สำหรับฉบับที่ 13 (พ.ศ. 2469) ของMarie Curie ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1903 และผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี พ.ศ. 2454 ได้เขียนรายการเกี่ยวกับเรเดียมร่วมกับIrène Curie ลูกสาวของเธอต่อมาIrène Joliot-Curie และผู้ร่วมงานของ รางวัลโนเบลสาขาเคมีปี 1935 บทความนี้เล่าถึงการค้นพบเรเดียมของ Marie และ Pierre Curie และกล่าวถึงคุณสมบัติการผลิตและการใช้งาน บทความกล่าวถึงเฉพาะในการส่งผ่านว่ากัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาจากเรเดียมทำให้เกิด "การทำลายเซลล์บางชนิดและอาจมีผลที่เป็นอันตรายมาก" ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างน่าเศร้าในปีต่อ ๆ มาเมื่อ Marie Curie และIrène Curie เสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวซึ่งอาจเกิดจากการสัมผัส กับรังสีดังกล่าว
รัศมี
[เรเดียม] เป็นองค์ประกอบที่มีน้ำหนักอะตอม 226 ซึ่งเป็นคำที่สูงที่สุดในอนุกรมของอัลคาไลน์เอิร์ ธ แคลเซียมสตรอนเทียมแบเรียม เป็นโลหะที่มีการเปรียบเทียบหลายอย่างกับแบเรียมและยังเป็น“ สารกัมมันตภาพรังสี” อีกด้วยกล่าวคือสารที่มีการสลายตัวตามธรรมชาติพร้อมกับการแผ่รังสี ( ดูกัมมันตภาพรังสี). คุณสมบัติกัมมันตภาพรังสีนี้ทำให้เรเดียมมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์หรือเพื่อใช้ในทางการแพทย์และยังเป็นสาเหตุของความหายากอย่างยิ่งขององค์ประกอบ แม้ว่าเรเดียมเป็นเพียงหนึ่งในสารกัมมันตภาพรังสีจำนวนมาก แต่ไม่ได้เป็นสารกัมมันตรังสีมากที่สุดหรือมีมากที่สุด แต่อัตราการสลายตัวและลักษณะของผลิตภัณฑ์จากการแตกตัวของมันได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้กัมมันตภาพรังสีและทำให้เป็นสารสำคัญที่สุดของ วิทยุ
คุณสมบัติทางเคมี
คลื่นความถี่. - หากเราไม่พิจารณาการกระทำทางเคมีของการแผ่รังสีที่มันปล่อยออกมาเรเดียมมีคุณสมบัติตรงตามที่คาดหมายได้ในการจำแนกทางเคมี เรเดียมวางไว้ด้วยน้ำหนักอะตอม 226 ในคอลัมน์ที่สองของตาราง Mendelyeev ด้วยเลขอะตอม 88 จึงเป็นวาระสุดท้ายของอนุกรมอัลคาไลน์เอิร์ ธ เกลือของเรเดียมไม่มีสีและละลายได้ในน้ำเกือบทั้งหมด ซัลเฟตและคาร์บอเนตไม่ละลายน้ำ เรเดียมคลอไรด์ไม่ละลายในกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นและในแอลกอฮอล์ เกลือของเรเดียมและแบเรียมเป็นไอโซมอร์ฟัส
การเตรียมเรเดียม - เมทัลลิกเรเดียมได้รับการเตรียมแบบเดียวกับแบเรียมโลหะโดยการอิเล็กโทรลิซิสของเกลือเรเดียมที่มีแคโทดของปรอทปรอทจะถูกกำจัดโดยการให้ความร้อนอมัลกัมในไฮโดรเจนแห้ง โลหะเป็นสีขาวและละลายที่อุณหภูมิประมาณ 700 ° โจมตีน้ำและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วโดยการสัมผัสของอากาศ น้ำหนักอะตอมสามารถกำหนดได้โดยวิธีการที่ใช้สำหรับแบเรียมเช่นโดยการชั่งน้ำหนักของเรเดียมคลอไรด์ที่ไม่มีน้ำและซิลเวอร์คลอไรด์หรือโบรไมด์ที่เทียบเท่า
สเปกตรัมแสง - สเปกตรัมของแสงประกอบขึ้นเช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ อื่น ๆ ซึ่งมีเส้นความเข้มมาก เส้นที่แข็งแกร่งที่สุดในขีด จำกัด ของสเปกตรัมสีม่วงคือ3814.6Åและเส้นนี้เป็นการทดสอบที่ไวมากสำหรับการมีอยู่ของเรเดียม แต่การวิเคราะห์สเปกตรัมใช้เพียงเล็กน้อยในการตรวจจับสารกัมมันตภาพรังสีคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสีให้ความไวสูงกว่ามาก สเปกตรัมความถี่สูงเป็นไปตามการทำนายสำหรับองค์ประกอบของเลขอะตอม 88
คุณสมบัติทางวิทยุ
องค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีโดยทั่วไป - ทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสีได้รับการกำหนดขึ้นโดยรัทเทอร์ฟอร์ดและซ็อดดี้ ( ดู RADIOACTIVITY) ถ้าnคือจำนวนอะตอมของธาตุกัมมันตรังสีสัดส่วนของอะตอมที่ถูกทำลายในช่วงเวลาหนึ่งtจะเท่ากันเสมอไม่ว่าnจะเป็นอะไร จำนวนอะตอมจะลดลงตามเวลาtตามกฎเลขชี้กำลังn = n 0 e-λtโดยที่λคือค่าคงที่กัมมันตภาพรังสีของสาร
ซึ่งกันและกันของλเรียกว่า "ชีวิตเฉลี่ย" ขององค์ประกอบ เวลา T ที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลงครึ่งหนึ่งของอะตอมเรียกว่า "คาบ" และเกี่ยวข้องกับค่าคงที่λโดยนิพจน์ T = logε2 / λ
สารกัมมันตรังสีจะปล่อยรังสีสามชนิดที่เรียกว่าα-, β-และγ-rays รังสีαเป็นนิวเคลียสของฮีเลียมที่มีประจุบวกเท่ากับสองเท่าของประจุมูลฐาน พวกมันถูกขับออกจากนิวเคลียสของอะตอมกัมมันตภาพรังสีด้วยความเร็วสูง (ประมาณ 1.5 X 109 ถึง 2.3 X 109 ซม. / วินาที) รังสีβคืออิเล็กตรอนที่มีความเร็วต่างกันซึ่งอาจเข้าใกล้ความเร็วของแสง รังสีγประกอบด้วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดเดียวกับแสงหรือรังสีเอกซ์ แต่โดยทั่วไปความยาวคลื่นของคลื่นจะน้อยกว่ามากและอาจสั้นถึง 0.01 ในขณะที่การปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีบางส่วนประกอบด้วยรังสีαเกือบทั้งหมดซึ่งมีอำนาจทะลุทะลวงน้อยมาก แต่กัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ จะปล่อยรังสีβ-และγออกมาซึ่งสามารถทะลุผ่านสสารที่มีความหนามากได้
ตระกูลยูเรเนียม - เรเดียม - เรเดียมเป็นสมาชิกของตระกูลยูเรเนียมกล่าวคือเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอะตอมยูเรเนียม มีอายุประมาณ 1,700 ปี […]
อะตอมของแต่ละองค์ประกอบถูกสร้างขึ้นจากอะตอมที่ถูกทำลายขององค์ประกอบก่อนหน้า อะตอมเหล่านี้ไม่สามารถมีอยู่ในธรรมชาติได้นอกจากในแร่ยูเรเนียมเว้นแต่จะเพิ่งถ่ายโอนจากแร่ธาตุดังกล่าวโดยกระบวนการทางเคมีหรือทางกายภาพ เมื่อแยกออกจากแร่ยูเรเนียมพวกเขาจะต้องหายไปการทำลายล้างจะไม่ได้รับการชดเชยจากการผลิต มีเพียงยูเรเนียมและทอเรียมเท่านั้นที่เป็นองค์ประกอบของกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาวมากจนสามารถดำรงอยู่ได้ตลอดช่วงเวลาทางธรณีวิทยาโดยไม่ต้องมีการผลิตใด ๆ
ตามกฎของการเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีในแร่ธาตุที่เก่าแก่มากจะมีสภาวะสมดุลโดยที่อัตราส่วนของจำนวนอะตอมของสารต่างๆจะเท่ากับอัตราส่วนของชีวิตโดยเฉลี่ย อัตราส่วนเรเดียม / ยูเรเนียมอยู่ที่ประมาณ 3.40 X 10-7 ในแร่ธาตุรุ่นเก่า ดังนั้นเราไม่สามารถคาดหวังว่าจะพบแร่ธาตุที่มีเรเดียมในสัดส่วนสูง แต่เรเดียมบริสุทธิ์สามารถเตรียมได้ในปริมาณที่สามารถไตร่ตรองได้ในขณะที่ธาตุกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ ยกเว้นยูเรเนียมและทอเรียมที่สลายตัวอย่างช้าๆจะไม่สามารถเตรียมในปริมาณได้ส่วนใหญ่เนื่องจากมีอยู่ในปริมาณที่น้อยกว่ามาก ยิ่งการแตกตัวของสารกัมมันตภาพรังสีเร็วเท่าใดสัดส่วนของสารกัมมันตรังสีก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น แต่ก็ยิ่งมีกิจกรรมมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเรเดียมจึงออกฤทธิ์มากกว่ายูเรเนียมและ 5 หลายล้านเท่าน้อยกว่าโพโลเนียม 000 เท่า
การฉายรังสีของหลอดเรเดียม - เรเดียมปริมาณเล็กน้อยมักถูกเก็บไว้ในหลอดแก้วปิดผนึกที่เรียกว่า "หลอดเรเดียม" เรเดียมเปล่งรังสีαและรังสีβที่อ่อนแอเท่านั้น รังสีทะลุทะลวงที่ปล่อยออกมาจากท่อเรเดียมมาจากผลิตภัณฑ์การแตกตัวที่ค่อยๆสะสมโดยการเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีของเรเดียม ประการแรกการปล่อยเรดอนหรือเรเดียมก๊าซกัมมันตภาพรังสีคำต่อไปของซีนอนในชุดของก๊าซเฉื่อย ประการที่สองเรเดียม A, B, C เรียกว่า "เงินฝากที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว"; ประการที่สามเรเดียม D, E และเรเดียม F หรือพอโลเนียมเรียกว่า“ เงินฝากที่เปลี่ยนแปลงช้า”; ในที่สุดตะกั่วที่ไม่ใช้งานและฮีเลียมที่สร้างขึ้นในรูปของα-rays
การแผ่รังสีทะลุทะลวงที่รุนแรงของท่อเรเดียมจะถูกปล่อยออกมาโดยเรเดียมบีและซีเมื่อเกลือเรเดียมบริสุทธิ์ถูกปิดผนึกไว้ในท่อกิจกรรมจะเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาประมาณหนึ่งเดือนจนกว่าจะถึงสภาวะสมดุลระหว่างเรเดียมเรดอนและเงินฝากที่ใช้งานอยู่ของ การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเมื่อการผลิตของแต่ละองค์ประกอบเหล่านี้ได้รับการชดเชยด้วยการทำลายล้าง รังสีทะลุทะลวงประกอบด้วยรังสีเอกซ์และในรังสีเอกซ์ซึ่งเป็นที่รู้จักกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการใช้ประโยชน์ในการบำบัด
ปริมาณของเรดอนในสภาวะสมดุลกับหนึ่งกรัมของเรเดียมเรียกว่า "คูรี" ถ้าเรดอนถูกสกัดและปิดผนึกแยกกันในหลอดเรเดียม A, B, C จะสะสมและรังสีที่ทะลุทะลวงสำหรับเรดอนหนึ่งคูรีจะเหมือนกับเรเดียมหนึ่งกรัม แต่กิจกรรมของหลอดเรดอนลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของค่าใน 3.82 วันซึ่งเป็นระยะเวลาของเรดอนในขณะที่กิจกรรมของหลอดเรเดียมยังคงคงที่จริงหลังจากที่บรรลุสมดุลแล้ว ลดลงเพียง 0.4% ใน 10 ปี
ผลของการฉายรังสี - การแผ่รังสีของเรเดียมก่อให้เกิดผลกระทบทั่วไปทั้งหมดของรังสี ( ดู RADIOACTIVITY); การแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซการผลิตความร้อนอย่างต่อเนื่องการกระตุ้นการเรืองแสงของสารบางชนิด (สังกะสีซัลไฟด์ ฯลฯ ) การเปลี่ยนสีของแก้วการกระทำทางเคมี (เช่นการสลายตัวของน้ำ) การถ่ายภาพการกระทำทางชีววิทยา สารประกอบเรเดียมที่พบในความมืดจะแสดงความส่องสว่างที่เกิดขึ้นเองโดยเฉพาะอย่างยิ่งในคลอไรด์หรือโบรไมด์ที่เตรียมสดและพิจารณาจากการกระทำกับเกลือของรังสีในตัวมันเอง
กิจกรรมของเรเดียม- รังสีαที่เป็นของเรเดียมเองมีระยะ 3.4 ซม. ในอากาศที่ 15 ° C และความดันปกติ จำนวนอนุภาคαที่ปล่อยออกมาโดยเรเดียมถูกวัดโดยวิธีการหาจำนวนที่แตกต่างกัน (ประกายไฟหรือห้องนับ) ผลลัพธ์จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 3.40 X 1010 ถึง 3.72 X 1010 อนุภาคต่อวินาที และต่อกรัมของเรเดียม จากข้อมูลนี้สามารถอนุมานอายุการใช้งานเฉลี่ยของเรเดียมได้ รังสีαอีกสามกลุ่มในช่วง 4.1 ซม., 4.7 ซม. และ 7 ซม. ถูกปล่อยออกมาโดยเรดอนและเงินฝากที่ใช้งานอยู่คือเรเดียม A, B, C ความร้อนที่เกิดจากเรเดียมเองคือประมาณ 25 แคลอรี่ต่อชั่วโมงและต่อกรัม สำหรับหลอดเรเดียมที่สมดุลกับผลิตภัณฑ์การแตกตัวที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วการผลิตความร้อนจะอยู่ที่ประมาณ 137 แคลอรี่ต่อชั่วโมงและต่อกรัม ผลกระทบจากความร้อนนี้ส่วนใหญ่เกิดจากการดูดซับพลังงานของα-rays
