دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره عنصر رادیوم (Ra)
رادبوم، (به انگلیسی : Radium) با علامت اختصاری Ra و عدد اتمی ۸۸، عنصری از جدول تناوبی در دسته فلزهای قلیایی خاکی است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
رادیوم (Radium)، عنصری شیمیایی و رادیواکتیو و به رنگ سفید درخشان است. این عنصر سنگین‌ترین عنصر در این گروه است. از رادیوم به عنوان سوخت هسته ای نیز استفاده می‌شود. این عنصر جزو کشفیات ماری کوری می‌باشد.
شناسنامه رادیوم
عدد اتمی : ۸۸
جرم اتمی : ۲۲۶.۰۲۵۴
نقطه ذوب : C° ۷۰۰
نقطه جوش : C° ۱۷۰۰
ظرفیت : ۲
رنگ : سفید نقره ای
حالت استاندارد : جامد دیا مغناطیس
نام گروه : ۲
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 509.3
شکل الکترونی : Rn7s2
شعاع یونی : Å ۱.۴۳
الکترونگاتیوی: ۰.۹
حالت اکسیداسیون: ۲
دانسیته : ۵.۵
گرمای فروپاشی : Kj/mol 8.5
گرمای تبخیر : Kj/mol 113
مقاومت الکتریکی : Ohm m 100
گرمای ویژه: J/g Ko 0.12
دوره تناوبی : ۷
تاریخچه رادیوم
عنصر رادیوم در سال ۱۸۹۵ توسط ماری کوری و پیر کوری کشف شد. ماری کوری تکه ای از فلز اورانیم را در لای کاغذ سفیدی گذاشته بود و سپس آنرا بر روی نگاتیو فیلم نورندیده ای گذاشت و در فردای آن روز دید که نگاتیو فیلم انگار که نور دیده باشد سیاه شده‌است و فهمید که پرتوهایی از آن تکه اورانیم خارج شده‌اند و از کاغذ عبور کرده‌اند و باعث سیاه شدن نگاتیو شده‌اند.
سپس در فردای آن روز همین کار را با یک سنگ پیچبلنده انجام داد و در فردای آن روز نگاتیو با شدت بسیار بیشتری سیاه شد.
در نتیجه او فهمید که عنصری بسیار رادیواکتیو تر از اورانیم و ناشناخته در ان سنگ وجود دارد. سپس آن دو با هم به جستجوی آن پرداختند و رادیوم را کشف کردند. پس از مدتی این عنصر به طور رسمی شناخته شد.
ایزوتوپ های رادیوم
رادیوم ، ۲۵ ایزوتوپ گوناگون دارد که چهار تا از آنها در طبیعت یافت می‌شوند که رادیوم ۲۲۶ بیشترین و پایدارترین آنهاست. Ra223 ، Ra224 ، Ra226 و Ra228 همه از تجزیه عنصر U یا Th بوجود می‌آیند. Ra226 محصول تجزیه عنصر U238 بوده که طولانی‌ترین عمر ایزوتوپی رادیوم با نیم عمر ۱۶۰۲ سال را داراست. بعد از آن طولانی‌ترین عمر ایزوتوپی متعلق به Ra228 است که با نیمه عمر ۶.۷ سال می‌باشد که حاصل تجزیه عنصر Th232 است.
خاصیت رادیواکتیوی رادیوم
رادیوم حدودا ۱ میلیون برابر اورانیوم خاصیت رادیو اکتیوی دارد. تجزیه رادیوم در شش مرحله انجام می‌گیرد. محصولات اصلی و متوالی رادیوم که مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته‌اند، Emanation یا Exradio نام دارند: Radium A ، B ، C و … . (emanation یک گاز سنگین است و محصولات دیگر آن جامد می‌باشند.)
این عناصر که وزن اتمی آنها مقداری کمتر از وزن عناصر دیگر می‌باشد، عناصری ناپایدار هستند.
رادیوم در هر ۲۵ سال ۱% از فعالیت خود را از دست می‌دهد، چراکه به عناصری با وزن اتمی کمتر تبدیل می‌شود. سرب ، آخرین محصول تجزیه رادیوم می‌باشد. کوری واحد اندازگیری خاصیت رادیو اکتیوی می‌باشد که میزان تجزیه آن برابر با تجزیه یک گرم رادیوم ۲۲۶ است.
ویژگی های رادیوم
عنصر رادیوم که سنگین‌ترین فلزات قلیایی خاکی می‌باشد، بسیار رادیو اکتیو بوده و از نظر شیمیایی به فلز باریم شباهت دارد. این فلز به‌صورت ترکیبی و در مقادیر بسیار کم در معادل اورانیوم یافت می‌شود. آماده سازی رادیوم برای نگهداری آن در دماهای بالاتر از دمای محیط با توجه به تششعات آلفا ، بتا و گامای رادیوم بسیار قابل توجه می‌باشد. همچنین رادیوم اگر در مجاورت برلیوم قرار بگیرد، نوترون تولید می‌کند.
فلز رادیوم به‌صورت خالص به رنگ سفید براق می‌باشد که در مجاورت هوا به رنگ سیاه تغییر می‌یابد. (احتمالا این عمل به‌دلیل وجود ساختارهای نیتریدی آن رخ می‌دهد) رادیوم فلزی درخشان بوده و رنگ آبی کمرنگ از خود ساطع می‌کند. همچنین در آب تجزیه شده و هیدرواکسید رادیوم را می‌سازد که مقداری از باریم فرارتر است.
کاربردهای رادیوم
• موارد استفاده عملی از رادیوم به خواص رادیواکتیوی آن برمیگردد. البته برخی از ایزوتوپ های رادیواکتیوی که اخیرا کشف شده‌اند، مانند کبالت ۸ و سزیم ۱۳۷ جایگزین رادیوم شده‌اند، چرا که بیشتر آنها قدرتمندتر بوده و کار کردن با آنها ساده‌تر و ایمن‌تر است.
• یک گرم رادیوم ، روزانه به مقدار ۰.۰۰۰۱ میلی‌گرم گاز رادون از خود ساطع می‌کند که در درمان سرطان‌ها موثر است.
• رادیوم قبلا به‌صورت شب‌نما)) در ساعت ها و ابزارهای شماره گیر استفاده می‌شد. البته امروزه این کاربرد به‌دلیل زیاد شدن تاثیرات منفی که به خاصیت رادیواکتیوی آنها برمیگردد، منسوخ شده است.
• رادیوم به‌عنوان یک منبع نوترونی با انرژی زیاد در مطالعات فیزیکی کاربرد دارد.
• رادیوم ( معمولا به‌صورت کلرید رادیوم) برای تولید گاز رادون که در درمان سرطان‌ها موثر است، در پزشکی کاربرد دارد.
• کوری که واحد SI برای اندازه گیری خاصیت رادیو اکتیوی می‌باشد، بر اساس رادیوم ۲۲۶ قرار داده شده است.
• رادیوم که از بزرگترین عناصر می‌باشد، همچنین در منابع نوترونی به‌صورت ترکیبی با Francium بکار برده می‌شود.
استفاده‌های پزشکی
استفاده از رادیوم در زمینه پزشکی در قرن ۱۹ آغاز شد و از خود اثرات شفا بخشی را در درمان بسیاری از اختلالات نشان داد. با این حال، استفاده از رادیوم برای درمان اختلالات روانی و روماتیسم باعث به وجود آمدن خطراتی برای سلامتی شد و عوارض خطرناکی را از خود نشان داد و استفاده از آن، تا زمانی که تحقیقات مداومی در مورد آن، ایمن بودن استفاده از رادیوم را تأیید کرد، ممنوع بود. از آن جا که رادیوم، اشعه گاما از خود ساطع می‌کند، از آن در درمان سرطان استفاده می‌شود.
لازم به یاد آوری است که، رادیوم برمید، یک ترکیب اساسی و حیاتی است که در پزشکی کار برد گسترده‌ای دارد، که در درجه اول برای درمان سرطان‌های خوش خیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای درمان، هم چنین از ترکیب برمید رادیوم با کلرید رادیوم استفاده می‌شود. درمان با استفاده از تابش پرتوهای رادیو اکتیو، در بسیاری از بیمارستان‌ها به کمک عنصر رادون ( با عدد اتمی ۸۶) انجام می‌شود، که رادون از طریق تجزیه اورانیوم تولید می‌شود.
در سال ۲۰۰۶ تزریق کلرید رادیوم ۲۲۴ برای درمان اسپوندیلیت آنکیلوزان (که عبارت است از یک بیماری مفصلی پیش رونده، مزمن و خود ایمنی که اغلب ستون فقرات و استخوان‌های لگن را در گیر می‌سازد و بیمار به دلیل التهاب و سفتی ستون فقرات ممکن است حالت «خم شدن به جلو» داشته باشد) در آلمان به تصویب پزشکان رسید. اما در حال حاضر از این نوع درمان استفاده نمی‌شود.
در ایالات متحده آزمایشاتی برای تولید بیسموت ۲۱۲ و سرب ۲۱۲ از اورانیوم ۲۲۴ انجام شده است و پادتن‌های تولید شده با این دو محصول در درمان ملانوم و سرطان تخم دان مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پادتن‌های رادیو اکتیو، سطح سلول سرطانی را مورد هدف قرار می‌دهند و ذرات بتای ساطع شده از سرب ۲۱۲ و ذرات آلفا از بیسموت – ۲۱۲ قادر به از بین بردن خود سلول های سرطانی هستند. از این روش برای درمان ایمن سلول‌های بنیادی در مقابل سرطان استفاده می‌شود.
هشدارها
رادیوم ، سمی است. رادیوم به شدت رادیو اکتیو بوده و محصول تجزیه آن ، رادون ، برای شش بسیار کشنده است از آنجا که رادیوم با کلسیم در ارتباط است، می‌تواند صدمات جدی را بدلیل جایگزینی در استخوان بوجود آورد. استنشاق ، تزریق و یا تماس بدنی با رادیوم می‌تواند موجب سرطان شده و مشکلات جسمی دیگری را بوجود آورد. رادیوم ذخیره شده باید به هوا داده شود تا از جمع شدن و انباشتگی رادون جلوگیری به عمل آید.
انرژی ساطع شده از رادیوم ، گازها را به یون تبدیل می‌کند، بر روی صفحات عکاسی تاثیر می‌گذارد، باعث بوجود آمدن زخم بر روی پوست می‌شود و تاثیرات دیگری را نیز بر جای می‌گذارد. میزان این تاثیرات به مقدار رادیوم موجود بستگی دارد، نه ترکیب شیمیایی آن.
پیشنهادی: همه چیز درباره عنصر اورانیومعنصر رادیوم _ دانشچی
