Radium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radium-226 avsatt ved galvanisering på et ark av kobber og belagt polyuretan for å forhindre oksidasjon . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Posisjon i det periodiske systemet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Ra | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Etternavn | Radium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomnummer | 88 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periode | 7 th periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blokkere | Blokker s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Alkalisk jordmetall | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfigurasjon | [ Rn ] 7s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroner etter energinivå | 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementets atomiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 226.0254 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic radius (calc) | 215 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent radius | 221 ± 14.00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oksidasjonstilstand | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet ( Pauling ) | 0,9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oksid | Sterk base | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 5.278423 eV | 2 e : 10.14715 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkle kroppsfysiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vanlig tilstand | Solid ikke-magnetisk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumisk masse | 5 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystallsystem | Kubisk sentrert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farge | Metallisk sølvhvit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusjonspunkt | 696 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kokepunkt | 1736,85 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusjonsenergi | 37 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar volum | 41,09 × 10-6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Damptrykk | 327 Pa ved 973 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massiv varme | 94 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termisk ledningsevne | 18,6 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diverse | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.293 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EC | 231-122-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioelement med bemerkelsesverdig aktivitet |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheter av SI & STP med mindre annet er oppgitt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den radium er den grunnstoff av ordenstall 88, symbol Ra.
Det er helt hvitt i utseende, men blir mørkere når det utsettes for friluft. Radium er et jordalkalimetall som er tilstede i svært små mengder i uranmalm . Det er ekstremt radioaktivt med halveringstiden til den mest stabile isotopen ( 226 Ra) er 1600 år. Det gir radon som et forfallsprodukt.
Marie Curie og ektemannen Pierre oppdaget det i 1898 ved å trekke ut pitchblende , en uranmalm . Ordet radium er laget fra den latinske radiusen ( "radius" ), sammen med ordet radioaktivitet .
Radium ble oppdaget av Marie Skłodowska-Curie og hennes ektemann Pierre Curie den21. desember 1898, i uranittmalm . Under studiet av dette mineralet hadde Curies ekstrahert alt uran, bare for å oppdage at resten fortsatt var sterkt radioaktiv. IJuli 1898, trekker de ut fra pitchblende et element som kan sammenlignes med vismut , som viser seg å være polonium . Deretter skiller de en radioaktiv blanding som hovedsakelig består av to komponenter: bariumforbindelser , som gir en strålende grønn flamme, og en ukjent radioaktiv forbindelse som gir spektrale linjer med karminfarge, som aldri tidligere var beskrevet. Curies finner at denne radioaktive forbindelsen er veldig lik bariumforbindelser , men mindre løselig. Dette tillot Curies å isolere denne radioaktive forbindelsen og oppdage et nytt grunnstoff, radium.
The Curies kunngjorde sin oppdagelse til Academy of Sciences den26. desember 1898.
Elementet ble døpt "radium" rundt 1899. Ordet er dannet på den latinske radiusen , stråling, for å huske den sterke radioaktive strålingen til dette elementet.
Radium ble isolert i metallisk form i 1910 av Marie Curie og André-Louis Debierne i laboratoriet sitt på Municipal School of Industrial Physics and Chemistry (i dag ESPCI Paris ). De fortsatte til en elektrolyse av radium-løsning (RACL 2 ) på en katode av kvikksølv , for derved å frembringe et amalgam . Dette amalgamet ble deretter oppvarmet i en hydrogenatmosfære for å fjerne kvikksølv, og etterlot det rene radiumet i metallisk form. Samme år isolerte E. Eoler også radium ved termisk nedbrytning av radiumazid, Ra (N 3 ) 2 .
Den første industrielle produksjonen av radium i metallisk form ble utført av Biraco, et datterselskap av Union minière du Haut Katanga (UMHK), i fabrikken i Olen i Belgia.
Den historiske enheten for radioaktivitet, curie (til ære for Pierre Curie som døde i 1906) tilsvarer radioaktiviteten til ett gram radium 226 Ra, eller 37 giga becquerels (37 × 10 9 Bq ). I 1911 , Marie Curie vant Nobelprisen i kjemi "i anerkjennelse av hennes bidrag til utviklingen av kjemi for å ha oppdaget radium og polonium, har isolerte radium, og etter å ha studert naturen og forbindelser av denne bemerkelsesverdige element".
Det er den tetteste av jordalkalimetallene som den deler egenskaper med (oppførsel som er ganske lik beryllium , magnesium , kalsium , strontium og barium ) som forklarer dens miljøkinetikk eller metabolisme . Elementet som er nærmest det er barium (et annet toverdig kation ), men radium er mindre godt studert på grunn av strålingsbeskyttelsesbegrensningene på grunn av dets radioaktivitet.
Fysiske egenskaperNytilberedt, rent radium er hvitt og skinnende, men det blir svart når det utsettes for luft (antagelig ved dannelse av Ra 3 N 2 nitrid ). Tettheten er 5,5 g / cm 3 , høyere enn barium. Dets smeltepunkt er dårlig bestemt, mellom 700 og 960 ° C , og fordampningen temperatur er 1737 ° C . Disse to verdiene er litt lavere enn barium, noe som tilsvarer den generelle tendensen til elementene i gruppe 2.
Som barium, radium former, under normale temperatur- og trykkbetingelser, en sentrert kubisk krystallgitteret , med en cellestørrelse på 514,8 picometer .
Radium er selvlysende (det avgir en svak blå farge), og det er litt mer flyktig enn barium.
Kjemiske egenskaperI likhet med barium er radium et veldig reaktivt metall, og finnes vanligvis i en oksidasjonstilstand på +2. Det hydrolyseres i vann ved dannelse av radium hydroksyd . Den er tilstede i vandig løsning i form av et fargeløst kation Ra 2+ , som er veldig sterkt basisk .
Det danner ikke lett et kompleks . De fleste kjemiske forbindelser av radium dannes derfor ved ionebinding . Imidlertid kan de 6s og 6p elektroner (i tillegg til den 7s valenselektron) deltar i en relativistisk kvantekjemisk virkning forsterke den kovalente natur av bindingen med forbindelser som for eksempel Ra F 2 eller Ra At 2 .
I likhet med barium danner det oppløselige salter i form av klorid, bromider og nitrater, mens det er veldig lett oppløselig i form av sulfater, karbonater, fosfater og sure fosfater. Dette forklarer hvorfor i sjø og i brakkvann vil vanninnholdet i frie radiumioner bli kontrollert av sulfataktiviteten til vannet. I åpent hav er det 70% kompleksdannet i form av RaSO 4 og for resten i stor grad kompleksbundet med oppløst organisk materiale (i organometalliske komplekser hvis stabilitet avtar med økende saltholdighet). I nærvær av barium og i vannholdig med sulfat, faller det ut i Ba RaSO 4 .
Radium har ingen stabil isotop. Den store isotopen, som er historisk oppdaget av Curies, er radium 226 ( halveringstid : 1600 a ).
Radium er en del av forfallskjedene av uran og thorium , som han kan være i verdslig likevekt med . Fire av de 25 mulige isotopene finnes i naturen i spormengder: 223 Ra , 224 Ra, 226 Ra og 228 Ra, alle fire radioaktive, og alle skyldes radioaktiv nedbrytning av andre naturlig forekommende radioisotoper. Det finnes derfor i svært små mengder assosiert med uranavleiringer, og i spor tilstand assosiert med thorium:
Selv om disse mengdene er ekstremt lave, er den induserte radioaktiviteten (som er omvendt proporsjonal med halveringstiden) veldig viktig: radium bidrar like mye som uran til radioaktiviteten til en uranmalm, det samme for thorium. Dermed er den gjennomsnittlige aktiviteten på 226 Ra i bergarten noen titalls Bq / kg (becquerel per kilogram), men den kan være tusen ganger høyere i jord eller områder som er rike på uranmalm.
I de tidlige dagene av studien av radioaktivitet kunne ikke isotoper av forfallskjeder kjennetegnes av deres kjemiske egenskaper, når levetiden var for kort (mindre enn et år), men bare av radioaktiviteten. De fikk derfor et spesifikt navn som gjenspeiler treningen:
På samme måte mottok de suksessive forfallsproduktene fra 226 Ra navn dannet på radium, fra "radium A" til "radium G".
De to isotoper av radium som kan isoleres kjemisk, er 226 Ra, som stammer fra uran 238 med en halveringstid på 1.590 år, og 228 Ra, som stammer fra thorium-232 og en halveringstid på 5.739 år. De andre er vanskeligere å isolere ( 223 Ra hvis halveringstid er 11,1 dager og 224 Ra hvis halveringstid er 3,64 dager er tilstede i nivåer av størrelsesorden ett nanogram per tonn) og blir ikke i praksis bare observert av radioaktivitet de genererer.
Dens naturlige isotoper brukes til å datere visse radioaktive materialer ( baryt ) som oppstår i gass- eller oljeboring.
Den lengstlevende isotopen, radium 226 ( 226 Ra), representerer i praksis nesten all den radium som er naturlig tilstede på jorden.
I en prøve av jord, planter eller animalske produkter, eller i høyt ladet mineralvann, måles radium direkte ved gammaspektrometri , i tilknytning til dets kortvarige etterkommere ( 214 Pb og 214 Bi), etter å ha satt likevekt i prøven for en måned (slik at likevekten er ferdig med resten av dens etterkommere opp til bly-210).
I svakt ladet naturlig vann, blir målingen utført ved radon emanometry ( 222 Rn): radon oppløst i vannet blir avgasset ved bobling og gjenvinnes i scintillating kolber for å utføre målingen.
Radium er hovedsakelig til stede i spor i visse gamle kjellere. I jord er den til stede i en kombinert og mer konsentrert form i pitchblende , en uranmalm, så vel som i andre uranmineraler. Det tar omtrent tre tonn ren pitchblende å trekke ut ett gram radium.
Kull inneholder noen ganger betydelige spor av uran og derfor radium, som noen ganger kan finnes i karbonholdig askeslagg (fra termiske kraftstasjoner eller stålindustrien) og noen ganger røyk når de ikke blir filtrert. Forbrenningen av kull er en rute for spredning av radium; 226 Ra- innholdet i kullasken er i størrelsesorden 120 Bq / kg.
Skifrene som brukes (hovedsakelig siden 2004) for skifergass inneholder den også, noen ganger i store mengder. Generelt, jo mørkere en skifer er; det vil si at det er høyt i TOC ( totalt organisk karbon ), jo mer inneholder det. Dette er for eksempel tilfellet med de Devonian svarte skifrene i Appalachian- regionen og spesielt de som er i Marcellus-bassenget .
Radium ekstraheres fra uranmalm , og gruvedriften er hovedsakelig forbundet med uranutvinning . Ingen avleiringer utnyttes for radium, men produksjon av uran rettferdiggjør gruvedrift, og gjør det mulig å gjøre lønnsom separasjon av radium som et samprodukt.
Frem til slutten av XVIII th århundre , uran var ikke industrielt anvendbar i stor skala, og derfor var det ingen uran gruvedrift som sådan. I utgangspunktet er den eneste rik kilde til uranmalm var min sølv av Jáchymov ( Sankt Joachimsthal på tysk), som ligger deretter i østerrikske imperiet . Uranmalm var et biprodukt fra gruvedrift, utgitt som avfallsstein i form av pitchblende .
Etter at Pierre og Marie Curie hadde isolert radium fra malmen til denne Sankt-Joachimsthal-gruven, begynte mange forskere å interessere seg for den, men tilgjengeligheten av radium forble lav i lang tid. Små selskaper kjøpte avfallsteinen fra gruven for å isolere radium i små mengder. Gruven ble kjøpt av den østerrikske regjeringen i 1904, og eksporten av rå malm ble suspendert.
Med Østerrikes overtakelse som førte til monopol, førte den økende etterspørselen etter radium andre land til å intensivt lete etter nye uranforekomster. Den USA ble verdens ledende produsenter i de tidlige 1910, utnyttelse av sand karnotitt av Colorado . Men de rikeste forekomster som ble oppdaget på den tiden var i Belgisk Kongo , og i regionene Great Bear Lake og Great Slave Lake i Canada .
Produksjonen av radium har alltid vært lav; for eksempel i 1918 produserte USA bare totalt 13,6 g radium. I 1954 var det totalt bare 2,3 kg radium tilgjengelig i renset form i verden, og dette tallet har neppe økt i dag, med verdensproduksjon bare i størrelsesorden 100. g per år.
De viktigste produsentene av radium er Belgia , Canada , Tsjekkia , Slovakia , Storbritannia og de tidligere statene i Sovjetunionen .
De sjeldne anvendelsene av radium kommer alle fra dets radioaktive egenskaper .
Kontaktbrakyterapi begynte i 1901, kort tid etter oppdagelsen av radioaktivitet av Henri Becquerel i 1896, da Pierre Curie foreslo til Henri-Alexandre Danlos at en radioaktiv kilde kan settes inn i en svulst.
Radiumkilder har blitt brukt i brachyterapi , der en forseglet radioaktiv kilde plasseres i eller i nærheten av området som skal behandles, vanligvis i form av nåler som inneholder radium. Svulster kan således behandles med svært høye doser lokalisert stråling, noe som reduserer sannsynligheten for skade på omkringliggende sunt vev.
Etter første interesse i brachyterapi i Europa og USA , har bruken gått ned i midten av XX th århundre på grunn av stråling problemer med operatørene på grunn av manuell påføring av radioaktive kilder.
Demonstrasjonen av dets terapeutiske dyder i kampen mot kreft fødte strålebehandling , fortsatt brukt i dag.
223 Ra- isotopen er også den eneste radioisotopen som markedsføres for bruk i strålebehandling, i form av klorid.
Radium ble brukt til 1950-tallet, på grunn av dets radioluminescensegenskaper , i maling beregnet for urmakeri, luftfart og nødsignaler. Denne typen maling ble oppnådd ved å inkorporere radium ( 226 eller sjeldnere 228 Ra ) i form av sulfat , klorid eller bromid i et fosfor av sinksulfid . Den første amerikanske bruken som ble identifisert, var den til George F. Kunz , som hadde malt hendene på klokken med radium for å se dem i mørket, og innlevert patent på denne prosessen iSeptember 1903.
Etterspørselen etter selvlysende urskiver førte til en rask økning i produksjonen, utført av United States Radium Corporation , som snart hadde en monopolstilling på det amerikanske markedet.
Fra 1920-tallet ble potensielle yrkessykdommer identifisert blant arbeidere, som raffinerte sine pensler, beriket med radium, ved å bringe dem til munnen: Radium-jentene . Disse sykdommene førte til en første epidemiologisk undersøkelse og nedleggelsen av New Jersey-fabrikken i 1926. Undersøkelsen utført av Department of Labor førte i 1929 til publisering av en rapport, Radium Poisoning , som anbefalte beskyttende tiltak. Ansatte (særlig forbudet) ved børstesuging) og anbefaler at radium unngås som en selvlysende kilde.
Denne praksisen resulterte i flere titalls dødsfall blant arbeidere (46 tilfeller av 1747 ansatte). Ingen symptomer ble observert hos malere som fikk mindre enn 1000 ganger den naturlige bestrålingsdosen på 226 Ra absorbert av ueksponerte individer, noe som antyder eksistensen av en terskel for maligniteter indusert av radium.
Bruken av radium som kilde til fotoluminescens ble forlatt på 1960-tallet, og radium ble erstattet i denne bruken av tritium som er mye mindre helsefarlig (men på den annen side mindre holdbart).
Allerede i 1914 foreslo den ungarske fysikeren Béla Szilárd å styrke den naturlige ioniseringen rundt lynbeskyttelsesinstallasjoner med radioaktive kilder plassert nær toppen av lynstengene. Ideen fører til kommersialisering av radioaktive lynstenger, enklere kallenavn parader. Disse "parader" har en aktivitet på noen titalls MBq for alfa-emittere, og er i stand til å nå 1 G Bq for andre.
Denne effekten er ikke påvist. Tvil om gyldigheten av prosessen, gitt vanskeligheten med å bevise dens effektivitet, dukket opp på 1970-tallet, og dette systemet markedsføres ikke lenger. Mange land gikk så langt som å forby dem fra 1980-tallet, i 1985 i Belgia, og1 st januar 1987for Frankrike. Noen land (spesielt Belgia og Luxembourg) krever demontering av disse radioaktive lynstengene (parad). Siden11. mars 2011et nettsted av kollektiv interesse utfører inventar og lokalisering av titusenvis av parader spredt på det franske territoriet. Det krever spesielt medborgerlig mobilisering av Internett-brukere. De blir nå erstattet av detektorer
Radium brukes også som en forseglet radioaktiv kilde i ioniske røykdetektorer for å ionisere volumet av luft som sirkulerer i enheten. I nærvær av røyk synker den elektriske ledningsevnen til dette volumet, noe som utløser alarmen. Forbudt for husholdningsbruk, brukes disse detektorene ofte i kontorbygg eller offentlige steder. De erstattes av alternative teknologier (optiske detektorer) med tilsvarende nivå av pålitelighet, men uten helse- og miljørisiko.
Krukke med Tho-Radia krem .
En radiumfontene: vannet passerer gjennom en kapsel med radiumsalter og blir radioaktiv (1930).
Bildet fra 1900, med tittelen "radiumoppvarming", med feil forutse den enorme bruken av radium i år 2000.
Kolbe av Radithor .
Radium har opplevd sterk mani etter oppdagelsen i begynnelsen av XX th århundre , spesielt etter oppdagelsen av sine terapeutiske egenskaper. Skånsom strålebehandling ble moteriktig, med et bredt utvalg av produkter, fra foryngende kremer ( Tho-Radia ) til sigaretter, atombrus med rispulver , tannkrem eller badesalt, baby talkum eller til og med radiumfontener ( Revigator (en) for å drikke radioaktiv vann).
På 1920-tallet førte denne trenden for mild strålebehandling til markedsføring av såkalte ungdomsbalsam og universelle midler som inneholder radium, inkludert Radithor , som krevde ofre i USA, særlig i den tragiske saken om Eben. Byers , døde bestrålt i 1932 .
Radium brukes overalt før det ble utestengt i 1937 for ikke-medisinsk bruk, flere dødsfall har blitt observert ved London Radium Institute dedikert til medisinske applikasjoner.
Radium er så dyrt at det innlemmes i små mengder, som bekreftet av analysesertifikatet fra Scientific Research Laboratory of Colombes datert 18. juli 1932på Tho-Radia krem som inneholder "0,233 mikrogram radiumbromid (RaBr 2 , H 2 O) [som tilsvarer omtrent 4500 Bq] for 100 gram fløte ”.
Radium kan passere inn i hydrosfæren ved utvasking av malm, eller produseres direkte der av uran eller thorium som allerede er oppløst i vann. Konsentrasjonen av 226 Ra kan være betydelig i utløpsvannet i uranminer, enten ved kontakt med uranmalm, men enda mer ved utvasking av behandlingsrester, som malmen har blitt knust for å utvinne uran, noe som gjør radium til alt mer mobil.
Selv om de tilsvarende mengdene er uendelige, kan de oppdages av radioaktiviteten som de induserer, som er desto sterkere ettersom halveringstiden til radionuklidet er lav.
De to vanligste isotoper av radium i havet er 226 Ra og 228 Ra. De andre blir sjeldnere observert. De brukes noen ganger som sporelement (for eksempel for å identifisere naturlig drenering av underjordiske vanntabeller til sjøs, spesielt rundt Sicilia). De finnes også i lave doser i havene (med sterke tidsvariasjoner i nivåer som kan gjenspeile endringer i strømmer), i visse innsjøer eller i visse grunnvannskilder ved et uhell eller naturlig radioaktiv. Det finnes i små mengder i visse vanntabeller som brukes til å levere drikkevannnettverk, og i mer betydelige mengder (sjeldnere) i visse dype borehull (for eksempel nær feil og / eller underjordiske uranmasser; f.eks. Opptil 23 pCi / Liter Ra og 3300 pCi / Liter Rn analysert i noen av brønnene i nordvest og sørvest Harris County, Texas). Den Dødehavet er et spesielt tilfelle med differensiert radium radioaktivitet: går fra 114,5 dpm / kg i overflatevannet, til 97,8 dpm / kg ved dybde (med et overgangslag ca. 25 m tykk, på en dybde av 150 til 175 m ). Radondata i dette havet ble brukt til å måle varigheten av meromiktisitet .
Merking av Radium 226 er ikke farlig i seg selv, men radium 226 forfaller til radon 222, en radioaktiv gass, som kan føre til høye doser stråling i hjemmene.
Radon produseres i samme hastighet som i den opprinnelige uranmalmen, men kan avgasses mye lettere fra et ikke-konsolidert substrat (uran- eller thoriumgruvedrift) og spres i atmosfæren. Det vil sannsynligvis forårsake folkehelseproblemer når det akkumuleres i utilstrekkelig ventilerte lokaler (over 1000 Bq m −3 ).
Ett mikrogram radium, som har en aktivitet på 37 000 Bq , kommer raskt i likevekt i århundrer med samme radonaktivitet . Hvis denne radonen ikke støter på noen hindring for diffusjonen (for eksempel hvis radiumet er i vandig løsning i en ikke tilstoppet beholder), vil det sannsynligvis mette et mellomstort rom til nivåer i størrelsesorden 1000 Bq m - 3 .
Den eneste isotopen som sannsynligvis vil ha en rolle i biosfæren er radium 226 produsert av uran 238; de andre isotoper har en produksjon og en levetid altfor lav til å spille en sammenlignbar rolle.
I det minste under visse forhold (og av visse arter) ser det ut til at radium er biotilgjengelig , bioassimilerbart og sannsynligvis biokonsentrert eller til og med bioakkumulert . For eksempel en art australske av ferskvann blåskjell ( Velesunio angasi ) ble undersøkt som en del av en vitenskapelig undersøkelse (med overvåking av biologisk miljø siden 2001) billabongs (ARM resterende dødt vann i tørre årstiden) av Magela bekk drenering av dammen der Ranger uran mine ligger . Disse blåskjellene ble funnet å være de mest forurensede 20 km nedstrøms fra gruvedriften. De har vist seg i stand til å konsentrere radium; i dette tilfellet ser det ut til at radium tar plass i kalsium i organismen, men desto mindre ettersom kalsium er rikelig i mediet. Den har en ganske lang biologisk halveringstid , beregnet (ved modellering) til rundt 13 år for denne arten). Som ofte er tilfelle med filter som fôrer mat, ble det vist at radiumkonsentrasjonsfaktoren var høy i blåskjell fra vannet Magela River ( 30.000 til 60.000 ganger innholdet av mediet for blåskjellkjøtt, men radium kunne også akkumuleres i skallene ).
Rett før, på lagunbassengene til denne gruven, da i mikrokosmos , hadde det allerede blitt vist (2004) at vannplanten Eleocharis dulcis langsomt men effektivt bioakkumulerer uran i røttene og jordstenglene etter å ha fanget det i vannet.
De første observasjonene av de biologiske effektene av radium ble ved et uhell gjort av Henri Becquerel . Bærende et hetteglass med radium i vestlommen, etter noen timer la han merke til rødhet på huden som ble til en brannskade. Pierre Curie bekrefter denne observasjonen ved å eksperimentere med seg selv og påføre en dyp brenning som det vil ta mer enn to måneder å helbrede. Denne observasjonen markerer både begynnelsen på strålebehandling og strålevern .
Helserisikoen forbundet med radium er av flere typer:
Radium kan være et sporstoff fra andre forurensende stoffer eller forurensninger; ECRA (for "Effektiv radiumkonsentrasjon" ) eller "effektiv radiumkonsentrasjon" er en måling (som tilsvarer konsentrasjonen av radium multiplisert med "utstrålingsfaktoren") som kan gjøres kostnadseffektivt i laboratoriet. Det ble spesielt testet rundt to gamle bly- og sinkstøperier i Nord-Frankrike (resultater: fra 0,70 ± 0,06 til 12,53 ± 0,49 Bq.kg-1) hvor vi har vist at det samsvarte bemerkelsesverdig godt med forurensningskartleggingen, i det minste i 5 km rundt fabrikkene, bedre enn for måling av magnetisk følsomhet for jorda også testet i dette området.
Tidligere produksjonssteder eller bruk av radium har etterlatt forurensende stoffer.
For eksempel er det nødvendig å rydde opp i det gamle radiumproduksjonsstedet til SATCHI (Société Anonyme des Treatments Chemicals) som produserte radium mellom 1913 og 1928 , i Seine-Saint-Denis . Den SNRI bekreftet og karakterisert radioaktiv forurensning. Overflatedoseringshastigheten (målt 50 cm fra bakken) viser forurensning over omtrent 1/4 av stedet; med radioaktivitet “opptil 110 ganger verdien av bakgrunnsstøyen (8 µSv / h )”. Rundt stedet er 5 områder forurenset på overflaten i henhold til IRSN (lokalisert på Unibéton-området, med omtrent 10 ganger bakgrunnsstøyen), på Partena-området (2 til 6 ganger bakgrunnsstøyen), på østbredden av Seine (25 ganger bakgrunnsstøyen) og på Vestbredden (6 til 15 ganger bakgrunnsstøyen). Jorden er også forurenset i dybden, med på SATCHI-området og utover, en spesifikk aktivitet som varierer fra 750 til 10 000 ganger den regionale naturlige bakgrunnsstøyen. På de undersøkte perifere områdene overskrides den regionale naturlige bakgrunnsstøyen med 10 til 245 ganger. IRSN estimerte landvolumet som ble radiologisk merket til 15 000 og 20 000 m 3 (økende estimat). Disse dosehastighetene overstiger ikke 10 µSv / t og er derfor under 40 µSv / h , under hvilke det ikke er noen målbar effekt på populasjoner av planter og dyr.
Den vannførende sjikt ble også forurenset hovedsakelig av de 235 og 238 uranisotoper nedstrøms fra SATCHI området (med stiger drikevannstandard for alfa bestråling (0,1 Bq / l). Unormal radon utslipp påvises i bygninger av SATCHI området (2- til 5 ganger gjennomsnittsnivået for Seine-Saint-Denis, som er 34 Bq / m 3 ). På Partena-området nådde vi under målinger 2300 Bq / m 3 i visse rom og 26 000 Bq / m 3 i en kjeller. Disse verdiene Er klart høyere enn intervensjonsgrensene (1000 Bq / m 3 ) og rettferdiggjør gjennomføring av korrigerende tiltak (for eksempel sikre bedre ventilasjon av bygningen).
Utnyttelse av skifergass, spesielt ved hydraulisk brudd, har blitt en betydelig kilde til radiumforurensning. Prøver fra disse brønnene inneholder flere ganger mer enn de fra olje- eller gassbrønner i staten New York. Selv etter behandling inneholder avløpsvannet fra gassindustrien ( produsert vann ) fortsatt unormale mengder i 2013), som for eksempel kan true drikkevannsressursene i New York State. Etter påvisning av radium-226 i vassdragene som drenerer gassfeltet for utvinning av skifergass kjent som Marcellus Shale (og siden 2004, det vil si siden skifergass har blitt utnyttet i pluss olje, må volumet skittent vann være behandlet økte med 570% ifølge Brian Lutz (assisterende professor i biogeokjemi ved Kent State University (Ohio); etter en studie av EPA, DOE og New York State Department of Health) og General Electric må bruke $ 2 millioner over 2 år for å rense jord og sedimenter som er forurenset av radioaktiviteten frisatt i elver fra produkter som er brukt eller gjenvinnes ved de fraktureringsvæsker og boring. Ifølge GASFRAC (selskapet som innførte propan fracking), ville fraktureringen flytende propan være et interessant alternativ ikke forbruk av vann og redusere risikoen for forurensning med radium, men det er et eksplosivt produkt hvis håndtering er farlig euse.
Siden slutten av 1990-tallet har staten gradvis bygget opp systemet for håndtering av nettsteder som er forurenset av radioaktive stoffer i Frankrike . De fleste av nettstedene er knyttet til aktiviteter fra fortiden, som stammer fra mellomkrigstiden og som ikke var en del av atomindustrien. Dette er spesielt tilfelle for steder som er kunstig forurenset av radium.
Med "radium fund" har finansielle mekanismer og tekniske løsninger blitt implementert for å håndtere påviste radioaktive forurensningssituasjoner. På begynnelsen av 2000-tallet gjennomførte Kontoret for beskyttelse mot ioniserende stråling (OPRI), på anmodning fra Helsedepartementet, kontroller av potensielt forurensede steder kjent for dette organet. I tillegg ble det utarbeidet en metodisk veiledning for forvaltning av industriområder som potensielt er forurenset av radioaktive stoffer i 2001. Til slutt, siden 2006, gir loven Nasjonalt byrå for forvaltning av radioaktivt avfall (Andra) oppdraget av generell interesse i håndtering av radioaktivt avfall og restaurering av lokaliteter som er forurenset av radioaktive stoffer, på forespørsel fra eieren eller de offentlige myndighetene i tilfelle en mangelfull leder. Dette systemet ble fullført med opprettelsen i 2007 av National Commission for Aid in the Radioactive Field (Cnar).
De forskjellige scenariene for steder som er forurenset med radiumFire scenarier knyttet til radium er identifisert av franske offentlige myndigheter: områdene som har huset forskningsaktiviteter på radium; nettsteder som har hatt en industriell radiumutvinningsaktivitet; nettsteder som har brukt radium til medisinske eller kunsthåndverk; individer som eier gjenstander som inneholder radium (vekkerklokker, klokker, radiumfontener).
Den franske staten prioriterte områder der det var kjent at forurensningen var betydelig. For de to første kategoriene av lokaliteter har rehabiliteringsoperasjoner pågått i mer enn 15 år (Institut du radium i Arcueil , lokaliteter i L'Île-Saint-Denis , Gif-sur-Yvette , Nogent-sur-Marne , Saint- Nicolas-d'Aliermont , etc.). Disse områdene er nå dekontaminert eller i ferd med å bli dekontaminert. Når det gjelder objekter som holdes av enkeltpersoner, har et nasjonalt gratis tilbakekjøpsinitiativ blitt lansert av offentlige myndigheter hvert år blir rundt hundre gjenstander gjenvunnet av Andra, men spørsmålet om hva du skal gjøre med dette avfallet er ikke løst.
Nettsteder som har brukt radium til medisinske eller håndverksformålArbeidet med å kartlegge områdene der det var en radiumaktivitet ble fullført i 2009. Disse områdene har tidligere vært vert for medisinsk og håndverksaktiviteter (urmakeri) ved å bruke dette elementet i små mengder. Disse aktivitetene, utført for flere tiår siden, kan ha etterlatt seg spor av radium på de stedene de ble brukt. Disse stedene krever en diagnose som består i å søke, ved målinger, om mulig forekomst av spor av radium eller bekrefte fraværet av dette.
" Føderale og lokale byråer, så vel som medisinske myndigheter i forskjellige deler av landet, ble rørt til handling i går som et resultat av død av Eben M. Byers, velstående Pittsburgh stålprodusent og idrettsmann, som døde her onsdag ved legenes Sykehus fra årsaker tilskrevet radiumforgiftning som følge av drikking av vann som inneholder radium i oppløsning. ... ”
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | 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 |
Alkali- metaller |
Alkalisk jord |
Lanthanides |
Overgangs metaller |
Dårlige metaller |
metall loids |
Ikke- metaller |
halogen gener |
Noble gasser |
Varer uklassifisert |
Actinides | |||||||||
Superaktinider |