радий-226, уран-235 — радий-223 с периодом полураспада 11,4 суток, торий-232 — радий-228 с периодом полураспада 5,75 лет, торий-228 — радий-224 с периодом полураспада 3,7 суток. Поэтому в природе радий встречается в тех же минералах, которые содержат уран и торий.
Искусственные изотопы изготавливают с помощью ускорителей: бомбардируя протонами с энергией 800 МэВ мишень из природного тория, получают актиний-225 и радий-223. Радий-223 образуется и в результате распада актиния-227, который работает в актиний-бериллиевых генераторах нейтронов. Из такого генератора радий можно извлечь, а очищенный актиний снова использовать. О том, где находит применение радий-223, будет сказано ниже.
Что такое радиевый эквивалент
В 1910 году Мария Склодовская-Кюри по просьбе коллег изготовила радиевый эталон радиоактивности. На его основе были созданы национальные эталоны, переданные во многие страны, а число распадов в секунду, которые дает грамм радия-226, назвали «один кюри». Один кюри — очень высокая доза радиации, поэтому для практических целей ввели беккерель — число распадов в секунду. Один кюри равен 3,7 х 1010 беккерелей; в них измеряют содержание радиоактивных веществ.
В радии было чудесно все. Он оказался мощным источником энергии. Словно соприкоснувшись с философским камнем, он сначала становился газом, а потом обращался в свинец. Исследователи по всему миру понимали, что перед ними одна из величайших тайн природы. Вскоре в Париже, Вене, Варшаве, Денвере, Петрограде открылись Институты радия. Началась промышленная переработка урановой руды, причем уран со своей слабой радиоактивностью оказывался в отвалах. Объем добычи был очень мал — во всем мире в год получали считаные граммы радия, а цена одного его грамма была равна цене 160 кг золота.
Вскоре радий стали применять в самых разных областях науки и техники — старались и ученые, и энтузиасты. Некоторые способы его использования сейчас, конечно, вызывают недоумение и даже удивление. Английская компания Radior Co., к примеру, с 1918 года выпускала омолаживающие кремы, косметику и парфюмерию, содержащие радий. Был и хлеб, замешанный на минеральной воде из урановых рудников Йохимшталя, омолаживающие шоколадки с радием, пластинки, которые следовало на ночь класть под мошонку для увеличения мужской силы. Поскольку очень быстро было установлено, что радиация угнетает бактерии, соединения радия стали добавлять в зубной порошок и пасту, пытались даже с его помощью стерилизовать молоко. Радиевый бум продлился до 30-х годов XX века.
Как радий применяют в медицине
Первое важное практическое применение радия связано с высокой биологической активностью его излучения: при большой дозе оно способно убивать все живое, и прежде всего клетки злокачественных опухолей. Метод сначала назвали «кюритерапия», теперь он известен как «радиотерапия». Кюритерапия в простейшем виде представляла собой наложение на опухоль пластинки, покрытой хлоридом радия. В опухоль, например, языка или носа втыкали иглы, опять же, с покрытием из хлорида радия либо содержащие ампулу с радоном. Количество радия в таких устройствах исчисляется миллиграммами, служат же они очень долго, ведь его период полураспада 1600 лет. Более того, поскольку учет таких иголок и пластин был налажен слабо, они до сих пор могут находиться в каких-нибудь клиниках и лабораториях. Граммовые количества радия применяли в первых радиевых пушках — приборах для облучения опухолей на расстоянии.
Появление ядерной энергетики и ускорителей снизило до нуля потребность в радии: новые источники изотопов имели гораздо более контролируемый спектр излучения и время полураспада. Также они оказались значительно более дешевыми, чем радий, добытый из урановой руды. Правда, в XXI веке короткоживущий радий-223 нашел новое применение: им лечат болезненные метастазы, возникающие в костях вследствие рака предстательной железы, при этом жизнь пациентов в среднем продлевается до полугода. Соответствующий препарат называется альфарадин, он проходит очередные клинические испытания.
Второе место по применению после медицины радию обеспечила его способность вызывать свечение. Радиевый образец и сам по себе окружен слабым сиянием — это светятся возбужденные его излучением атомы азота воздуха (название “радий” от лат. radius — луч). Специальный краситель-флуорофор (чаще всего использовался с этой целью сульфид цинка) светился гораздо ярче. Краска на основе сульфида цинка с радием быстро нашла применение при изготовлении циферблатов часов, всевозможных указателей, надписей, декоративных узоров. С начала Первой мировой войны такую краску стали наносить на стрелки и деления циферблатов всевозможных приборов.
Сведения о том, что радиация вредна, по одной из версий, появились именно после того, как началось массовое производство этих приборов. Дело в том, что в 20—30-х годах регистрировались массовые заболевания работниц, которые во время войны наносили радиоактивную краску на стрелки и циферблаты. Хозяева производств поначалу отрицали связь между заболеваниями и радием. Однако тот факт, что радий вызывает лучевую болезнь, в конце концов был установлен.
Чем полезна вода, содержащая радий
Возле источников минеральных вод с давних времен устраивали бальнеологические курорты. Когда же обнаружили, что во многих таких источниках концентрация радия повышена, ему и приписали целебные свойства. Считалось, что радиация стимулирует организм, ускоряет в нем обмен веществ, активирует действия ферментов. Лечебные процедуры с такой водой снижали кровяное давление за счет расширения сосудов, способствовали восстановлению здоровья, а особенно помогали при подагре и ревматизме за счет усиленного выведения мочевой кислоты из организма. Тогда же появилась идея продавать соли, содержащие радий, чтобы люди сами могли готовить радиевые ванны и потреблять целебную воду. Естественно, неаккуратное обращение с такими солями или водами приводило к скорой смерти от лучевой болезни.
Как влияет радий на живые существа
Распространившиеся слухи о том, что радий способствует повышению урожайности сельхозкультур, привели к мысли, что отходами от переработки руды, содержащими следы радия (а также урана и тория, которые тогда не использовались), следует удобрять поля. В результате некоторые поля в США, Канаде и Франции были «удобрены» радиоактивными веществами. Вообще-то радий неизбежно попадает на поля вместе с фосфорными удобрениями, но растения забирают из почвы всего не более 1 % радия. В любом случае, если речь не идет о почвах в районах месторождений урана (или буровых установок), концентрации природных радиоактивных элементов в растениях значительно ниже предельно допустимой нормы. В малых дозах радий стимулирует активность дрожжевых грибков — это явление пытались использовать для ускорения спиртового брожения. Стимулирующему действию радиоактивных радоновых ванн или минеральной воды на человека посвящена обширная литература.
В больших же дозах радий вызывает радиационные ожоги и лучевую болезнь. Его негативное воздействие усиливает и тот факт, что при распаде радия образуется целый спектр сильнорадиоактивных веществ.
Радий может присутствовать в строительных материалах. Строго говоря, основной радиоактивный элемент в нашем
