Радий

Ра́дий

(лат. Radium)

Ra, радиоактивный химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 88. Известны изотопы Р. с массовыми числами 213, 215, 219—230. Самым долгоживущим является α-радиоактивный ²²⁶Ra с периодом полураспада около 1600 лет. В природе как члены естественных радиоактивных рядов (См. Радиоактивные ряды) встречаются ²²²Ra (специальное название изотопа — актиний-икс, символ AcX), ²²⁴Ra (торий-икс, ThX), ²²⁶Ra и ²²⁸Ra (мезоторий-I, MsThI).

Об открытии Р. сообщили в 1898 супруги П. и М. Кюри совместно с Ж. Бемоном вскоре после того, как А. Беккерель впервые (в 1896) на солях урана обнаружил явление радиоактивности. В 1897 работавшая в Париже М. Склодовская-Кюри установила, что интенсивность излучения, испускаемого урановой смолкой (минерал Уранинит), значительно выше, чем можно было ожидать, учитывая содержание в смолке урана. Склодовская-Кюри предположила, что это вызвано присутствием в минерале ещё неизвестных сильно радиоактивных веществ. Тщательное химическое исследование урановой смолки позволило открыть два новых элемента — сначала Полоний, а чуть позже — и Р. В ходе выделения Р. за поведением нового элемента следили по его излучению, поэтому и назвали элемент от лат. radius — луч. Чтобы выделить чистое соединение Р., супруги Кюри в лабораторных условиях переработали около 1 т заводских отходов, оставшихся после извлечения урана из урановой смолки. Было выполнено, в частности, не менее 10 000 перекристаллизаций из водных растворов смеси BaCl₂ и RaCl₂ (соединения Бария служат т. н. изоморфными носителями при извлечении Р.). В итоге удалось получить 90 мг чистого RaCI_2.

В СССР работы по выделению Р. из отечественного сырья были начаты вскоре после Октябрьской революции 1917 по прямому указанию В. И. Ленина. Первые препараты Р. были получены в СССР в 1921 В. Г. Хлопиным и И. Я. Башиловым. Образцы солей Р. демонстрировались в мае 1922 участникам 3-го Менделеевского съезда.

Р. — чрезвычайно редкий элемент. В урановых рудах (См. Урановые руды), являющихся главным его источником, на 1 т U приходится не более 0,34 г Ra. Р. принадлежит к сильно рассеянным элементам и в очень малых концентрациях обнаружен в самых различных объектах.

Все соединения Р. на воздухе обладают бледно-голубоватым свечением. За счёт самопоглощения α- и β-частиц, испускаемых при радиоактивном распаде ²²⁶Ra и его дочерних продуктов, каждый грамм ²²⁶Ra выделяет около 550 дж (130 кал) теплоты в час, поэтому температура препаратов Р. всегда немного выше окружающей.

Р. — серебристо-белый блестящий металл, быстро тускнеющий на воздухе. Решётка кубическая объёмноцентрированная, расчётная плотность 5,5 г/см³. По разным источникам, t_пл. составляет 700—960 °С, t_kип около 1140 °С. На внешней электронной оболочке атома Р. находятся 2 электрона (конфигурация 7s²). В соответствии с этим Р. имеет только одну степень окисления +2 (валентность II). По химическим свойствам Р. больше всего похож на барий, но более активен. При комнатной температуре Р. соединяется с кислородом, давая окисел RaO, и с азотом, давая нитрид Ra₃N₂. С водой Р. бурно реагирует, выделяя H₂, причём образуется сильное основание Ra (OH)₂. Хорошо растворимы в воде хлорид, бромид, иодид, нитрат и сульфид Р., плохо растворимы карбонат, сульфат, хромат, оксалат.

Изучение свойств Р. сыграло огромную роль в развитии научного познания, т.к. позволило выяснить многие вопросы, связанные с явлением радиоактивности (См. Радиоактивность). Долгое время Р. был единственным элементом, радиоактивные свойства которого находили практическое применение (в медицине; для приготовления светящихся составов и т.д.). Однако сейчас в большинстве случаев выгоднее использовать не Р., а более дешёвые искусственные радиоактивные изотопы др. элементов. Р. сохранил некоторое значение в медицине как источник Радона при лечении радоновыми ваннами. В небольших количествах Р. расходуется на приготовление нейтронных источников (в смеси с бериллием (См. Бериллий)) и при производстве светосоставов (в смеси с сульфидом цинка).

Лит.: Вдовенко В. М., Дубасов Ю. В., Аналитическая химия радия, Л., 1973; Погодин С. А., Либман Э. П., Как добыли советский радий, М., 1971.

С. С. Бердоносов.

Радий в организме. Из естественных радиоактивных изотопов наибольшее биологическое значение имеет долгоживущий ²²⁶Ra. Р. неравномерно распределён в различных участках биосферы (См. Биосфера). Существуют Геохимические провинции с повышенным содержанием Р. Накопление Р. в органах и тканях растений подчиняется общим закономерностям поглощения минеральных веществ и зависит от вида растения и условий его произрастания. Как правило, в корнях и листьях травянистых растений Р. больше, чем в стеблях и органах размножения; больше всего Р. в коре и древесине. Среднее содержание Р. в цветковых растениях 0,3—9,0․10^-11 кюри/кг, в мор. водорослях 0,2—3,2․10^-11 кюри/кг.

В организм животных и человека поступает с пищей, в которой он постоянно присутствует (в пшенице 20—26․10^-15г/г, в картофеле 67—125․10^-15г/г, в мясе 8․10^-15 г/г), а также с питьевой водой. Суточное поступление в организм человека ²²⁶Ra с пищей и водой составляет 2,3․10^-12 кюри, а потери с мочой и калом 0,8․10^-13 и 2,2․10^-12 кюри. Около 80% поступившего в организм Р. (он близок по химическим свойствам Ca) накапливается в костной ткани. Содержание Р. в организме человека зависит от района проживания и характера питания. Большие концентрации Р. в организме вредно действуют на животных и человека, вызывая болезненные изменения в виде Остеопороза, самопроизвольных переломов, опухолей. Содержание Р. в почве свыше 1․10^-7—10^-8 кюри/кг заметно угнетает рост и развитие растений.

Лит.: Вернадский В. И., О концентрации радия растительными организмами, «Докл. АН СССР. Сер. А», 1930, № 20; Радиоэкологические исследования в природных биогеоценозах, М., 1972.

В. А. Кальченко, В. А. Шевченко.