Radium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radium-226 deponeret ved galvanisering på et ark af kobber og overtrukket polyurethan for at forhindre oxidation . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Position i det periodiske system | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Ra | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Efternavn | Radium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atom nummer | 88 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periode | 7 th periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | Bloker s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Jordalkalimetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfiguration | [ Rn ] 7s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroner efter energiniveau | 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementets atomare egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 226.0254 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomisk radius (calc) | 215 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent radius | 221 ± 14:00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationstilstand | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet ( Pauling ) | 0,9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid | Stærk base | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 5.278423 eV | 2 e : 10,14715 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkle kropsfysiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Almindelig tilstand | Solid ikke-magnetisk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse | 5 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystal system | Kubisk centreret | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farve | Metallisk sølvhvid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionspunkt | 696 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kogepunkt | 1736,85 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionsenergi | 37 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molært volumen | 41.09 × 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Damptryk | 327 Pa ved 973 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massiv varme | 94 J · kg -1 · K- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varmeledningsevne | 18,6 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forskellige | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.293 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EF | 231-122-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioelement med bemærkelsesværdig aktivitet |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den radium er det grundstof af atomnummer 88, symbol Ra.
Det ser perfekt hvidt ud, men bliver mørkere, når det udsættes for det fri. Radium er et jordalkalimetal, der findes i meget små mængder i uranmalm . Det er ekstremt radioaktivt med halveringstiden for dets mest stabile isotop ( 226 Ra) er 1.600 år. Det giver radon som et henfaldsprodukt.
Marie Curie og hendes mand Pierre opdagede det i 1898 ved at udvinde pitchblende , en uranmalm . Ordet radium er opfundet fra den latinske radius ( "radius" ) sammen med ordet radioaktivitet .
Radium blev opdaget af Marie Skłodowska-Curie og hendes mand Pierre Curie den21. december 1898, i en malm af uraninit . Under undersøgelsen af dette mineral havde Curies ekstraheret alt uran for kun at finde ud af, at resten stadig var meget radioaktiv. IJuli 1898, de udvinder fra pitchblende et element, der kan sammenlignes med vismut , hvilket viser sig at være polonium . Derefter adskiller de en radioaktiv blanding, der hovedsagelig er dannet af to komponenter: bariumforbindelser , der producerer en strålende grøn flamme, og en ukendt radioaktiv forbindelse, som giver spektrale linjer af karminfarve, som aldrig tidligere var beskrevet. Curies finder ud af, at denne radioaktive forbindelse ligner meget bariumforbindelser , men mindre opløselig. Dette gjorde det muligt for Curies at isolere denne radioaktive forbindelse og opdage et nyt element, radium.
Curies meddelte deres opdagelse til Academy of Sciences den26. december 1898.
Elementet blev døbt "radium" omkring 1899. Ordet er dannet på den latinske radius , stråling, for at huske den stærke radioaktive stråling af dette element.
Radium blev isoleret i metallisk form i 1910 af Marie Curie og André-Louis Debierne i deres laboratorium på den kommunale skole for industriel fysik og kemi (i dag ESPCI Paris ). De fortsatte med en elektrolyse af radiumchloridopløsning (RACL 2 ) på en katode af kviksølv og producerede derved en amalgam . Denne amalgam blev derefter opvarmet i en hydrogenatmosfære for at fjerne kviksølv og efterlod det rene radium i metallisk form. I samme år, E. Eoler isoleret også radium ved termisk nedbrydning af radium azid, Ra (N 3 ) 2 .
Den første industrielle produktion af radium i metallisk form blev udført af Biraco, et datterselskab af Union minière du Haut Katanga (UMHK), i dets fabrik i Olen i Belgien.
Den historiske enhed af radioaktivitet, den curie (til ære for Pierre Curie, der døde i 1906) svarer til radioaktiviteten af et gram radium 226 Ra, eller 37 giga becquerel (37 × 10 9 Bq ). I 1911 , Marie Curie vandt Nobelprisen i kemi "i anerkendelse af sit bidrag til udviklingen i kemi for at have opdaget radium og polonium, har isoleret radium, og efter at have studeret arten og forbindelser af denne bemærkelsesværdige element".
Det er den tætteste af de jordalkalimetaller, som den deler karakteristika med (adfærd, der ligner beryllium , magnesium , calcium , strontium og barium ), der forklarer dens miljømæssige kinetik eller dets metabolisme . Det element, der er tættest på det, er barium (en anden divalent kation ), men radium undersøges mindre godt på grund af de strålingsbeskyttelsesbegrænsninger , der pålægges af dets radioaktivitet.
Fysiske egenskaberFrisk tilberedt, rent radium er hvidt og skinnende, men det bliver sort, når det udsættes for luft (sandsynligvis ved dannelse af Ra 3 N 2 nitrid ). Dets densitet er 5,5 g / cm 3 , højere end for barium. Dets smeltepunkt er dårligt bestemt, mellem 700 og 960 ° C , og fordampningstemperaturen er 1737 ° C . Disse to værdier er lidt lavere end for barium, hvilket svarer til den generelle tendens for elementerne i gruppe 2.
Ligesom barium danner radium under normale temperatur- og trykforhold et centreret kubisk krystalgitter med en cellestørrelse på 514,8 picometer .
Radium er selvlysende (det udsender en svag blå farve), og det er lidt mere flygtigt end barium.
Kemiske egenskaberLigesom barium er radium et meget reaktivt metal og findes generelt i en oxidationstilstand på +2. Det hydrolyserer i vand ved dannelse af radium hydroxid . Den er til stede i vandig opløsning i form af en farveløs kation Ra2 + , som er meget stærkt basisk .
Det danner ikke let et kompleks . De fleste af de kemiske forbindelser af radium dannes derfor ved ionbinding . 6s og 6p elektroner (i tillæg til den 7s valenselektronen), kunne dog deltage i en relativistisk kvante kemisk virkning styrker den kovalente natur af bindingen med forbindelser såsom Ra F 2 eller Ra At 2 .
Ligesom barium danner det opløselige salte i form af chlorid, bromider og nitrater, mens det er meget let opløseligt i form af sulfater, carbonater, phosphater og sure phosphater. Dette forklarer, hvorfor i havet og i brakvand vil vandindholdet i frie radiumioner blive styret af vandets sulfataktivitet. På åbent hav er den 70% kompleksbundet i form af RaSO 4 og for resten stort set kompleksbundet med opløst organisk stof (i organometalliske komplekser, hvis stabilitet falder med stigende saltholdighed). I nærværelse af barium og i vand rig på sulfat udfældes det i Ba RaSO 4 .
Radium har ingen stabil isotop. Den største isotop, som er historisk opdaget af Curies, er radium 226 ( halveringstid : 1600 a ).
Radium er en del af henfaldskæderne af uran og thorium , med hvem han kan være i verdslig ligevægt . Fire af dets 25 mulige isotoper findes i naturen i spormængder: 223 Ra , 224 Ra, 226 Ra og 228 Ra, alle fire radioaktive, og alle skyldes radioaktiv nedbrydning af andre naturligt forekommende radioisotoper. Det findes derfor i meget små mængder forbundet med uranaflejringer og i sporingstilstand forbundet med thorium:
Selv om disse mængder er ekstremt lave, er den inducerede radioaktivitet (som er omvendt proportional med halveringstiden) meget vigtig: radium bidrager lige så meget som uran til en uranmalms radioaktivitet, det samme for thorium. Således er den gennemsnitlige aktivitet på 226 Ra i sten et par snesevis af Bq / kg (becquerel pr. Kg), men det kan være tusind gange højere i jord eller områder, der er rige på uranmalm.
I de tidlige dage af undersøgelsen af radioaktivitet kunne isotoper fra henfaldskæder ikke karakteriseres af deres kemiske egenskaber, når deres levetid var for kort (mindre end et år), men kun af deres radioaktivitet. De fik derfor et specifikt navn, der afspejlede deres træning:
Ligeledes modtog de successive henfaldsprodukter af 226 Ra navne dannet på radium, fra "radium A" til "radium G".
De to isotoper af radium, der kan isoleres kemisk, er 226 Ra, der stammer fra uran 238 med en halveringstid på 1.590 år og 228 Ra, der stammer fra thorium-232 og en halveringstid på 5.739 år. De andre er sværere at isolere ( 223 Ra med en halveringstid på 11,1 dage og 224 Ra med en halveringstid på 3,64 dage er til stede i niveauer af størrelsesordenen et nanogram pr. Ton) og observeres ikke i praksis kun ved den radioaktivitet, de genererer.
Dens naturlige isotoper bruges til at datere visse radioaktive materialer ( baryt ), der opstår i gas- eller olieboring.
Den længstlevede isotop, radium 226 ( 226 Ra), repræsenterer i praksis næsten al den radium, der er naturligt til stede på Jorden.
I en prøve af jord, plante- eller dyreprodukter eller i stærkt ladet mineralvand måles radium direkte ved gammaspektrometri i tilknytning til dets kortvarige efterkommere ( 214 Pb og 214 Bi) efter at have indstillet ligevægt i prøven for en måned (så ligevægten sker med resten af dens efterkommere op til bly-210).
I svagt ladede naturlige vandområder målingen udføres ved radon emanometry ( 222 Rn): radon opløst i vandet afgasses ved gennembobling og udvindes i funklende kolber for at udføre målingen.
Radium findes hovedsageligt i spor i visse gamle kældre. I jord er den til stede i en kombineret og mere koncentreret form i pitchblende , en uranmalm såvel som i andre uranmineraler. Det tager cirka tre tons ren pitchblende at udvinde et gram radium.
Kul indeholder undertiden betydelige spor af uran og derfor radium, som undertiden kan findes i kulholdigt askslagge (fra termiske kraftværker eller stålindustrien) og undertiden røg, når de ikke filtreres. Forbrænding af kul er en rute til spredning af radium; 226 Ra- indholdet af kulaske er i størrelsesordenen 120 Bq / kg.
Skifer, der udnyttes (hovedsageligt siden 2004) til skifergas , indeholder den også, undertiden i store mængder. Generelt, jo mørkere en skifer er; det vil sige, højt indhold af TOC ( totalt organisk kulstof ), jo mere det indeholder. Dette er for eksempel tilfældet med de Devonian sorte skifer i Appalachian- regionen og især i Marcellus-bassinet .
Radium ekstraheres fra uranmalm , dets mineproduktion er hovedsageligt forbundet med uranekstraktion . Intet depositum udnyttes til dets radium, men produktionen af uran retfærdiggør minedrift og gør det muligt at gøre rentabel adskillelsen af radium som et co-produkt.
Indtil slutningen af det XVIII th århundrede , uran var ikke industrielt anvendelig i stor skala, og derfor var der ingen uranudvinding som sådan. I første omgang er den eneste rigelige kilde til uranmalm var mit sølv af Jáchymov ( Sankt Joachimsthal på tysk), ligger derefter i den østrigske kejserrige . Uranmalm var et biprodukt fra minedrift, frigivet som affaldssten i form af pitchblende .
Efter at Pierre og Marie Curie havde isoleret radium fra malmen ved denne Sankt-Joachimsthal-mine, begyndte mange forskere at interessere sig for det, men tilgængeligheden af radium forblev lav i lang tid. Små virksomheder købte affaldsstenen fra minen for at isolere radium i små mængder. Minen blev købt af den østrigske regering i 1904, og eksporten af rå malm blev suspenderet.
Da Østrigs overtagelse førte til monopol, førte den voksende efterspørgsel efter radium andre lande til intensivt at undersøge nye uranaflejringer. Den USA blev verdens førende producenter i de tidlige 1910'erne, udnyttelse af sand carnotite af Colorado . Men de rigeste forekomster, der blev opdaget på det tidspunkt, var i den belgiske Congo og i regionerne Great Bear Lake og Great Slave Lake i Canada .
Produktionen af radium har altid været lav; for eksempel producerede USA i 1918 kun i alt 13,6 g radium. I 1954 var der i alt kun 2,3 kg radium tilgængelig i oprenset form i verden, og dette tal er næppe steget i dag med verdensproduktion kun i størrelsesordenen 100. g pr. År.
De største producenter af radium er Belgien , Canada , Tjekkiet , Slovakiet , Det Forenede Kongerige og de tidligere stater i Sovjetunionen .
De sjældne anvendelser af radium kommer alle fra dets radioaktive egenskaber .
Kontaktbrakyterapi begyndte i 1901 kort efter opdagelsen af radioaktivitet af Henri Becquerel i 1896, da Pierre Curie foreslog Henri-Alexandre Danlos, at en radioaktiv kilde kan indsættes i en tumor.
Radiumkilder er blevet brugt i brachyterapi , en behandling, hvor en forseglet radioaktiv kilde placeres inde i eller i nærheden af det område, der skal behandles, normalt i form af nåle, der indeholder radium. Tumorer kan således behandles med meget høje doser lokal stråling, hvilket reducerer sandsynligheden for skade på det omgivende sunde væv.
Efter indledende interesse i brachyterapi i Europa og USA , har dens anvendelse faldet i midten XX th århundrede som følge af stråling problemer med operatørerne på grund af den manuelle anvendelse af radioaktive kilder.
Demonstrationen af dens terapeutiske dyder i kampen mod kræft fødte strålebehandling , der stadig bruges i dag.
Isotopen 223 Ra er også den eneste radioisotop, der markedsføres til anvendelse i strålebehandling, i form af klorid.
Radium blev brugt indtil 1950'erne for dets radioluminescensegenskaber i maling beregnet til urmageri, luftfart og nødsignalanordninger. Denne type maling blev opnået ved at inkorporere radium ( 226 eller mere sjældent 228 Ra ) i form af sulfat , chlorid eller bromid i et fosfor af zinksulfid . Den første identificerede amerikanske anvendelse var George F. Kunz , der havde malet hænderne på sit ur med radium for at se dem i mørket og indgivet patent på denne proces iSeptember 1903.
Efterspørgslen efter selvlysende urskiver førte til en hurtig stigning i produktionen, der blev udført af United States Radium Corporation , og snart havde en monopolstilling på det amerikanske marked.
Fra 1920'erne blev der identificeret potentielt erhvervssygdomme blandt arbejdere, der raffinerede deres pensler beriget med radium ved at bringe dem til munden: Radium-pigerne . Disse sygdomme førte til en første epidemiologisk undersøgelse og til lukningen af fabrikken i New Jersey i 1926. Undersøgelsen foretaget af Department of Labor førte i 1929 til offentliggørelsen af en rapport, Radium Poisoning , der anbefalede beskyttelsesforanstaltninger. forbud mod børstesugning) og anbefale, at radium undgås som en selvlysende kilde.
Denne praksis resulterede i flere dusin dødsfald blandt arbejdere (46 tilfælde ud af 1.747 ansatte). Ingen symptomer blev observeret hos malere, der fik mindre end 1000 gange den naturlige bestrålingsdosis på 226 Ra absorberet af ikke-eksponerede individer, hvilket antyder eksistensen af en tærskel for maligniteter induceret af radium.
Brugen af radium som kilde til fotoluminescens blev opgivet i 1960'erne, idet radium blev erstattet af denne anvendelse af tritium, der var meget mindre sundhedsfarligt (men på den anden side mindre holdbart).
Så tidligt som i 1914 foreslog den ungarske fysiker Béla Szilárd at styrke den naturlige ionisering omkring lynbeskyttelsesinstallationer med radioaktive kilder placeret tæt på spidsen af lynstænger. Ideen fører til kommercialisering af radioaktive lynstænger, mere simpelt kaldet parader. Disse “parader” har en aktivitet på nogle få titusinder af MBq for alfa-emittere og er i stand til at nå 1 G Bq for andre.
Denne effekt er ikke påvist. Tvivl om gyldigheden af processen, i betragtning af vanskelighederne med at bevise dens effektivitet, opstod i 1970'erne, og dette system markedsføres ikke længere. Mange lande gik så langt som at forbyde dem fra 1980'erne, i 1985 i Belgien, og1 st januar 1987for Frankrig. Nogle lande (især Belgien og Luxembourg) kræver demontering af disse radioaktive lynstænger (parad). Siden11. marts 2011et websted af kollektiv interesse foretager opgørelse og lokalisering af titusinder af parader, der formidles på det franske område. Det kræver især borgerlig mobilisering af internetbrugere. De erstattes nu af detektorer
Radium bruges også som en forseglet radioaktiv kilde i ioniske røgdetektorer for at ionisere volumen af luft, der cirkulerer i enheden. I nærvær af røg falder den elektriske ledningsevne for dette volumen, hvilket udløser alarmen. Forbudt til husholdningsbrug, disse detektorer bruges ofte i kontorbygninger eller offentlige steder. De erstattes af alternative teknologier (optiske detektorer) med et tilsvarende niveau af pålidelighed, men uden sundheds- og miljørisiko.
Krukke med Tho-Radia creme .
En radiumfontæne: vandet passerer gennem en kapsel af radiumsalte og bliver radioaktivt (1930).
Billede fra 1900 med titlen "radiumopvarmning", der forkert forudser den massive brug af radium i år 2000.
Kolbe af Radithor .
Radium har oplevet stærk dille efter dens opdagelse i den tidlige XX th århundrede , især efter opdagelsen af dets terapeutiske egenskaber. Blid strålebehandling blev på mode med en bred vifte af produkter, lige fra foryngende cremer ( Tho-Radia ) til cigaretter, atomsoda med rispulver , tandpastaer eller badesalte, baby talkum eller endda radium springvand ( Revigator (en) til at drikke radioaktivt) vand).
I 1920'erne førte denne måde til blid strålebehandling til markedsføring af såkaldte ungdomsbalsam og universelle lægemidler indeholdende radium, herunder Radithor , der krævede ofre i USA, især i den tragiske sag med Eben. Byers , døde bestrålet i 1932 .
Radium bruges overalt, inden det blev forbudt i 1937 til ikke-medicinsk brug, idet flere dødsfald er blevet observeret på London Radium Institute dedikeret til medicinske applikationer.
Radium er så dyrt, at det inkorporeres i små mængder som bekræftet af analysecertifikatet fra Scientific Research Laboratory of Colombes dateret 18. juli 1932på Tho-Radia creme, som indeholder "0,233 mikrogram radium bromid (RABR 2 , H 2 O) [hvilket svarer til ca. 4500 Bq] for 100 gram fløde ”.
Radium kan passere ind i hydrosfæren ved udvaskning af malm eller produceres direkte der af uran eller thorium, der allerede er opløst i vand. Koncentrationen på 226 Ra kan være signifikant i uranminernes sivende vand, hvad enten det er ved kontakt med uranmalm, men endnu mere ved udvaskning af behandlingsrester, for hvilke malmen er blevet knust for at ekstrahere uran, hvilket gør radium til alt mere mobil.
Selvom de tilsvarende størrelser er uendelige, kan de detekteres ved den radioaktivitet, som de fremkalder, hvilket er desto stærkere, da radionuklidets halveringstid er lav.
De to mest almindelige isotoper af radium i havet er 226 Ra og 228 Ra. De andre observeres sjældnere. De bruges undertiden som et sporstofradioelement (for eksempel til at identificere den naturlige dræning af underjordiske vandborde til søs, især omkring Sicilien). De findes også i lave doser i havene (med stærke tidsmæssige variationer i niveauer, der kan afspejle ændringer i strømme), i visse søer eller i visse grundvandskilder ved et uheld eller naturligt radioaktivt. Det findes i små mængder i visse vandtabeller, der bruges til at levere drikkevandsnetværk, og i mere betydelige mængder (mere sjældent) i visse dybe borehuller (for eksempel tæt på fejl og / eller underjordiske uranmasser; f.eks. Op til 23 pCi / Liter Ra og 3.300 pCi / Liter Rn analyseret i nogle af brøndene i det nordvestlige og sydvestlige Harris County, Texas). Det Døde Hav er et specielt tilfælde med differentieret radiumradioaktivitet: går fra 114,5 dpm / kg i overfladevand til 97,8 dpm / kg i dybden (med et overgangslag ca. 25 m tykt, i en dybde på 150 til 175 m ). Radondata i dette hav blev brugt til at måle varigheden af meromikticitet .
Radium 226-mærkning er ikke farlig i sig selv, men radium 226 henfalder til radon 222, en radioaktiv gas, som kan føre til høje doser af stråling i hjem.
Radon produceres med samme hastighed som i den oprindelige uranmalm, men kan meget lettere afgas fra et ikke-konsolideret substrat (uran- eller thorium-minedrift) og spredes ud i atmosfæren. Det vil sandsynligvis medføre folkesundhedsproblemer, når det akkumuleres i utilstrækkeligt ventilerede lokaler (over 1000 Bq m −3 ).
Et mikrogram radium, som har en aktivitet på 37.000 Bq , kommer hurtigt i ligevægt i århundreder med den samme radonaktivitet . Hvis denne radon ikke støder på nogen hindring for dens diffusion (for eksempel hvis radiumet er i vandig opløsning i en ikke-tilstoppet beholder), er det sandsynligt, at det mætter et mellemstort rum til niveauer i størrelsesordenen 1000 Bq m - 3 .
Den eneste isotop, der sandsynligvis vil spille en rolle i biosfæren, er radium 226 produceret af uran 238; de andre isotoper har en produktion og en levetid alt for lav til at spille en sammenlignelig rolle.
I det mindste under visse betingelser (og af visse arter) synes radium at være biotilgængeligt , bioassimilerbart og sandsynligvis biokoncentreret eller endda bioakkumuleret . For eksempel en art australsk af ferskvand musling ( Velesunio angasi ) blev undersøgt som led i en videnskabelig overvågning (med bioovervågning siden 2001) billabongs (arm resterende døde vand i tørtiden) af Magela bæk dræne dammen hvor Ranger uranmine er placeret . Disse muslinger viste sig at være de mest forurenede 20 km nedstrøms for minedriften. De har vist sig i stand til at koncentrere radium; i dette tilfælde ser det ud til, at radium indtager calcium i kroppen, men desto mindre, da calcium er rigeligt i mediet. Den har en forholdsvis lang biologisk halveringstid , estimeret (ved modellering) til omkring 13 år for denne art). Som det ofte er tilfældet med filter, der fodrer dyr, viste det sig, at radiumkoncentrationsfaktoren var høj i muslinger fra Magela-flodens vandskel ( 30.000 til 60.000 gange indholdet af mediet til muslingekød, men radium kunne også akkumuleres i skaller ).
Kort før, på lagunebasserne i denne mine, derefter i mikrokosmos , var det allerede blevet vist (2004), at vandplanten Eleocharis dulcis langsomt men effektivt bioakkumulerer uran i sine rødder og jordstængler efter at have fanget det i vandet.
De første observationer af de biologiske virkninger af radium blev ved et uheld foretaget af Henri Becquerel . Bærende et radium hætteglas i sin vestlomme, efter et par timer bemærkede han en rødme på huden, der blev til en forbrænding. Pierre Curie bekræfter denne observation ved at eksperimentere med sig selv og påføre en dyb forbrænding, der vil tage mere end to måneder at helbrede. Denne observation markerer både begyndelsen på strålebehandling og strålingsbeskyttelse .
De sundhedsmæssige risici forbundet med radium er af flere typer:
Radium kan være et sporstof for andre forurenende stoffer eller forurenende stoffer; ECRA (for "Effektiv radiumkoncentration" ) eller "effektiv radiumkoncentration" er en måling (svarende til koncentrationen af radium ganget med "udstrålingsfaktoren"), der kan udføres omkostningseffektivt i laboratoriet. Det blev især testet omkring to gamle bly- og zinkstøberier i det nordlige Frankrig (resultater: fra 0,70 ± 0,06 til 12,53 ± 0,49 Bq. kg-1), hvor vi har vist, at det svarede bemærkelsesværdigt godt til forureningskortlægningen, i det mindste i 5 km omkring fabrikkerne, bedre end til måling af jordens magnetiske modtagelighed også testet i dette område.
Tidligere produktionssteder eller anvendelse af radium har efterladt forurenende stoffer.
For eksempel er det nødvendigt at rydde op i det gamle radiumproduktionssted for SATCHI (Société Anonyme des Treatements Chimiques), der producerede radium mellem 1913 og 1928 i Seine-Saint-Denis . The SNRI bekræftet og karakteriseret radioaktiv forurening. Overfladedosishastigheden (målt 50 cm fra jorden) viser forurening over ca. 1/4 af stedet; med radioaktivitet “op til 110 gange værdien af baggrundsstøj (8 µSv / h )”. Omkring stedet er 5 områder forurenet på overfladen i henhold til IRSN (placeret på Unibéton-stedet med ca. 10 gange baggrundsstøj), på Partena-stedet (2 til 6 gange baggrundsstøj), på østbredden af Seine (25 gange baggrundsstøj) og på Vestbredden (6 til 15 gange baggrundsstøj). Jorden er også forurenet i dybden, med på SATCHI-stedet og derover en specifik aktivitet, der varierer fra 750 til 10.000 gange den regionale naturlige baggrundsstøj. På de undersøgte perifere steder overskrides den regionale naturlige baggrundsstøj med 10 til 245 gange. IRSN estimerede volumen jord således radiologisk markeret til 15.000 og 20.000 m 3 (stigende estimat). Disse dosishastigheder overstiger ikke 10 µSv / h og er derfor under 40 µSv / h , under hvilke der ikke er nogen målbar virkning på populationer af planter og dyr.
Den vandførende lag blev også forurenet hovedsageligt af de 235 og 238 uranisotoperne nedstrøms hydrauliske fra SATCHI stedet (med overskridelse af drikkevand standard for alfa stråling (0,1 Bq / l). Unormal radon emission detekteres i bygningerne i SATCHI stedet ( 2 til 5 gange gennemsnittet af Seine-Saint-Denis, som er 34 Bq / m 3 ). På Partena-lokaliteten nåede vi under målingerne 2.300 Bq / m 3 i visse rum og 26.000 Bq / m 3 i en kælder. værdier er klart højere end interventionsgrænserne (1.000 Bq / m 3 ) og retfærdiggør implementeringen af korrigerende foranstaltninger (for eksempel sikre bedre ventilation af bygningen).
Udnyttelsen af skifergas, især ved hydraulisk frakturering, er blevet en væsentlig kilde til radiumforurening. Prøver fra disse brønde indeholder flere gange mere end dem fra olie- eller gasbrønde i staten New York. Selv efter behandling indeholder spildevand fra gasindustrien ( produceret vand ) stadig unormale mængder i 2013), hvilket for eksempel kan true drikkevandsressourcerne i New York State. Efter påvisning af radium-226 i vandløbene, der dræner gasfeltet til udvinding af skifergas kendt som Marcellus-skifer (og siden 2004, det vil sige da skifergas er blevet udnyttet i plus olie, skal mængden af snavset vand være behandlet steg med 570% ifølge Brian Lutz (assisterende professor i biogeokemi ved Kent State University (Ohio); efter en undersøgelse foretaget af EPA, DOE og New York State Department of Health) og General Electric bliver nødt til at bruge 2 millioner dollars over 2 år til at dekontaminere jord og sedimenter, der er forurenet af radioaktivitet frigivet i floder fra produkter, der er brugt eller genvundet af brækkende væsker og boring. Ifølge GASFRAC (det firma, der opfandt propanfracking), ville den brækkende flydende propan være et interessant alternativ til ikke at forbruge vand og mindske risikoen for forurening med radium, men det er et eksplosivt produkt, hvis håndtering er farlig euse.
Siden slutningen af 1990'erne har staten gradvist opbygget systemet til håndtering af steder, der er forurenet med radioaktive stoffer i Frankrig . De fleste af siderne er knyttet til aktiviteter fra fortiden, der stammer fra mellemkrigstiden, og som ikke var en del af atomindustrien. Dette er især tilfældet for lokaliteter, der er kunstigt forurenet med radium.
Med ”radiumfonden” er der blevet implementeret finansielle mekanismer og tekniske løsninger til håndtering af dokumenterede radioaktive forureningssituationer. I begyndelsen af 2000'erne gennemførte Kontoret for Beskyttelse mod ioniserende stråling (OPRI) efter anmodning fra sundhedsministeriet kontrol af potentielt forurenede steder, som dette organ kender. Derudover blev der udarbejdet en metodologisk vejledning om forvaltning af industriområder, der potentielt er forurenet med radioaktive stoffer i 2001. Endelig har loven siden 2006 overdraget det nationale agentur til håndtering af radioaktivt affald (Andra) missionen af generel interesse i håndtering af radioaktivt affald og restaurering af lokaliteter, der er forurenet med radioaktive stoffer, efter anmodning fra ejeren eller de offentlige myndigheder i tilfælde af en defekt leder. Dette system blev afsluttet med oprettelsen i 2007 af National Commission for Aid in the Radioactive Field (Cnar).
De forskellige scenarier for lokaliteter, der er forurenet med radiumFire scenarier knyttet til radium er blevet identificeret af de franske offentlige myndigheder: de steder, hvor der er forskningsaktiviteter på radium; lokaliteter, hvor der har været en industriel radiumudvindingsaktivitet websteder, der har brugt radium til medicinske eller håndværksmæssige formål; enkeltpersoner, der ejer genstande, der indeholder radium (vækkeure, ure, radium-springvand).
Den franske regering prioriterede steder, hvor forurening vides at være betydelig. I de første to kategorier af lokaliteter har rehabiliteringsoperationer fundet sted i mere end 15 år (Institut du radium i Arcueil , lokaliteter i L'Île-Saint-Denis , Gif-sur-Yvette , Nogent-sur-Marne , Saint- Nicolas-d'Aliermont osv.). Disse steder er nu dekontamineret eller ved at blive dekontamineret. Med hensyn til genstande, der holdes af enkeltpersoner, er der lanceret et nationalt gratis take-back-initiativ af de offentlige myndigheder hvert år genvindes omkring hundrede genstande af Andra, men spørgsmålet om, hvad man skal gøre med dette affald, forbliver uafklaret.
Websteder, der har brugt radium til medicinske eller håndværksmæssige formålArbejdet med at opgøre de steder, hvor der var en aktivitet med radium, blev afsluttet i 2009. Disse steder har tidligere været vært for medicinske og håndværksmæssige aktiviteter (urmageri) ved hjælp af dette element i små mængder. Disse aktiviteter, der blev udført for flere årtier siden, kan have efterladt spor af radium de steder, hvor de blev brugt. Disse steder kræver en diagnose, der består i at søge ved målinger den mulige tilstedeværelse af spor af radium eller bekræfte fraværet deraf.
" Føderale og lokale agenturer såvel som lægemyndigheder i forskellige dele af landet blev opmuntret til handling i går som et resultat af Eben M. Byers død, den velhavende Pittsburgh stålproducent og sportsmand, der døde her onsdag hos Lægerne" Hospital på grund af årsager, der tilskrives radiumforgiftning som følge af drikkevand, der indeholder radium i opløsning. ... ”
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Det | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | 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 | Det | Det her | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Dit | W | Re | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | 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 |
Lanthanider |
overgangsmetaller metaller |
Dårlige metaller |
Metal- loids |
Ikke- metaller |
halo -gener |
Ædle gasser |
Varer uklassificeret |
Actinides | |||||||||
Superactinider |