gramm Radium angeboten. Es hat historische Namen den Zerfall-Produkten von Radium, wie Radium A, B, C, usw., jetzt bekannt gegeben, Isotope anderer Elemente zu sein.

Am 4. Februar 1936 ist Radium E (Wismut 210) das erste radioaktive synthetisch in den Vereinigten Staaten zu machende Element geworden. Dr John Jacob Livingood, am Strahlenlaboratorium an der Universität Kaliforniens, Berkeley, bombardierte mehrere Elemente mit 5-MeV deuterons. Er hat bemerkt, dass bestrahltes Wismut schnelle Elektronen mit einer 5-tägigen Halbwertzeit ausstrahlt, die das Verhalten von Radium E verglichen hat.

Die allgemeine historische Einheit für die Radioaktivität, das Curie, basiert auf der Radioaktivität von Ra.

Anwendungen

Etwas vom wenigen praktischen Gebrauch von Radium wird aus seinen radioaktiven Eigenschaften abgeleitet. Mehr kürzlich entdeckte Radioisotope, solcher als und, ersetzen Radium in sogar diesem beschränkten Gebrauch, weil mehrere dieser Isotope mächtigere Emitter, sicherer sind, und verfügbar in der konzentrierteren Form zu behandeln.

Wenn gemischt, mit Beryllium ist es eine Neutronquelle für Physik-Experimente.

Historischer Gebrauch

Radium wurde früher in Selbstleuchtfarben für Bewachungen, Kerntafeln, Flugzeugsschalter, Uhren und Instrument-Zifferblätter verwendet. Eine typische Selbstleuchtbewachung, die Radium-Farbe verwendet, enthält ungefähr 1 Mikrogramm Radium. Mitte der 1920er Jahre wurde eine Klage von fünf sterbendem "Radium-Mädchen" eingereicht wählen Maler, die Radium-basierte Leuchtfarbe auf den Zifferblättern von Bewachungen und Uhren gemalt hatten. Die Zifferblatt-Maler-Aussetzung von Radium hat ernste Gesundheitseffekten verursacht, die wunde Stellen, Anämie und Knochen-Krebs eingeschlossen haben. Das ist, weil Radium als Kalzium durch den Körper behandelt, und in den Knochen abgelegt wird, wo Radioaktivität Knochenmark erniedrigt und Knochen-Zellen verändern kann.

Während der Streitigkeit wurde es beschlossen, dass Firmenwissenschaftler und Management beträchtliche Vorsichtsmaßnahmen genommen hatten, um sich von den Effekten der Radiation zu schützen, noch hatte passend nicht gesehen, ihre Angestellten zu schützen. Schlechter seit mehreren Jahren hatten die Gesellschaften versucht, die Effekten zuzudecken und Verbindlichkeit zu vermeiden, indem sie darauf bestanden worden ist, dass die Radium-Mädchen stattdessen unter Syphilis litten. Diese ganze Missachtung für die Mitarbeitersozialfürsorge hatte einen bedeutenden Einfluss auf die Formulierung des Berufskrankheitsarbeitsrechts.

Infolge der Rechtssache sind die nachteiligen Effekten der Radioaktivität weit bekannt geworden, und Maler des Radium-Zifferblattes wurden in richtigen Sicherheitsvorsichtsmaßnahmen informiert und mit dem Schutzzahnrad versorgt. Insbesondere Zifferblatt-Maler haben nicht mehr Pinsel durch die Lippe gestaltet (der zu zufälliger Nahrungsaufnahme der Radium-Salze geführt hat). Radium wurde noch in Zifferblättern erst die 1960er Jahre verwendet, aber es gab keine weiteren Verletzungen, um Maler zu wählen. Das hat weiter das hervorgehoben die Notlage der Radium-Mädchen war völlig verhütbar.

Nach den 1960er Jahren wurde Radium-Farbe zuerst durch Promethium-Farbe, und später durch Tritium-Flaschen ersetzt, die fortsetzen, heute verwendet zu werden. Obwohl die Beta-Radiation von Tritium potenziell gefährlich ist, wenn Tritium aufgenommen wird, hat Tritium Radium in diesen Anwendungen ersetzt.

Radium war einmal ein Zusatz in Produkten wie Zahnpasta, Haarsahnen und sogar Nahrungsmittelsachen wegen seiner angenommenen heilenden Mächte. Solche Produkte sind bald aus der Mode gefallen und wurden von Behörden in vielen Ländern verboten, nachdem sie entdeckt wurde, konnten sie ernste nachteilige Gesundheitseffekten haben. (Sieh zum Beispiel, Typen Radithor oder Revigator von "Radium-Wasser" oder "Standardradium-Lösung für das Trinken".) Kurorte, die am Radium reiches Wasser zeigen, sind noch gelegentlich touted so vorteilhaft wie diejenigen in Misasa, Tottori, Japan. In den Vereinigten Staaten wurde Nasenradium-Ausstrahlen auch Kindern verwaltet, um Probleme des mittleren Ohrs oder vergrößerte Mandeln vom Ende der 1940er Jahre im Laufe des Anfangs der 1970er Jahre zu verhindern.

1909 hat das berühmte Experiment von Rutherford Radium als eine Alpha-Quelle verwendet, um den Atombau von Gold zu untersuchen. Dieses Experiment hat zum Modell von Rutherford des Atoms geführt und hat das Feld der Kernphysik revolutioniert.

Radium (gewöhnlich in der Form des Radium-Chlorids) wurde in der Medizin verwendet, um radon Benzin zu erzeugen, das der Reihe nach als eine Krebs-Behandlung verwendet wurde; zum Beispiel wurden mehrere dieser radon Quellen in Kanada in den 1920er Jahren und 1930er Jahren verwendet. Das Isotop ist zurzeit unter der Untersuchung für den Gebrauch in der Medizin als eine Krebs-Behandlung der Knochen-Metastase.

Vorsichtsmaßnahmen

Radium ist hoch radioaktiv, und sein Zerfall-Produkt, radon Benzin, ist auch radioaktiv. Da Radium Kalzium chemisch ähnlich ist, hat es das Potenzial, um großen Schaden durch das Ersetzen von Kalzium in Knochen zu verursachen. Die Aussetzung von Radium kann Krebs und andere Unordnungen verursachen, weil Radium und sein Zerfall-Produkt radon Alphateilchen auf ihren Zerfall ausstrahlen, die töten und Zellen verändern.

Die Gefahren von Radium waren aus dem Anfang offenbar. Der erste Fall der so genannten "Radium-Hautentzündung" wurde 1900 nur 2 Jahre nach der Entdeckung des Elements berichtet. Der französische Physiker Antoine Becquerel hat eine kleine Ampulle von Radium ringsherum in seiner Weste-Tasche seit 6 Stunden getragen und hat berichtet, dass seine Haut schwären lassen geworden ist. Marie Curie hatte auch ein ähnliches Ereignis, in dem sie mit einer winzigen Probe experimentiert hat, die sie im Kontakt mit ihrer Haut seit 10 Stunden behalten hat und bemerkt hat, wie ein Geschwür, obwohl nicht seit mehreren Tagen erschienen ist. Das Berühren von Radium ist auch für den Tod von Curie wegen aplastic Anämie verantwortlich gemacht worden. Versorgtes Radium sollte ventiliert werden, um Anhäufung von radon zu verhindern.

Die ausgestrahlte Energie vom Zerfall von Radium ionisiert auch Benzin, betrifft fotografische Teller, und erzeugt viele andere schädliche Effekten - zum Ausmaß, dass zur Zeit des Projektes von Manhattan 1944 die "Toleranz-Dosis" für Arbeiter an 0.1 Mikrogrammen aufgenommenes Radium gesetzt wurde.

Siehe auch

Zerfall-Ketten
Radium-Mädchen

Weiterführende Literatur

Siehe auch:
1936
Am 4. Februar
Astat
Polonium
Unbinilium
Zusehen

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