Радий

Радий
Кем хөрмәтенә аталған	Радиоактив тарҡалыу
Асыусы йәки уйлап табыусы	Мария Склодовская-Кюри һәм Пьер Кюри
Асыу датаһы	1898
Элемент символы	Ra
Химик формула	Ra
Каноническая формула SMILES	[Ra]
Атом һаны	88
Электронная конфигурация	[Rn] 7s²
Электр кирелеге	0,9
Ионный радиус	1,48 ангстрем һәм 1,7 ангстрем
Әселәнеү дәрәжәһе	2
Радий Викимилектә

Радий — 2-се төркөм элементы (иҫке классификация буйынса — икенсе төркөмдөң төп төркөмсәһе), Д. И. Менделеев химик элементтарының периодик системаһында етенсе периоды, атом номеры 88. Ra (лат. Radium) символы менән билләләнә. Ябай матдә радий — һауала тиҙ тоноҡлана торған көмөш аҡ төҫтәге ялтыр металл. Һелтеле ер металдарына ҡарай, юғары химик активлыҡҡа эйә. Радиоактив; иң тотороҡлоһо — нуклид 226Ra (ярым тарпҡалыу осоро яҡынса 1600 лет).

Тарихы

Француз ғалимы Пьер һәм Мария Кюри табып уран уран мәғдәненән айырылғандан һуң тороп ҡалған ҡалдыҡ (Чехияның Иоахимстальҡалаһында сығарылған уран ыҫмалаһы) таҙа уранға ҡарағанда радиоактивыраҡ икәнен аңлай. Бер нисә йыл көсөргәнешле эшләгәндән һуң, был радиоактив ҡалдыҡтарҙан ирле-ҡатынлы Кюри ике көслө радиоактив: полоний һәм радий элементтарын айыра. Радий элементын асыу тураһында Кюри тәүге тапҡыр (барий менән ҡушымта рәүешендә) 1898 йылдың 26 декабрендә Франция фәндәр академияһында хәбәр итә. 1910 йылда һәм Мария Кюри һәм Андре Дебьерн терегөмөш катодында радий хлоридының электролизы һәм водородта артабанғы дистилляция юлы менән таҙа радий айырып ала. Айырылып сыҡҡан элемент, хәҙер билдәле булыуынса, радий-226 изотобы уран-238 тарҡалыу продукты. Радий һәм полонийҙы асҡан өсөн ирле-ҡатынлы Кюри Нобель премияһына лайыҡ була. Уран-238 изотобы радиоактив тарҡалғандан һуң, күп аралаш стадияларҙа радий барлыҡҡа килә һәм шуның өсөн уран мәғдәнендә бик аҙ дәрәжәлә генә була.

Рәсәйҙә радий тәүге тапҡыр билдәле совет радиохимигы В. Г. Хлопин эксперименттарында алына. 1918 йылда Дәүләт рентген институты базаһында Радий бүлеге ойошторола, һәм 1922 йылда ул айырым фәнни институт статусын ала. Радий институтының төп мәсьәләләренең береһе радиоактив элементтарҙы, тәү сиратта — радийҙы тикшереү була. Яңы институттың директоры В. И. Вернадский, уның урынбаҫары — В. Г. Хлопин була, институттың физика бүлеген Л. В. Мысовскийетәкләй.

Радийҙың радиоактив тарҡалыу осоронда барлыҡҡа килгән радионуклидтар, уларҙың химик танылыуы башҡарылғанға тиклем, радий А, радий В, радий С һ. б. атамалар алды. Хәйер, әле билдәле булыуынса, улар башҡа химик элементтар изотоптары икән, йола буйынса уларҙың тарихи барлыҡҡа килгән исемдәреҡайһы саҡта ҡулланыла:

	Изотоп
Радий Эманация	222 Rn
Радий A	218 Po.
Радий B	Ҡурғаш 214 Pb
Радий C	214 Bi
Радий C	214 Po.
Радий C	210 Tl
Радий D	Ҡурғаш 210 Pb
Е Радий	210 Bi
Радий F	210 Po

Ирле-ҡатынлы Кюри хөрмәтенә секундына 3,7·10¹⁰ тарҡалышҡа, йәки 37 ГБк-ға тигеҙ, ә алдараҡ 1 грамм радий-226 әүҙемлеге нигеҙләнгән, «кюри» (Ки) сығанағы радиоактив әүҙемлегенең системанан тыш берәмеге аталған. Әммә аныҡланған үлсәмдәр менән асыҡланғанса, 1 Ки-ға ҡарағанда 1 г радий-226-ның әүҙемлеге яҡынса 1,3 % әҙерәк булғанлыҡтан, әлеге ваҡытта был берәмек секундына 37 миллиард тарҡалаыш (теүәл) булараҡ билдәләнә.

Исеменең килеп сығышы

Атамаһы «радий» Ra атомдары ядроһы (лат. radius — нурҙар) нурландырыуы менән бәйләнгән.

Тәбиғәттә табылыуы

Радий бик һирәк осрай. Уның асыу ваҡытынан алып — быуаттан ашыу — бөтә донъяла бары тик 1,5 кг таҙа радий ғына табылды. Ирле-ҡатынлы Кюри тапҡан бер тонна уран ыҫмалаһы радий-226-ның яҡынса 0,1 г ғына тәшкил итә. Бөтә тәбиғи радий радиогенлы — уран-238, уран-235 йәки торий-232 тарҡалыуы осоронда барлыҡҡа килә; тәбиғәттә табылған дүрт иң таралған һәм оҙаҡ йәшәгән изотоп (ярым тарҡалыш дәүере 1602 йыл) булып уран-238 радиоактив рәтенә ингән радий-226 тора. Уның йөкмәткеһе мөнәсәбәттәрҙең Мәғдәндә уран-238 һәм уран-226-ның миҡдары мөнәсәбәттәре уларҙың ярым тарҡалышы осоронда тигеҙлегенә: (4,468·10⁹ йыл)/(1602 йыл)=2,789·10⁶ тигеҙ. Шулай итеп, тәбиғәттәге урандың һәр өс миллион атомына радийҙың тик бер атомы тура килә; радийҙың кларк һаны (ер ҡабығындағы күләме) ~1 мкг/т тәшкил итә.

Радийҙың бөтә тәбиғи изотоптары таблицала күренә:

Изотоп	Тарихи исемдәре	Ғаиләһе	Ярым тарҡалышы осоро	Тарҡалыш типтары	Бүлендек изотоп (тарихи исеме)
Радий-223	актиний Х (AcX)	уран-235 рәте	11,435 көн	α	радон-219 (актинон, An)
Радий-224	торий Х (ThX)	торий-232 рәте	3,66 көн	α	радон-220 (торон, Tn)
Радий-226	радий (Ra)	уран-238 рәте	1602 йыл	α	радон-222 (радон, Rn)
Радий-228	I мезоторий (MsTh1)	торий-232 рәте	5,75 йыл	β	актиний-228 (мезоторий II, MsTh2)

Радийҙың геохимияһы күп ваҡытта ураедың миграция һәм концентрация үҙенсәлектәре, шулай уҡ радийҙың —әүҙем һелтеле ер металының үҙенең химик составы менән билдәләнә. Радийҙың тупланыуына концентрирование килтергән процестар араһында иң тәүҙә радий концентрацияланған тәрән булмаған урындарҙа геохимик ҡамасауҙар барьер формалашыуына күрһәтер кәрәк. Мәҫәлән, әсеү окисление зонаһындағы сульфатлы барьерҙар булыуы мөмкин. Түбәндән әсеү зонаһынан күтәрелгән радийлы хлоридлы көкөрт-водородлы һыуҙар сульфатлыға әйләнәләр, радий сульфаты BaSO 4 һәм CaSО4 менән, бергә тона һәм шунда ул ысынында иремәүсән радондың даими сығанағына әйләнә. Урандың бик юғары миграция һәм тупланыу һәләте арҡаһында гидротермаларҙа, күмерҙә, битумда, күмерле һәүерташтарҙа, ҡомлоҡтарҙа, торфлы урындарҙа, фосфориттарҙа, көрән тимерҙә, балыҡтарҙың һөйәк ҡалдыҡтары ҡушылған балсыҡтарҙа (литофациялар) уран мәғдән ойоштормалары типтары формалаша. Күмерҙәрҙе яндырғанда, көл һәм шлактар ²²⁶Ra-менән байытылалар. Шулай уҡ фосфат тоҡомдарында ла радий юғары кимәлдә.

Уран һәм торийҙың тарҡалыуы һәм нефть һыйҙырған тоҡомдарҙағы матдәләрҙең иреп һыу менән әкренләп аҫҡа һарҡып төшөүе выщелачивание һөҙөмтәһендә даими рәүештә радий радионуклиды барлыҡҡа килә. Статик хәлдә нефть тәбиғи тоҙаҡта тора, нефть һәм уға терәлеп тороусы һыу араһында радий менән алмашыу юҡ (һыу—нефть контакт зонаһынан башҡа), шуның һөҙөмтәһендә нефттә радий кәрәгенән артығыраҡ була. Ятҡылыҡтарҙы эшкәрткәндә ҡатлам пластовый һәм өрҙөрөп тултырылған һыуҙар көсөргәнешле рәүештә нефть ҡатламдарына инә, һыу—нефть айырғысы өҫтө ҡырҡа арта, һәм һөҙөмтәлә радий фильтрланыусы һыу ағымы менән китә. Сульфат-иондар юғары кимәлдә булғанда, һыуҙа ирегән радий һәм барий Ва(Ra)SО 4 радиобарит рәүешендә торба, арматура, резервуар йөҙөнә ҡатлам булып ултыра. 226 Rа һәм 228 Rа буйынса һыу-нефть ҡатышмаһы йөҙөнә ятыусы типик күләм әүҙемлеге 10 Бк/л (шыйыҡ радиоактив ҡалдыҡтарға тура килә) булыуы мөмкин.

Радийҙың төп массаһы тау тоҡомдарында сәселгән торошта. Радий — ер ҡабығы массаһының яртыһын тәшкил итеүсе ялан шпаты шунан торған һелтеле һәм һелтеле ер тоҡомдарын барлыҡҡа килтереүсе элементтарҙың химик аналогы. Калийлы ялан шпаты — төп минералдары гранит, сиенит, гранодиорит һ. б. — әсе магматик тоҡомдарҙы барлыҡҡа килтереүсе төп минералдарҙың береһе. Граниттарҙың, уларҙа уран булғанлыҡтан, фондан бер ни тиклем юғарыраҡ тәбиғи радиоактивлыҡҡа эйә булыуы билдәле. Урандың кларкы 3 г/т артмаған хәлдә лә, гранитта ул 25 г/т тәшкил итә. Әммә әгәр радийҙың химик аналогы булыусы киңерәк таралған барий бик һирәк осраусы калий-барий ялан шпаттары (гиалофан) составына инә, ә «саф» барий ялан шпаты, BaAl 2 Si 2 O 8 цельзиан минералы бик һирәк икән, радий ялан шпаттары һәм минералдары барлыҡҡа килтерерлек радий тупланмаһы, ғөмүмән, радийҙың ярым тарҡалыуының бик ҡыҫҡа булыуы арҡаһында, йыйылып өлгөрмәй. Радий радонға тарҡала, грунт һыуҙары менән күҙәнәктәргә һәм ваҡ йырыҡтарға һарҡып йыуыла. Ҡайһы берҙә тәбиғәттә составында уран булмаусы йәш радий минералдары осрай, мәҫәлән, радиобарит һәм радиокальцит, ул радий менән байытылған иретмәләрҙең кристаллашыуы мәлендә (еңел иреүсән икенсел уран минералдары эргәһендә), изоморфизм арҡаһында, радий барий һәм кальций менән бергә ҡушылып кристаллаша.

Изотоптары

201-ҙән алып 235-кә тиклемге масса һандары диапазонында радийҙың 35 изотопы билдәле. 223 Ra, 224 Ra, 226 Ra, 228 Ra изотоптары, уран-238, уран-235 һәм торий-232 радиоактив рәттәренең вәкиле булып, тәбиғәттә осрап тора. Башҡа изотоптарын яһалма юл менән алырға мөмкин. Радий башҡа билдәле изотоптарының күпселеге төп әсә ядроһы менән сағыштырғанда, 4 бәләкәй ауырлыҡ масса һаны менән радон изотоптарпына альфа-тарҡалыш кисерә. Радийҙың нейтрон-дефицитлы изотоптары шулай уҡ тағы ла позитрон эмиссияһы менән йәки орбиталь электрон эләктереп, бета-тарҡалыуҙың өҫтәмә каналына эйә; шул иҫәптән, әсә ядроһындағы кеүек масса һанына эйә франций изотобы барлыҡҡа килә. Радийҙың нейтрон артыҡ изотоптарының (масса һандары диапазоны 227-нән 235-кә тиклем) фәҡәт бета-минус-тарҡалыу ғына асылған; ул әсә ядроһындағы һымаҡ шул уҡ масса һанлы актиний ядролары ойошторолғанда була. Радийҙың ҡайһы бер изотоптары (221 Ra, 222 Ra, 223 Ra, 224 Ra, 226 Ra) линиялары янында бета-тотороҡлолоҡ линияһына яҡын, альфа-тарҡалыуҙан тыш, углерод ядроһы-14 өҫтөнән электрондар айырылып сығыу күренеше испускание һәм әсә ядроһына ҡарағанда масса һаны 14-кә кәмерәк ҡурғаш ядроһы ойошторолоу менән (мәҫәлән, 222 Ra → 208 Pb+14 C) кластер әүҙемлеген күрһәтә, хәйер, был процестың ихтималлылығы, альфа-тарҡалыуға ҡарата 10−8 10… −10 >% ҡына тәшкил итә. Радий изотоптарының ҡайһы беренең радиоактив үҙенсәлектәре:

Масса һаны	Ярым тарҡалыш периоды	Тарҡалыш тибы
213	2,73(5) мин.	α (80±3%)
219	10(3) мс	α
220	17,9(14) мс	α
221	28(2) с	α
222	33,6(4) с	α
223 (AcX)	11,4377(22) тәүлек	α
224 (ThX)	3,6319(23) тәүлек	α
225	14,9(2) тәүлек	β−
226	1600(7) йыл	α
227	42,2(5) мин.	β−
228 (MsTh 1)	5,75(3) йыл	β−
230	93(2) мин.	β−

Эшкәртеп алыу

XX быуат башында саф радий алыу ҙур хеҙмәт талап иткән. Мария Кюри, бөртөк кенә саф радий табыу маҡсатында 12 йыл эшләй. Бары таҙа радий алған өсөн 1 г саф радий алыу өсөн, бер нисә вагон уран мәғдәне , 100 вагон күмер, 100 цистерна һыу һәм 5 вагон төрлө химик матдәләр кәрәк булған. Шуға күрә XX быуат башына донъяла унан да ҡиммәтле металл булмай. 1 г радий өсөн 200 кг-дан артыҡ алтын түләргә кәрәк булған.

Ғәҙәттә радий уран мәғдәненән сығарыла. Мәғдәндәрҙә, уран бер нисә уран-238 рәтендә быуаттар дауамында радиоактив тигеҙлек урынлаштырыу өсөн байтаҡ иҫке бер тонна уранға 333 миллиграмм радий-226 тура килә.

Шулай уҡ радийҙы уранлы минералдарҙан йәки радиоактив тәбиғи һыуҙарҙан шыйыҡса менән иретеп сығарыу ысулы менән радий алып була. Улар составында радий 7,5×10−9 г/г-ға етергә мөмкин. Мәҫәлән, хәҙерге Коми Республикаһы Ухтинский районы Водный ҡасабаһы урынында 1931 йылдан алып 1956 йылға тиклем Ухта ятҡылығындағы ер аҫты минералләшкән һыуҙарынан радийҙы айырып алыусы донъялағы берҙән-бер «Водный промысел» предприятиеһы эшләгән.

Шул заводтың вариҫы («Прогресс» Ухта электрокерамик заводы асыҡ акционерҙар йәмғиәте (ААЙ) прхивта һаҡланған документтарға анализ эшләнгәндә, ябылғанға тиклем, "Водный промысл"да барлығы яҡынса 271 г радий сығарылған, тип иҫәпләгәндәр. 1954 йылда радийҙың донъяла табылған запасы 2,5 кг тип баһалана. Шулай итеп, 1950-се йылдар башына яҡынса радийҙың һәр унынсы грамы "Водный промысл"да алынған.

Физик һәм химик үҙенсәлектәре

Ғәҙәти шарттарҙа радий һауала ҡарая торған ялтырауыҡ аҡ металл (моғайын, нитрид радийҙың барлыҡҡа килеүе арҡаһында). Һыу менән реакцияға инә. Үҙен барий һәм стронций кеүек тота, әммә химик яҡтан әүҙемерәк. Ябай окисланыу дәрәжәһе — +2. Ra(OH)₂ радий гидроксиды — көслө, коррозия нигеҙе.

Көслө радиоактивлығы арҡаһында радийҙың бөтә берләшмәләре лә зәңгәрерәк ут булып яҡтыра (радиохемилюминесценция), был ҡараңғыла яҡшы һиҙелә, ә уның тоҙҙарының һыу иретмәләрендә радиолиз барлыҡҡа килә.

Организмға тәьҫире

Радий, изотоп составынан сығып, айырыуса зәһәр ағыулы радиотоксичныйю. Кеше организмында ул үҙен кальций һымаҡ тота — организмға ингән радийҙың яҡынса 80 % һөйәк туҡымаһында туплана. Радийҙың ҙур концентрациялары остеопороз тыуҙыра, үҙенән-үҙе һөйәк һыныуына, һөйәк һәм ҡан барлыҡҡа килтереүсе туҡыманың яман шешенә килтерә. Шулай уҡ радон— радий тарҡалғанда барлыҡҡа килеүсе газ формаһындағы радиоактив продукт та хәүеф тыуҙыра.

Преждевременная смерть Мария Склодовская-Кюри ваҡытынан алда вафат булыуы ла радий менән хроник ағыуланыу эҙемтәһе, сөнки ул заманда нурланыу хәүефлелеге аңлашылып етмәгән була.

Ҡулланылышы

XX быуат башында составында радий булған аҙыҡ-түлек репликалары, Мария Кюри музейының витринаһы, Париж

Радий ярҙамында йылытыу: 21 быуат камины. 1910 йылғы француз карточкаһы

XX быуат башында радий файҙалы тип һаналған һәм күп кенә аҙыҡ-түлек һәм көнкүреш әйберҙәре составына: икмәк, шоколад, эсәр һыу, теш пастаһы, пудра һәм бит кремдарына иншгән, тонусты һәм потенцияны күтәреү сараһы булараҡ ҡулланылған.

Хәҙерге ваҡытта ҡайһы саҡта радийҙы нейтрондарҙың компакт сығанаҡтарында ҡулланалар, бының өсөн ул ҙур булмаған күләмдә бериллий менән иретелә. Альфа-нурланыш (гелий-4 ядролары) тәьҫирендә бериллийҙан нейтрондар ҡыҫырыҡлап сығарыла:

${\mathsf {^{9}Be+_{2}^{4}\alpha \to ^{12}C+^{1}n}}.$

Медицинала радийҙы радон сығанағы булараҡ радон ванналары (хәҙерге ваҡытта уларҙың файҙалы булыу-булмауы бәхәстәр тыуҙыра) әҙерләү өсөн ҡулланалар. Бынан тыш, радийҙы тире ауырыуҙарының яман шешен, танауҙың, енси-һейҙек трактының лайлалы ҡатламын дауалағанда ҡыҫҡа ваҡытлы нурланыш өсөн ҡулланалар.

Әммә әлеге ваҡытта был маҡсаттар өсөн тиҙләтеүселәрҙә һәм ядро реакторҙарында алынған кәрәкле үҙенсәлеккә эйә радионуклидтар бар, мәҫәлән, Кобальт-60 Co (T 1/2 = 5,3 йыл), Цезий-137 Cs (T 1/2 = 30,2 йыл), Тантал-182 Ta (T_1/2 = 115 тәүлек), Иридий-192 Ir (T 1/2 = 74 тәүлек), Алтын-198 Au (T 1/2 = 2,7 тәүлек)

Совет армияһы компасы. Һары буяу эсендә радий бар

1970 йылдар башына тиклем йыш ҡына радий даими янып тороусы буяуҙар әҙерләү өсөн (корттта һәм диңгеҙ һәм авиация приборҙарының, махсус сәғәттәрҙең циферблатын тамғалағанда) ҡулланыла, әммә хәҙер уны аҙыраҡ хәүефле изотоптар: тритий (T 1/2 = 12,3 йыл) йәки 147 Pm (T 1/2 = 2,6 года) менән алмаштыралар. Ҡайһы ваҡыт радий яҡтыртыусы состав менән граждандарға тәғәйенләнгән сәғәттәр, шул иҫәптән ҡул сәғәттәре лә сығарылған. Шулай уҡ көнкүрештә ҡайһы бер боронғо шыршы уйынсыҡтарында, рычажок осон яҡтырта торған тумблерҙарҙа, һәм башҡа ҡайһы бер иҫке радиоалғыстар шкалаларында осратырға мөмкин. Совет производствоһының даими яҡтыртыу составына хас билдәләр — горчица-һары төҫтәре-һары төҫтәге, ҡайһы берҙә төҫ башҡа ла (аҡ, йәшкелт, ҡара-һары һ. б.) була. Бындай приборҙарҙың ҡурҡынысы шунда тора, уларҙа иҫкәртеү билдәһе юҡ, уларҙы дозиметр ярҙамында ғына асыҡлап була. Альфа-нурланыш аҫтында люминофор боҙола, һәм йыш ҡына буяу яҡтыртмай, бының менән уның, әлбиттә, ҡурҡынысы кәмемәй, сөнки радий бер ҡайҙа ла китмәй. Боҙолған буяу ҡойола, һәм уның өлөшсәләре, аш-һыу йәки тын аша организмға эләгеп, альфа-нурланыш арҡылы организмды зарарларға һәләтле.

Әҙәбиәт

• Погодин С. А., Либман Э. П. Как добыли советский радий / Под ред. чл.-корр. АН СССР В. М. Вдовенко. — М.: Атомиздат, 1971. — 232 с. — (Научно-популярная библиотека Атомиздата). — 25 000 экз. (обл.)
• Погодин С. А., Либман Э. П. Как добыли советский радий / Под ред. чл.-корр. АН СССР В. М. Вдовенко. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Атомиздат, 1977. — 248 с.

Һылтанмалар

• Радий на Webelements
• Радий в Популярной библиотеке химических элементов 2009 йыл 21 февраль архивланған.