Радиоактивные элементы

Радиоакти́вные элементы

Химические элементы, все изотопы которых радиоактивны. К числу Р. э. принадлежат Технеций (атомный номер 43), Прометий (61), Полоний (84) и все последующие элементы в периодической системе Менделеева. К 1975 известно 25 Р. э. Те из них, которые расположены в периодической системе за ураном, называются трансурановыми элементами (См. Трансурановые элементы). 14 Р. э. с атомным номером 90—103 во многом сходны между собой; они составляют семейство актиноидов (См. Актиноиды). Из природных Р. э. только два — Торий (атомный номер 90) и Уран (92) имеют изотопы, периоды полураспада которых (T_1/2) сравнимы с возрастом Земли. Это ²³²Th (T_1/2 = 1,41․10¹⁰ лет), ²³⁵U (T_1/2 = 7,13․10⁸ лет) и ²³⁸U (T_1/2 = 4,51․10⁹ лет). Поэтому торий и уран сохранились на нашей планете со времён её формирования и являются первичными Р. э. Изотопы ²³²Th, ²³⁵U и ²³⁸U дают начало естественным радиоактивным рядам (См. Радиоактивные ряды), в состав которых входят в качестве промежуточных членов вторичные природные Р. э. с атомный номер 84—89 и 91. Периоды полураспадов всех изотопов этих элементов сравнительно невелики, и, если бы их запасы не пополнялись непрерывно за счёт распада долгоживущих изотопов U и Th, они давно бы уже полностью распались.

Р. э. с атомный номер 43, 61, 93 и все последующие называются искусственными, т.к. их получают с помощью искусственно проводимых ядерных реакций. Это деление Р. э. на природные и искусственные довольно условно; так, Астат (атомный номер 85) был сначала получен искусственно, а затем обнаружен среди членов естественных радиоактивных рядов. В природе найдены также ничтожные количества технеция, прометия, нептуния (См. Нептуний) (атомный номер 93) и плутония (См. Плутоний) (94), возникающих при делении ядер урана — либо спонтанном, либо вынужденном (под действием нейтронов космических лучей и др.).

Два Р. э. — Th и U — образуют большое число различных минералов. Переработка природного сырья позволяет получать эти элементы в больших количествах. Р. э. — члены естественных радиоактивных рядов — могут быть выделены радиохимическими методами из отходов производства Th и U, а также из торий- или урансодержащих препаратов, хранившихся долгое время. Np, Pu и др. лёгкие трансурановые элементы получают в атомных реакторах за счёт ядерных реакций изотопа ²³⁸U с нейтронами. С помощью различных ядерных реакций получают и тяжёлые трансурановые элементы Tc и Pm образуются в атомных реакторах и могут быть выделены из продуктов деления.

Многие Р. э. имеют важное практическое значение. U и Ри используют как делящийся материал в ядерных реакторах и в ядерном оружии. Облучение тория (его природного изотопа ²³²Th) нейтронами позволяет получить изотоп ²³³U — делящийся материал. Pm, Po, Pu и др. Р. э. применяют для изготовления атомных электрических батареек со сроком непрерывной работы до нескольких лет. См. статьи об отдельных радиоактивных элементах, а также Радиоактивные минералы, Ториевые руды, Урановые руды.

Лит.: Несмеянов Ан. Н., Радиохимия, М., 1972.

С. С. Бердоносов.

Рис. к ст. Радиоактивные элементы.