Актиниды Актиний Применение тория Химически уран Изотоп уран-233 Нептуний Плутоний

Химические свойства радиоактивных элементов

Радон может поступать в дома также с водой (особенно если она подается из артезианских скважин), при сжигании природного газа и т.д. Радон в 7,5 раз тяжелее воздуха. Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении; При длительном поступлении радона и его продуктов в организм человека многократно возрастает риск возникновения рака легких

Очевидно, потребителей 242Cm следует искать там, где особенно ценятся малый вес и компактность источника энергии. Это, например, космические исследования. Радиоизотопные источники на основе 24^m (в комбинации с термоэлектрическими или другими преобразователями энергии) способны развивать мощность до нескольких киловатт. Они приемлемы для космических станций, как автоматических, так и с человеком на борту. Правда, из-за сравнительно короткого периода полураспада (162 дня) продолжительность стабильной работы такого источника составляет всего несколько месяцев. Однако для многих исследований околоземного пространства, а также Луны этого вполне достаточно.

Как интенсивный а-излучатель 242Cm может применяться в нейтронных источниках (в смеси с бериллием), а также для создания внешних пучков а-частиц. Последние используют как средство возбуждения атомов в новых методах химического анализа, основанных на рассеянии а-частиц и возбуждении характеристического рентгеновского излучения. С помощью такой установки был проведен непосредственный химический анализ поверхности Луны методом рассеяния а-частиц.

Интересно, что в результате радиоактивного распада ^^m образуется другой а-излучатель - 238Pu, который может быть затем отделен химическим путем и получен в радиохимически чистом виде. А Pu применяют не только в космических генераторах тока, но и в сердечных стимуляторах. Таким образом, отслужившие свой срок кюриевые генераторы могут служить дополнительным источником для получения изотопически чистого Pu. Удачное решение проблемы отходов!

В последние годы все большее внимание исследователей привлекает другой, более тяжелый изотоп кюрия с массой 244. Он тоже а-излучатель, но имеет больший период полураспада - 18,1 года. Его энерговыделение соответственно меньше - 2,83 ватта на грамм. Поэтому с ним проще работать: при изучении химических и физических свойств в меньшей степени сказываются радиационные эффекты. 244Cm можно даже подержать в руках, правда, если работать в перчатках в абсолютно герметичном боксе. И еще одно важное обстоятельство: этот изотоп можно получать в больших количествах (килограммы).

Полагают, что в радиоизотопных генераторах для космических и океанических исследований 244Cm сможет заменить 238Pu. Генераторы на основе 21^m менее долговечны, чем плутониевые, но их удельноё энерговыделение примерно впятеро больше. Правда 244Cm испускает примерно в 50 раз больше нейтронов (идет спонтанное деление), чем 238Pu. Поэтому кюриевые генераторы в качестве стимуляторов сердечной деятельности вряд ли применимы. Но в других автономных источниках энергии Cm вполне может заменить плутоний. К тому же кюрий не так токсичен, как плутоний. А предельная мощность кюриевых генераторов (определяемая критической массой) примерно в 10 раз больше чем плутониевых: 162 и 48 киловатт соответственно.

Однако самый больший интерес для практики представляет еще более тяжелый и гораздо более долгоживущий изотоп - 245Cm. Его период полураспада 3320 лет. И этот изотоп тоже а- излучатель, но здесь перспективность определяется совсем другим свойством его ядра - способностью делиться под действием нейтронов подобно делящимся изотопам урана и плутония. Способность ядер 245Cm к делению тепловыми нейтронами в три с лишним раза больше, чем у любого из применяемых сейчас делящихся изотопов. Это значит, что для поддержания цепной реакции потребуется во много раз меньше Cm, нежели U или Pu.

Сейчас разрабатываются методы получения 245Cm в достаточных количествах, но тут ученые попали в замкнутый круг. При облучении Pu и Am в реакторах с большой плотностью нейтронных потоков одновременно с 244Cm всегда образуются и более тяжелые изотопы. В том числе и Cm. Однако то полезное свойство Cm ради которого его стремятся получать, - большое сечение деления на тепловых нейтронах — здесь оказывается вредным. Ядра 244Cm, захватив нейтроны, превращаются в Cm, но под действием тех же нейтронов эти ядра делятся на осколки. Нейтроны - инструмент синтеза сами же оказываются орудием разрушения. В результате в смеси изотопов кюрия Cm оказывается лишь несколько процентов. А если учесть, что эти изотопы еще обязательно надо разделить, станет понятно, почему 245Cm пока не может быть использован в качестве делящегося материала.

В заключение — несколько слов о самом долгоживущем изотопе, Cm. Период его полураспада оценивается в 14—16 миллионов лет. Недавно его следы были обнаружены в земной коре, в некоторых радиоактивных минералах. Массовое число этого изотопа выражается формулой (4n + 3), поэтому вполне логично предположить, что он является родоначальником известного актиноуранового семейства (семейства 235U).

Существенный вклад в облучение человека вносит радон и продукты его распада. Основным источником этого радиоактивного инертного газа является земная кора. Проникая через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах, радон задерживается в помещениях. Другой источник радона в помещении - это строительные материалы (бетон, кирпич и т.д)
Химические свойства радиоактивных элементов