आवर्त सारणी के सभी तत्वों में एक महत्वपूर्ण हिस्सा उनका है जिसके बारे में ज्यादातर लोग डर के मारे बात करते हैं। और कैसे? आखिरकार, वे रेडियोधर्मी हैं, जिसका अर्थ है मानव स्वास्थ्य के लिए सीधा खतरा।
आइए जानने की कोशिश करते हैं कि कौन से तत्व खतरनाक हैं और क्या हैं, और यह भी पता करें कि मानव शरीर पर उनका हानिकारक प्रभाव क्या है।
रेडियोधर्मी तत्वों के समूह की सामान्य अवधारणा
इस समूह में धातुएँ शामिल हैं। उनमें से बहुत सारे हैं, वे आवधिक प्रणाली में सीसा के तुरंत बाद और अंतिम सेल तक स्थित हैं। मुख्य मानदंड जिसके द्वारा रेडियोधर्मी समूह के लिए एक या दूसरे तत्व को विशेषता देने की प्रथा है, वह एक निश्चित आधा जीवन रखने की क्षमता है।
दूसरे शब्दों में, रेडियोधर्मी क्षय एक धातु के नाभिक का दूसरे, बच्चे में परिवर्तन है, जो एक निश्चित प्रकार के विकिरण के उत्सर्जन के साथ होता है। उसी समय, कुछ तत्व दूसरों में बदल जाते हैं।
एक रेडियोधर्मी धातु वह है जिसमें कम से कम एक आइसोटोप रेडियोधर्मी हो। भले ही सभी किस्मेंछह होंगे, और साथ ही उनमें से केवल एक ही इस संपत्ति का वाहक होगा, पूरे तत्व को रेडियोधर्मी माना जाएगा।
विकिरण के प्रकार
क्षय के दौरान धातुओं द्वारा उत्सर्जित होने वाले मुख्य प्रकार के विकिरण हैं:
- अल्फा कण;
- बीटा कण या न्यूट्रिनो क्षय;
- आइसोमर संक्रमण (गामा किरणें)।
ऐसे तत्वों के अस्तित्व के लिए दो विकल्प हैं। पहला प्राकृतिक है, अर्थात, जब एक रेडियोधर्मी धातु प्रकृति में होती है और सरलतम तरीके से, बाहरी ताकतों के प्रभाव में, समय के साथ अन्य रूपों में बदल जाती है (इसकी रेडियोधर्मिता और क्षय को दर्शाता है)।
दूसरा समूह वैज्ञानिकों द्वारा कृत्रिम रूप से बनाई गई धातु है, जो तेजी से क्षय करने में सक्षम है और बड़ी मात्रा में विकिरण की शक्तिशाली रिहाई है। यह गतिविधि के कुछ क्षेत्रों में उपयोग के लिए किया जाता है। जिन प्रतिष्ठानों में एक तत्व के दूसरे तत्व में परिवर्तन द्वारा परमाणु प्रतिक्रियाएं उत्पन्न होती हैं, उन्हें सिंक्रोफैसोट्रॉन कहा जाता है।
आधे जीवन के दो संकेतित तरीकों के बीच अंतर स्पष्ट है: दोनों ही मामलों में यह स्वतःस्फूर्त है, हालांकि, केवल कृत्रिम रूप से प्राप्त धातुएं विनाश की प्रक्रिया में बिल्कुल परमाणु प्रतिक्रिया देती हैं।
समान परमाणुओं का मूल पदनाम
चूंकि अधिकांश तत्वों में केवल एक या दो समस्थानिक होते हैं जो रेडियोधर्मी होते हैं, यह पदनामों में एक विशिष्ट प्रकार को इंगित करने के लिए प्रथागत है, न कि संपूर्ण तत्व के रूप में। उदाहरण के लिए, सीसा सिर्फ एक पदार्थ है। यदि हम ध्यान दें कि यह एक रेडियोधर्मी धातु है, तोउदाहरण के लिए, "लीड-207" कहा जाना चाहिए।
प्रश्न में कणों का आधा जीवन बहुत भिन्न हो सकता है। ऐसे समस्थानिक हैं जो केवल 0.032 सेकंड के लिए मौजूद होते हैं। परन्तु उनके समान कुछ ऐसे भी हैं जो लाखों वर्ष तक पृथ्वी की कोख में सड़ते रहते हैं।
रेडियोधर्मी धातुओं की सूची
विचाराधीन समूह से संबंधित सभी तत्वों की एक पूरी सूची काफी प्रभावशाली हो सकती है, क्योंकि इसमें कुल मिलाकर लगभग 80 धातुएँ शामिल हैं। सबसे पहले, ये सभी लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के समूह सहित, लेड के बाद आवधिक प्रणाली में खड़े हैं। वह है, बिस्मथ, पोलोनियम, एस्टैटिन, रेडॉन, फ्रांसियम, रेडियम, रदरफोर्डियम, और इसी तरह क्रम संख्या में।
संकेतित सीमा के ऊपर कई प्रतिनिधि हैं, जिनमें से प्रत्येक में समस्थानिक भी हैं। हालांकि, उनमें से कुछ सिर्फ रेडियोधर्मी हो सकते हैं। इसलिए, यह महत्वपूर्ण है कि रासायनिक तत्व की किस्में क्या हैं। एक रेडियोधर्मी धातु, या बल्कि इसकी समस्थानिक किस्मों में से एक, तालिका के लगभग हर प्रतिनिधि में पाई जाती है। उदाहरण के लिए, उनके पास है:
- कैल्शियम;
- सेलेनियम;
- हाफनियम;
- टंगस्टन;
- ऑस्मियम;
- बिस्मथ;
- इंडियम;
- पोटेशियम;
- रूबिडियम;
- जिरकोनियम;
- यूरोपियम;
- रेडियम और अन्य।
इस प्रकार, यह स्पष्ट है कि बहुत सारे तत्व हैं जो रेडियोधर्मिता के गुणों को प्रदर्शित करते हैं - विशाल बहुमत। उनमें से कुछ बहुत लंबे आधे जीवन के कारण सुरक्षित हैं और प्रकृति में पाए जाते हैं, जबकि अन्य मनुष्य द्वारा कृत्रिम रूप से बनाए गए हैं।विज्ञान और प्रौद्योगिकी में विभिन्न आवश्यकताओं के लिए और मानव शरीर के लिए अत्यंत खतरनाक है।
रेडियम की विशेषता
तत्व का नाम इसके खोजकर्ताओं - क्यूरी पति-पत्नी, पियरे और मारिया द्वारा दिया गया था। यह वे लोग थे जिन्होंने पहली बार पता लगाया कि इस धातु के समस्थानिकों में से एक - रेडियम -226 - सबसे स्थिर रूप है, जिसमें रेडियोधर्मिता के विशेष गुण हैं। यह 1898 में हुआ था, और इसी तरह की घटना केवल ज्ञात हुई। रसायनज्ञों के जीवनसाथी ने अभी इसका विस्तृत अध्ययन किया है।
शब्द की व्युत्पत्ति फ्रेंच भाषा से ली गई है, जिसमें यह रेडियम की तरह लगता है। इस तत्व के कुल 14 समस्थानिक संशोधन ज्ञात हैं। लेकिन द्रव्यमान संख्या वाले सबसे स्थिर रूप हैं:
- 220;
- 223;
- 224;
- 226;
- 228.
फॉर्म 226 में एक स्पष्ट रेडियोधर्मिता है। रेडियम स्वयं 88 संख्या वाला एक रासायनिक तत्व है। परमाणु द्रव्यमान [226]। कितना सरल पदार्थ अस्तित्व में सक्षम है। यह लगभग 6700C. के गलनांक के साथ एक चांदी-सफेद रेडियोधर्मी धातु है।
रासायनिक दृष्टिकोण से, यह काफी उच्च स्तर की गतिविधि प्रदर्शित करता है और इसके साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है:
- पानी;
- कार्बनिक अम्ल, स्थिर परिसरों का निर्माण;
- ऑक्सीजन बनाने वाला ऑक्साइड।
गुण और अनुप्रयोग
साथ ही, रेडियम एक रासायनिक तत्व है जो लवणों की एक श्रृंखला बनाता है। इसके नाइट्राइड, क्लोराइड, सल्फेट, नाइट्रेट, कार्बोनेट, फॉस्फेट, क्रोमेट ज्ञात हैं। टंगस्टन के साथ दोहरे लवण भी होते हैं औरबेरिलियम।
तथ्य यह है कि रेडियम-226 स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हो सकता है, इसके खोजकर्ता पियरे क्यूरी ने तुरंत पहचान नहीं की। हालांकि, जब उन्होंने एक प्रयोग किया, तो उन्होंने इसे सत्यापित करने में कामयाबी हासिल की: एक दिन के लिए वह एक परखनली के साथ अपने हाथ के कंधे से बंधे धातु के साथ चले। त्वचा के संपर्क के स्थान पर एक गैर-चिकित्सा अल्सर दिखाई दिया, जिससे वैज्ञानिक दो महीने से अधिक समय तक छुटकारा नहीं पा सके। पति-पत्नी ने रेडियोधर्मिता की घटना पर अपने प्रयोगों से इनकार नहीं किया, और इसलिए दोनों की मृत्यु विकिरण की एक बड़ी खुराक से हुई।
नकारात्मक होने के अलावा, ऐसे कई क्षेत्र हैं जहां रेडियम-226 का उपयोग किया जाता है और फायदेमंद होता है:
- महासागर जल स्तर शिफ्ट संकेतक।
- चट्टान में यूरेनियम की मात्रा निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है।
- प्रकाश मिश्रणों में शामिल।
- चिकित्सीय रेडॉन स्नान बनाने के लिए दवा में प्रयोग किया जाता है।
- विद्युत आवेशों को दूर करने के लिए उपयोग किया जाता है।
- इसकी मदद से, कास्टिंग की खामियों का पता लगाया जाता है और भागों के सीम को वेल्ड किया जाता है।
प्लूटोनियम और उसके समस्थानिक
इस तत्व की खोज XX सदी के चालीसवें दशक में अमेरिकी वैज्ञानिकों ने की थी। इसे पहले यूरेनियम अयस्क से अलग किया गया था, जिसमें यह नेप्च्यूनियम से बना था। उत्तरार्द्ध यूरेनियम नाभिक के क्षय का परिणाम है। अर्थात्, ये सभी सामान्य रेडियोधर्मी परिवर्तनों द्वारा आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं।
इस धातु के कई स्थिर समस्थानिक हैं। हालांकि, सबसे आम और व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण किस्म प्लूटोनियम-239 है। इसकी ज्ञात रासायनिक प्रतिक्रियाएंधातु सी:
- ऑक्सीजन,
- एसिड;
- पानी;
- क्षार;
- हलोजन।
अपने भौतिक गुणों के संदर्भ में, प्लूटोनियम-239 एक भंगुर धातु है जिसका गलनांक 6400C है। शरीर को प्रभावित करने की मुख्य विधियाँ हैं - ऑन्कोलॉजिकल रोगों का क्रमिक गठन, हड्डियों में जमा होना और उनका विनाश, फेफड़ों के रोग।
उपयोग का क्षेत्र मुख्य रूप से परमाणु उद्योग है। यह ज्ञात है कि एक ग्राम प्लूटोनियम -239 के क्षय के दौरान इतनी मात्रा में ऊष्मा निकलती है जो 4 टन जले हुए कोयले के बराबर होती है। यही कारण है कि प्रतिक्रियाओं में इस प्रकार की धातु का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। परमाणु प्लूटोनियम परमाणु रिएक्टरों और थर्मोन्यूक्लियर बमों में ऊर्जा का एक स्रोत है। इसका उपयोग विद्युत ऊर्जा भंडारण बैटरी के निर्माण में भी किया जाता है, जिसकी सेवा का जीवन पांच साल तक पहुंच सकता है।
यूरेनियम विकिरण का स्रोत है
इस तत्व की खोज 1789 में जर्मन रसायनज्ञ क्लैप्रोथ ने की थी। हालांकि, लोग इसके गुणों का पता लगाने और उन्हें केवल 20 वीं शताब्दी में व्यवहार में लाने में कामयाब रहे। मुख्य विशिष्ट विशेषता यह है कि रेडियोधर्मी यूरेनियम प्राकृतिक क्षय के दौरान नाभिक बनाने में सक्षम है:
- लीड-206;
- क्रिप्टन;
- प्लूटोनियम-239;
- लीड-207;
- क्सीनन।
प्रकृति में, यह धातु हल्के भूरे रंग की होती है, जिसका गलनांक 11000C से अधिक होता है। खनिजों में पाया जाता है:
- यूरेनियम अभ्रक।
- यूरेननाइट।
- नास्तुरान।
- प्रमाणीकरण।
- Tyuyanmunit.
तीन स्थिर प्राकृतिक समस्थानिक और 11 कृत्रिम रूप से संश्लेषित समस्थानिक ज्ञात हैं, जिनकी द्रव्यमान संख्या 227 से 240 है।
उद्योग में, रेडियोधर्मी यूरेनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो ऊर्जा की रिहाई के साथ तेजी से क्षय करने में सक्षम है। तो, इसका उपयोग किया जाता है:
- जियोकेमिस्ट्री में;
- खनन;
- परमाणु रिएक्टर;
- परमाणु हथियारों के निर्माण में।
मानव शरीर पर प्रभाव पिछली मानी जाने वाली धातुओं से अलग नहीं है - संचय से विकिरण की खुराक बढ़ जाती है और कैंसर के ट्यूमर की घटना होती है।
ट्रांसयूरानिक तत्व
आवर्त सारणी में यूरेनियम के बाद सबसे महत्वपूर्ण धातु वे हैं जिन्हें हाल ही में खोजा गया है। सचमुच 2004 में, आवधिक प्रणाली के 115वें तत्व के जन्म की पुष्टि करने वाले स्रोत प्रकाशित किए गए थे।
वे आज सभी ज्ञात सबसे अधिक रेडियोधर्मी धातु बन गए हैं - अनपेंटियम (यूयूपी)। इसके गुण अब तक अस्पष्ट हैं, क्योंकि आधा जीवन 0.032 सेकंड है! ऐसी परिस्थितियों में संरचना और प्रकट विशेषताओं के विवरण पर विचार करना और प्रकट करना असंभव है।
हालांकि, इसकी रेडियोधर्मिता इस गुण - प्लूटोनियम के संदर्भ में दूसरे तत्व के संकेतकों से कई गुना अधिक है। फिर भी, यह अनपेंशियम नहीं है जो व्यवहार में प्रयोग किया जाता है, लेकिन तालिका में इसके "धीमे" साथी - यूरेनियम, प्लूटोनियम, नेपच्यूनियम, पोलोनियम और अन्य।
एक अन्य तत्व - अनबिबियम - सैद्धांतिक रूप से मौजूद है, लेकिन इसे साबित करने के लिएव्यावहारिक रूप से विभिन्न देशों के वैज्ञानिक 1974 से नहीं कर सकते। अंतिम प्रयास 2005 में किया गया था, लेकिन रसायनज्ञों की सामान्य परिषद द्वारा इसकी पुष्टि नहीं की गई थी।
थोरियम
इसकी खोज 19वीं शताब्दी में बर्ज़ेलियस ने की थी और इसका नाम स्कैंडिनेवियाई देवता थोर के नाम पर रखा गया था। यह एक कमजोर रेडियोधर्मी धातु है। इसके 11 समस्थानिकों में से पांच में यह विशेषता है।
परमाणु ऊर्जा में मुख्य अनुप्रयोग क्षय के दौरान बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा उत्सर्जित करने की क्षमता पर आधारित नहीं है। ख़ासियत यह है कि थोरियम नाभिक न्यूट्रॉन को पकड़ने और यूरेनियम -238 और प्लूटोनियम -239 में बदलने में सक्षम हैं, जो पहले से ही सीधे परमाणु प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। इसलिए, थोरियम को धातुओं के उस समूह के लिए भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है जिस पर हम विचार कर रहे हैं।
पोलोनियम
आवर्त प्रणाली में चांदी-सफेद रेडियोधर्मी धातु संख्या 84। इसकी खोज रेडियोधर्मिता के उन्हीं उत्साही शोधकर्ताओं और इससे जुड़ी हर चीज, पति-पत्नी मैरी और पियरे क्यूरी ने 1898 में की थी। इस पदार्थ की मुख्य विशेषता यह है कि यह लगभग 138.5 दिनों तक स्वतंत्र रूप से मौजूद रहता है। यानी यह इस धातु की अर्ध-आयु है।
यह प्रकृति में यूरेनियम और अन्य अयस्कों के हिस्से के रूप में पाया जाता है। यह ऊर्जा के स्रोत के रूप में प्रयोग किया जाता है, और काफी शक्तिशाली है। यह एक सामरिक धातु है, क्योंकि इसका उपयोग परमाणु हथियार बनाने के लिए किया जाता है। मात्रा सख्ती से सीमित है और प्रत्येक राज्य के नियंत्रण में है।
अंतरिक्ष के निर्माण में, कमरे में स्थैतिक बिजली को खत्म करने, वायु आयनीकरण के लिए भी उपयोग किया जाता हैहीटर और इसी तरह के अन्य सामान।
मानव शरीर पर प्रभाव
सभी रेडियोधर्मी धातुओं में मानव त्वचा में घुसने और शरीर के अंदर जमा होने की क्षमता होती है। वे अपशिष्ट उत्पादों के साथ बहुत खराब तरीके से उत्सर्जित होते हैं, वे पसीने से बिल्कुल भी उत्सर्जित नहीं होते हैं।
समय के साथ, वे श्वसन, संचार, तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करना शुरू कर देते हैं, जिससे उनमें अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं। वे कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं, जिससे वे गलत तरीके से कार्य करते हैं। नतीजतन, घातक ट्यूमर का गठन, ऑन्कोलॉजिकल रोग होते हैं।
इसलिए, प्रत्येक रेडियोधर्मी धातु मनुष्यों के लिए एक बड़ा खतरा है, खासकर अगर हम उनके शुद्ध रूप में उनके बारे में बात करते हैं। उन्हें असुरक्षित हाथों से न छुएं और विशेष सुरक्षा उपकरणों के बिना उनके साथ घर के अंदर रहें।
