راديوم

کليات
 

راديوم، از عناصر شيميايي جدول تناوبي است که نماد آن Ra و عدد اتمي آن 88 است. ظاهرش تقريباً سفيد است که در مجاورت با هوا سياه مي شود. راديوم از گروه فلزات قليايي خاکي بوده و همراه با اورانيوم يافت مي شود. اين عنصر به شدت راديواکتيو بوده و ايزوتوپ پايدار آن RA226 با نيم عمر 1602 سال است که به گاز کشنده رادون تبديل مي شود.

تاريخچه
 

راديوم در سال 1898، در بيش بلنده، در شمال منطقه بوهم چکسلواکي سابق توسط ماري کوري و همسرش پيرکوري، کشف شد. آنها در طي مطالعاتشان بر روي اورانيت با حذف کردن اورانيموم به مادي اي برخوردند که هنوز خاصيت راديواکتيوي داشت. آنها با ا ين عمل يک مخلوط راديواکتيو جدا کردند که بيشتر آن را باريم که شعله اي قرمز رنگ و درخشان داشت و هرگز قبلاً ثبت نشده بود، تشکيل مي داد. راديوم خالص در سال 1902 به وسيله عمل الکتروليز محلول کلريد راديوم با الکترود جيوه و تقطير گاز هيدروژن توسط کوري ها و آندره دبيرن به دست آمد.
محصولات تجزيه اي راديوم که به صورت راديوم C،B،A و ... شناخته مي شوند، در واقع ايزوتوپ عناصر ديگر هستند:
رادون– 222 پولونيم – 228 سرب – 214 بيسموت – 214 پولونيوم – 214 تاليم – 210 سرب – 210 بيسموت – 210 پولونيوم- 210
در چهارم فوريه 193، راديوم E به عنوان اولين عنصر راديو اکتيو مصنوعي به دست آمد. در طي 1930 کارگراني که با شب نماها کار مي کردند و در معرض راديوم قرار مي گرفتند، دچار مشکلات جدي مانند زخم کم خوني و سرطان استخوان مي شدند. به همين دليل، استفاده از راديوم به سرعت متوقف شد. کار با راديوم دليل براي مرگ زودرس ماري کوري دانسته شد.

پيدايش
 

از آنجا که راديوم يکي از محصولات تجزيه اي اورانيوم است، در معادن اورانيوم يافت مي شود. راديوم، بيشتر از معدن اورانيت در بوهم به دست مي آيد. تقريبا در هر 7 تن اورانيت، يک گرم راديوم وجود دارد. خاکهاي کارنوتايت در ايالت کلرادوي آمريکا، حاوي مقداري راديوم هستند، اما معادن غني تر در جمهوري دموکراتيک کنگو و گريت ليک کانادا قرار دارد. اين عنصر را مي توان از ضايعات اورانيوم نيز به دست آورد. معادن بزرگ اورانيوم در انتاريو، نيومکزيکو، يوتا و استراليا قرار دارند.

ويژگي ها
 

راديوم که سنگين ترين فلز از فلزات قليايي خاکي است، بسيار راديو اکتيو بوده و از نظر شيميايي به فلز باريم شباهت دارد. اين فلز به صورت ترکيبي و در مقادير بسيار کم در معادن اورانيوم يافت مي شود. آماده سازي راديوم براي نگهداري آن در دماهاي بالاتر از دماي محيط با توجه به تشعشعات آلفا، بتا و گاماي راديوم بسيار قابل توجه است. همچنين راديوم اگر در مجاورت برليوم قرار بگيرد، نوترون توليد مي کند.
فلز راديوم به صورت خالص به رنگ سفيد براق مي باشد که در مجاورت هوا به رنگ سياه تغيير مي يابد. (احتمالا اين عمل به دليل وجود ساختارهاي نيتريدي آن رخ مي دهد) راديوم فلزي درخشان بوده و رنگ آبي کمرنگ از خود باز مي تاباند. همچنين در آب تجزيه شده و هيدروکسيد راديوم مي سازد که مقداري از باريم فرارتر است.

کاربردها
 

موارد استفاده عملي از راديوم به خواص راديواکتيوي آن بر مي گردد. البته برخي از ايزوتوپهاي راديواکتيوي که اخيرا کشف شده اند، مانند کبالت 8 و سزيم 137 جايگزين راديوم شده اند، چرا که قدرتمندتر بوده و کارکردن با آنها ساده تر و ا يمن تر است.
راديوم قبلا به صورت شب نما در ساعتها و ابزارها شماره گير استفاده مي شد. البته امروزه اين کاربرد به دليل زياد شدن تاثيرات منفي که به خاصيت راديواکتيوي آنها بر مي گردد، منسوخ شده است.
راديوم به عنوان يک منبع نوتروني با انرژي زياد در مطالعات فيزيکي کاربرد دارد.
راديوم (معمولاً به صورت کلريد راديوم) براي توليد گاز رادون که در درمان سرطان ها موثر است، در پزشکي کاربرد دارد.
کوري که واحد SI براي اندازه گيري خاصيت راديواکتيوي است، بر اساس راديوم 226 قرار داده شده است.
راديوم که از بزرگترين عناصر مي باشد، همچنين در منابع نوتروني به صورت ترکيبي با عنصر فرانسيم به کار برده مي شود.

ترکيبات
 

ترکيبات آن به رنگ قرمز پررنگ با سايه اي از بنفش (CRIMSON CARMINE) بوده و طيف مشخصي را ايجاد مي کنند. ترکيبات راديوم به علت نيم عمر کوتاه و راديو اکتيويته شديد، بسيار کمياب بوده، به حالت جدا در سنگ معدن اورانيوم وجود دارد.
* فلوريدها
* راديوم "II"فلورايد (RaF2)
* کلريدها
* راديوم "II"کلريد ها (RaCl2)
* بروميد ها
* راديوم "II"بروميد (RaBr2)
* يديد ها
* راديوم "II"يديد (RaI2)
* هيدريدها (اطلاعاتي در دست نيست)
* اکسيدها
* راديوم II اکسيد ()
* سولفيدها (اطلاعاتي در دست نيست)
* سليندها (اطلاعاتي در دست نيست)
* تلوريدها (اطلاعاتي در دست نيست)
* نيتريدها (اطلاعاتي در دست نيست)

ايزوتوپها
 

راديوم، 25 ايزوتوپ گوناگون دارد که چهار تا از آنها در طبيعت يافت مي شوند که راديوم 226 بيشترين و پايدارترين آنهاست.Ra228، Ra226,Ra224,Ra223 همه از تجزيه عنصر بوجود مي آيند. Ra226 محصول تجزيه عنصر U238 بوده که طولاني ترين عمر ايزوتوپي راديوم با نيم عمر 1602 سال را داراست. بعد از آن طولاني ترين عمر ايزوتوپي متعلق به Ra228 است با نيمه عمر 7/6 سال که حاصل تجزيه عنصر Th232 است.

خاصيت راديواکتيوي
 

راديوم حدودا يک ميليون برابر اورانيوم خاصيت راديواکتيوي دارد. تجزيه راديوم در شش مرحله انجام مي گيرد.
اين عناصر که وزن اتمي آنها مقداري کمتر از وزن عناصر ديگر مي باشد، عناصري ناپايدار هستند. راديوم در هر 25 سال 1% از فعاليت خود را از دست مي دهد، چرا که به عناصري با وزن اتمي کمتر تبديل مي شود. سرب، آخرين محصول تجزيه راديوم مي باشد. کوري واحد اندازه گيري خاصيت راديواکتيوي مي باشد که ميزان تجزيه آن برابر با تجزيه يک گرم راديوم 226 است.

هشدارها
 

راديوم، سمي است. راديوم به شدت راديواکتيو بوده و محصول تجزيه آن، رادون، براي شش بسيار کشنده است. از آنجا که راديوم با کلسيم در ارتباط است، مي تواند صدمات جدي را به دليل جايگزيني در استخوان بوجود آورد. استنشاق تزريق و يا تماس بدني با راديوم مي تواند موجب سرطان شده و مشکلات جسمي ديگري را بوجود آورد. راديوم ذخيره شده بايد به هوا داده شود تا از جمع شدن و انباشتگي رادون جلوگيري به عمل آيد.
انرژي ساطع شده از راديوم، گازها را به يون تبديل مي کند، بر روي صفحات عکاسي تاثير مي گذارد، باعث بوجود آمدن زخم بر روي پوست مي شود و تاثيرات ديگري را نيز بر جاي مي گذارد. ميزان اين تاثيرات به مقدار راديوم موجود بستگي دارد، نه ترکيبات شيميايي آن.

آشنايي با ماري و پير کوري
 

ماري در سن 19 سالگي به پاريس رفت تا در آنجا به تحصيل در رشته شيمي بپردازد. در آنجا با فيزيکدان جوان فرانسوي به نام پيرکوري آشنا شد. اين آشنايي به ازدواج انجاميد. او به پيرکوري در انجام آزمايشهاي عملي اش درباره الکتريسته کمک مي کرد.

شروع فعاليت آزمايشگاهي ماري کوري
 

زماني که ماري کوري در سال 1895 در انباري چوبي کوچکي که آزمايشگاه او بود شروع به کار کرد، نه او و نه هيچکس ديگر هيچ چيزي درباره عنصر شيمياي راديوم نمي دانستند و اين عنصر هنوز کشف نشده بود. البته يکي از همکاران پژوهشگر پاريسي و فيزيکدان فرانسوي هانري بکرل، در آن زمان تشخيص داده بود که عنصر شيميايي اورانيوم، پرتوهايي اسرارآميز نامرئي از خود مي افشاند.

کشف هانري بکرل
 

بکرل به طور اتفاقي يک قطعه کوچک از فلز اورانيوم را بر روي يک صفحه فيلم نور نديده که در کاغذ سياه پيچيده شده بود گذاشته بود. صبح روز بعد مشاهده کرد که صفحه فيلم درست مثل اين که نور ديده باشد سياه شده است. بديهي است که عنصر اورانيوم، پرتوهايي را از خود ساطع کرده بود که از کاغذ سياه گذشته و بر صفحه فيلم اثر کرده بودند. بکرل اين فرايند را دوباره با سنگ معدني که سنگي سخت و سياه قيرگون است و از اورانيوم به دست مي آيد، تکرار کرد. اين بار، اثري که سنگ بر روي صفحه فيلم گذاشته بود، حتي از دفعه قبل هم قوي تر بود. بنابراين مي بايست به غير از عنصر اورانيوم، يک عنصر پرتوزاي ديگر هم در سنگ وجود مي داشت.

ارائه نظريه
 

در 12 آوريل 1898 کوري ها نظريه خود را به آکادمي علوم پاريس گزارش کردند. در 14 آوريل، کوري ها با همکاران «لمون» شيميدان فرانسوي، به جستجوي عنصر ناشناخته مزبور پرداختند. نتيجه گرانبهاي اين کار پرزحمت و طاقت فرسا تنها چند قطره از ماده اي بود که آنها اين ماده را در لوله هاي شيشه اي آزمايشگاهي نگهداري مي کردند.
بر اثر اين کارهاي طاقت فرسا در نخستين زمستان، ماري کوري دچار نوعي عفونت و التهاب ريوي شد و تمام فصل را مريض بود. ولي پس از بهبودي، کار پختن مواد در ديگها را در آزمايشگاه از سر گرفت. پس از آن، نخستين دخترش به نام ارينه متولد شد.
پير و ماري کوري در ماه جولاي (مردادماه) همان سال توانستند اين مسئله را انتشار دهند که سنگ معدن به غير از اورانيوم، دو عنصر پرتوزاي ديگري را نيز در خود دارد. نخستين عنصر را به ياد محل تولد و بزرگ شدن ماري کوري که لهستان بوده است، پولونيوم ناميدند و دومين عنصر را که اهميت زيادي داشت را راديوم ناميدند که از واژه لاتين به معني «پرتو» الهام مي گرفت.

تولد راديوم
 

در 26 دسامبر1898(5 دي ماه 1277) اعضاي آکادمي علوم پاريس، گزارشي تحت عنوان «درباره ماده شديدا راديواکتيوي که در پشبلند وجود دارد» انتشار دادند و اين روز تاريخ تولد راديوم است. پيدايش راديوم در ميان عناصر راديواکتيو طبيعي تقريبا به فوريت ثابت کرد که اين عنصر مناسبترين عنصر راديواکتيوي براي بسياري کارهاست. بزودي معلوم شد که نيمه عمر راديوم نسبتا زياد است(1600 سال). کشف راديوم موجب دگرگوني هاي اساسي در دانش بشر درباره خواص و ساخت ماده شد و منجر به شناخت و دستيابي به انرژي اتمي شد.

اولين جايزه نوبل
 

خانواده کوري به همراه بکرل بخاطر کشفي که پس از آن همه کار طاقت فرسا به آن نائل شدند در سال 1903 جايزه نوبل در فيزيک را از آن خود کردند و به اين ترتيب توانستند وامهايي که براي کارهاي پژوهشي طولاني خود گرفته بودند، پرداخت کنند.

دومين جايزه نوبل
 

پيرکوري در سال 1906 در 47 سالگي بعلت تصادف با درشکه درگذشت. مادام کوري پس از مرگ شوهرش به مطالعات خود ادامه داد و در سال 1910 موفق به تهيه راديوم خالص گرديد. در اين هنگام استاد سوربون و عضو آکادمي طب شد و در سال 1911 براي دومين بار به دريافت جايزه نوبل نائل شد.
ماري کوري به غير از«ليونس پاولينگ» برنده جايزه نوبل در شيمي در سال 1954 و برنده جايزه صلح نوبل در سال 1962 تنها کسي است که دو بار اين جايزه ارزشمند را از آن خود کرده است.
مادام کوري در 5 ژوئن 1924، يعني 25 سال بعد از مرگ شوهرش در سن 62 سالگي درگذشت.

دستاورد کشف کوري
 

اين واقعيت که پرتوهاي راديوم مي توانند بافتهاي زنده اندامها را از بين ببرند، به عنوان مهمترين دستاورد کشف کوري ها مشخص گرديد. پزشکان و پژوهشگران علوم پزشکي بزودي دريافتند که به وسيله اين مي توانند غده ها و بافتهاي بدخيم را که در سرطان و همچنين بيماريهاي پوستي و غدد ترشحي بروز مي کنند، از بين ببرند.
بسياري از بيماران سرطاني که توانسته اند با موفقيت درمان شوند و از مرگ نجات يابند، عمر دوباره و سلامتي خود را مرهون تلاشهاي خستگي ناپذير و انگيزه والاي اين زن بي همتا هستند.
منبع: ماهنامه اطلاعات علمي شماره 366