Biuletyn Informacji Publicznej

Wikiksiążki/Curie/ru

Wikimedia Polska, polski partner Fundacji Wikimedia.
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
o projekcie część polska część angielska część francuska część niemiecka część rosyjska część ukraińska FAQ
Mariecurie.jpg
Skłodowska-Curie w Wikipedii
Skłodowska-Curie w Wikipedii

Склодовская-Кюри, Мария

Мари́я Склодо́вская-Кюри́ (фр. Marie Curie, польск. Maria Skłodowska-Curie; 7 ноября 1867, Варшава — 4 июля 1934, возле Санселльмоза) — французский учёный-экспериментатор (физик, химик), педагог, общественный деятель польского происхождения. Дважды лауреат Нобелевской премии: по физике (1903) и химии (1911). Основала институты Кюри в Париже и в Варшаве. Жена Пьера Кюри, вместе с ним занималась исследованием радиоактивности.

Совместно с мужем открыла элементы радий (от лат. radiāre «излучать») и полоний (от латинского названия Польши Polōnia, — дань уважения родине Марии Склодовской).

Биография и научные достижения

Мария Склодовская родилась в Варшаве. Её детские годы были омрачены ранней потерей одной из сестёр и вскоре — матери. Ещё школьницей она отличалась необычайным прилежанием и трудолюбием. Мария стремилась выполнить работу самым тщательным образом, не допуская неточностей, часто за счёт сна и регулярного питания. Она занималась настолько интенсивно, что, окончив школу, вынуждена была сделать перерыв для поправки здоровья.

Мария стремилась продолжить образование, однако в Российской империи, в состав которой в то время входила Польша, возможности женщин получить высшее научное образование были ограничены. Сестры Склодовские — Мария и Бронислава договорились по очереди отработать несколько лет гувернантками, чтобы по очереди получить образование. Мария проработала несколько лет воспитателем-гувернанткой в то время, пока Бронислава училась в медицинском институте в Париже. Затем Мария в возрасте 24 лет смогла поехать в Сорбонну, в Париж, где изучала химию и физику в то время, как Бронислава зарабатывала средства для обучения сестры.

Мария Склодовская стала первой в истории Сорбонны женщиной-преподавателем. В 1894 г. в доме одного польского физика-эмигранта Мария Склодовская встретила Пьера Кюри. Пьер был руководителем лаборатории при Муниципальной школе промышленной физики и химии. К тому времени он провёл важные исследования по физике кристаллов и зависимости магнитных свойств веществ от температуры. Мария занималась исследованием намагниченности стали, и её польский друг надеялся, что Пьер сможет предоставить Марии возможность поработать в своей лаборатории. Вместе они занялись исследованием аномальных лучей (рентгеновских), которые испускали соли урана. Не имея никакой лаборатории и работая в сарае на улице Ломон в Париже, с 1898 по 1902 годы они переработали 8 тонн руды урана и выделили одну сотую грамма нового вещества — радия. Позже был открыт полоний — элемент, названный в честь родины Марии Кюри. В 1903 году Мария и Пьер Кюри получили Нобелевскую премию по физике «за выдающиеся заслуги в совместных исследованиях явлений радиации». Будучи на церемонии награждения, супруги задумываются создать собственную лабораторию и даже институт радиоактивности. Их затея была воплощена в жизнь, но гораздо позже.

После трагической смерти мужа Пьера Кюри в 1906 году Мария Склодовская-Кюри унаследовала его кафедру в Парижском университете.

В 1910 г. ей удалось в сотрудничестве с Андре Дебьерном выделить чистый металлический радий, а не его соединения, как бывало прежде. Таким образом, был завершен 12-летний цикл исследований, в результате которого было доказано, что радий является самостоятельным химическим элементом.

В конце 1910 г. кандидатура Склодовской-Кюри по настоянию ряда французских ученых была выдвинута на выборах во Французскую Академию Наук. До этого ни одна женщина не была избрана во Французскую Академию Наук, потому выдвижение сразу же привело к жестокой полемике между сторонниками и противниками её членства в этой консервативной организации. В результате нескольких месяцев оскорбительной полемики кандидатура Склодовской-Кюри была отвергнута на выборах с перевесом всего в 1 голос.

В 1911 г. Склодовская-Кюри получила Нобелевскую премию по химии «за выдающиеся заслуги в развитии химии: открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого замечательного элемента». Склодовская-Кюри стала первым (и на сегодняшний день единственной женщиной в мире) дважды лауреатом Нобелевской премии.

Незадолго до начала Первой мировой войны Парижский университет и Пастеровский институт учредили Радиевый институт для исследований радиоактивности. Склодовская-Кюри была назначена директором отделения фундаментальных исследований и медицинского применения радиоактивности. Сразу после начала активных боевых действий на фронтах Первой мировой войны Мария Склодовская-Кюри стала закупать на личные средства, оставшиеся от Нобелевской премии, рентгеновские переносные аппараты для просвечивания раненых. Передвижные рентгеновские пункты, приводившиеся в действие динамо-машиной, присоединенной к автомобильному мотору, объезжали госпитали, помогая хирургам проводить операции. На фронте эти пункты прозвали «маленькими Кюри». Во время войны она обучала военных медиков применению радиологии, например, обнаружению с помощью рентгеновских лучей шрапнели в теле раненого. В прифронтовой зоне Кюри помогала создавать радиологические установки, снабжать пункты первой помощи переносными рентгеновскими аппаратами. Накопленный опыт она обобщила в монографии «Радиология и война» в 1920 г.

В последние годы своей жизни она продолжала преподавать в Радиевом институте, где руководила работами студентов и активно способствовала применению радиологии в медицине. Она написала биографию Пьера Кюри, которая была опубликована в 1923 г. Периодически Склодовская-Кюри совершала поездки в Польшу, которая в конце войны обрела независимость. Там она консультировала польских исследователей. В 1921 г. вместе с дочерьми Склодовская-Кюри посетила США, чтобы принять в дар 1 г радия для продолжения опытов. Во время своего второго визита в США (1929) она получила пожертвование, на которое приобрела ещё грамм радия для терапевтического использования в одном из варшавских госпиталей. Но вследствие многолетней работы с радием её здоровье стало заметно ухудшаться.

Мария Склодовская-Кюри скончалась в 1934 г. от лейкемии. Её смерть является трагическим уроком — работая с радиоактивными веществами, она не предпринимала никаких мер предосторожности и даже носила на груди ампулу с радием как талисман. Похоронена рядом с Пьером Кюри в парижском Пантеоне.

Помимо двух Нобелевских премий, Склодовская-Кюри была удостоена:

  • медали Бертело Французской академии наук (1902),
  • медали Дэви Лондонского королевского общества (1903)
  • медали Эллиота Крессона Франклиновского института (1909).

Она была членом 85 научных обществ всего мира, в том числе Французской медицинской академии, получила 20 почётных степеней. С 1911 г. и до смерти Склодовская-Кюри принимала участие в престижных Сольвеевских конгрессах по физике, в течение 12 лет была сотрудником Международной комиссии по интеллектуальному сотрудничеству Лиги Наций.

Литература

  • Кюри Е. Мария Кюри. М., «Молодая гвардия», 1959.
  • Коттон Э. Семья Кюри и радиоактивность. М., 1964.
  • Иоффе А. Ф. Мария Складовская-Кюри // О физике и физиках. — Л.: «Наука», 1977.
  • Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия. Пер. с англ.- М.: Прогресс, 1992.
  • Склодовская-Кюри (ru) // Т.В.Розе Энциклопедия необходимых знаний. Книга 3 : энциклопедия. — ОЛМА-ПРЕСС, 2002. — С. 429. — ISBN 5-224-03604-6.
  • Жолио-Кюри, Ирен (ru) // Кто есть кто в мире: 1500 имён : библиографичкеский справочник. — Москва: ОЛМА-ПРЕСС, 2003. — С. 543-546. — ISBN 5-94849-441-1.

Кюри, Пьер

Пьер Кюри́ (фр. Pierre Curie; 1859—1906) — французский учёный-физик, один из первых исследователей радиоактивности, член Французской Академии наук, лауреат Нобелевской премии по физике за 1903 год.

Биография

Пьер Кюри родился 15 мая 1859 г. в Париже, в семье врача. Получил домашнее образование. В возрасте 16 лет получил ученую степень бакалавра Парижского университета, а спустя еще два года стал лиценциатом физических наук. С 1878 работал вместе со старшим братом Жаком в минералогической лаборатории Сорбонны. Вдвоём они открыли пьезоэлектрический эффект. В 1895 г. Кюри женился на Марии Склодовской, студентке из Польши. Начиная с 1897 г. они исследовали явление радиоактивности.

В 1903 г. Шведская королевская академия наук присудила Пьеру и Марии Кюри Нобелевскую премию по физике за 1903 год. Пьер и Мария Кюри получили половину награды «в знак признания … их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем». В октябре 1904 г. был назначен профессором физики Сорбонны. В 1905 г. был избран академиком во Французскую академию наук. Специально для него в Парижском университете была образована кафедра общей физики и радиоактивности.

19 апреля 1906 г. Кюри, переходя в дождливый день улицу в Париже, поскользнулся и попал под экипаж. Колесо телеги раздавило ему голову, смерть наступила мгновенно.

В 1995 г. его прах вместе с прахом жены был перезахоронен в Пантеоне.

Научная деятельность

Пьер Кюри сформулировал ряд идей симметрии. Он утверждал, что нельзя рассматривать симметрию какого-либо тела, не учитывая симметрию окружающей среды[1].

Научные достижения

  • Открытие пьезоэлектрического эффекта
  • Открытие полония
  • Открытие радия

Сочинения

  • Oeuvres, P., 1908; в рус. пер.: Избр. труды, М. — Л., 1966 (сер. Классики науки).

Библиография

  • Кюри М., Пьер Кюри…, пер. с франц., М., 1968;
  • Шпольский Э. В., Жизнь и деятельность Пьера Кюри, «Успехи физических наук», 1956, т. 58, в. 4;
  • Старосельская-Никитина О. А., Жизнь и творчество Пьера Кюри, «Тр. института истории естествознания и техники», 1957, т. 19.

Полоний

Поло́ний (лат. Polonium; обозначается символом Po) — химический элемент с атомным номером 84 в периодической системе, радиоактивный полуметалл серебристо-белого цвета. Не имеет стабильных изотопов.

История и происхождение названия

Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманке[2]. Элемент был назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (лат. Polonia).

В 1902 году немецкий учёный Вильгельм Марквальд, открыл новый элемент. Он назвал его Радиотеллур. Кюри, прочтя заметку об открытии, сообщила, что это элемент полоний, открытый ими 4-мя годами ранее. Марквальд не согласился с такой оценкой, заявив, что полоний и радиотеллур разные элементы. После ряда экспериментов с элементом, супруги Кюри доказали, что полоний и радиотеллур обладают одним и тем же периодом полураспада. Марквальд был вынужден отступить.

Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 г.

Нахождение в природе

Радионуклиды полония входят в состав естественных радиоактивных рядов:

210Po (Т1/2 = 138,376 суток), 218Po (Т1/2 = 3,10 мин) и 214Po (Т1/2 = 1,643×10−4 с) — в ряд 238U;

216Po (Т1/2 = 0,145 с) и 212Po (Т1/2 = 2,99×10−7 с) — в ряд Th;

215Po (Т1/2 = 1,781×10−3 с) и 211Po(Т1/2 = 0,516 с) — в ряд 235U.

Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре 2×10−14% по массе.

Свойства

Полоний — мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.

Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (РоО2)x и монооксид полония РоО. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро2+ розового цвета:

Ро + 2HCl → PoCl2 + Н2↑.

При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:

Ро + Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Po,

который при комнатной температуре находится в жидком состоянии (от −36,1 до 35,3 °C)

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РоО3 и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты К2РоО4. Известен также диоксид полония PoO2. Образует галогениды состава PoX2, PoX4 и PoX6. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.

Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку[3].

Изотопы

На начало 2006 года известны 33 изотопа полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбуждённых состояний изотопов полония. Стабильных изотопов не имеет[4]. Наиболее долгоживущие изотопы, 209Po и 208Po имеют периоды полураспада 102 и 2,9 года соответственно. Некоторые изотопы полония, входящие в радиоактивные ряды урана и тория, имеют собственные наименования, которые сейчас в основном рассматриваются как устаревшие:

Изотоп Название Обозначение Радиоактивный ряд
210Po Радий F RaF 238U
211Po Актиний C' AcC' 235U
212Po Торий C' ThC' 232Th
214Po Радий C' RaC' 238U
215Po Актиний A AcA 235U
216Po Торий A ThA 232Th
218Po Радий A RaA 238U

Получение

На практике в граммовых количествах нуклид полония 210Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209Bi нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210Bi за счет β-распада превращается в 210Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции

209Bi + p → 209Po + n

образуется самый долгоживущий изотоп полония 209Po.

Микроколичества полония извлекают из отходов переработки урановых руд. Выделяют полоний экстракцией, ионным обменом, хроматографией и возгонкой.

Металлический Po получают термическим разложением в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO2)x при 500 °C.

Применение

Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но, к сожалению, короткоживущих, ввиду малого времени жизни 210Po: Т1/2 = 138,376 суток). Альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надежны. Например, латунная ампула диаметром два и высотой четыре сантиметра ежесекундно дает до 90 миллионов нейтронов.

Полоний часто применялся раньше (иногда и в настоящее время) для ионизации газов (в частности воздуха). В первую очередь ионизация воздуха необходима для борьбы со статическим электричеством (на производстве, при обращении с особо чувствительной аппаратурой)[5]. Например, для прецизионной оптики изготавливаются кисточки удаления пыли[6]. Другое применение эффекта ионизации газа — в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры[7].

Важной областью применения полония является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 Вт/см³), тем не менее они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает альфа-частицы, проникающая способность и длина пробега которых минимальны. Например, у советского лунохода для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель[8].

Полоний-210 может послужить в сплаве с легким изотопом лития (6Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.

Биологическая роль

Полоний-210 высокотоксичен, имеет период полураспада 138 дней и 9 часов. Его удельная активность (166 ТБк/г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы. Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, так как его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоёмах и в воздухе рабочих помещений 11,1×10−3 Бк/л и 7,41×10−3 Бк/м³. Поэтому работают с полонием-210 лишь в герметичных боксах.

Полоний-210 в небольших количествах находится в природе, и накапливается табаком, вследствие чего является одним из заметных факторов, который наносит вред здоровью курильщика. Другие природные изотопы полония распадаются очень быстро, поэтому не успевают накапливаться в табаке[9]. «Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешны» — говорится в статье, исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере[10].

Точных сведений о воздействии радиационного отравления полонием на человека не существуют, так как опыты на человеке не проводились (проводились, однако, измерения кинетики малых доз полония в организме человека, а также наблюдения нескольких известных случаев острого или хронического отравления полонием). По оценке специалистов, опубликованной[11] в научном журнале Journal of Radiological Protection и основанной на математической модели радиационного отравления, разработанной на основе данных по опытам над животными, летальная доза полония-210 для взрослого человека оценивается в пределах от 0,1-0,3 ГБк (0,6-2 мкг) при попадании изотопа в организм через лёгкие, до 1-3 ГБк (6-18 мкг) при попадании в организм через пищеварительный тракт.

Более долгоживущие полоний-208 (период полураспада 2,898 года) и полоний-209 (период полураспада 103 года) обладают несколько меньшей радиотоксичностью на единицу веса, обратно пропорционально периоду полураспада. Сведений о радиотоксичности других, короткоживущих изотопов полония, мало. В организме человека полоний ведет себя подобно своим химическим гомологам, селену и теллуру, концентрируется в печени, почках, селезёнке и костном мозге. Период полувыведения из организма − от 30 до 50 дней, выделяется в основном через почки. Есть сообщения об успешном использовании 2,3-димеркаптопропанола для выведения полония из организма крыс — 90 % животных, которым внутривенно вводилась смертельная доза полония-210 (9 нг/кг веса), выжили, тогда как в контрольной группе все крысы погибли в течение полутора месяцев.

Случаи отравления Полонием-210, получившие широкое освещение

  • Облучение экипажа подводной лодки К-27, в результате которой в течение нескольких дней погибло восемь человек[12].

Радий

Ра́дий — элемент главной подгруппы второй группы седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 88. Обозначается символом Ra (лат. Radium). Простое вещество радий (CAS-номер: 7440-14-4) — блестящий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. Обладает высокой химической активностью. Радиоактивен; наиболее устойчив нуклид 226Ra (период полураспада около 1600 лет).

История

Французские учёные Пьер и Мария Кюри обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды (урановая смолка, добывавшаяся в городе Иоахимсталь, Чехия), более радиоактивны, чем чистый уран. Из этих отходов супруги Кюри после нескольких лет интенсивной работы выделили два сильно радиоактивных элемента: полоний и радий. Первое сообщение об открытии радия (в виде смеси с барием) Кюри сделали 26 декабря 1898 года во Французской Академии наук. В 1910 Кюри и Андре Дебьерн выделили чистый радий путём электролиза хлорида радия на ртутном катоде и последующей дистилляции в водороде. Выделенный элемент представлял собой, как сейчас известно, изотоп радий-226, продукт распада урана-238. За открытие радия и полония супруги Кюри получили Нобелевскую премию. Радий образуется через многие промежуточные стадии при радиоактивном распаде изотопа урана-238 и поэтому находится в небольших количествах в урановой руде.

В России радий впервые был получен в экспериментах известного советского радиохимика В. Г. Хлопина.

В 1918 году на базе Государственного рентгеновского института было организовано Радиевое отделение. Это отделение в 1922 году получило статус отдельного научного института. Одной из задач Радиевого института были исследования радиоактивных элементов, в первую очередь — радия. Директором нового института стал В. И. Вернадский, его заместителем — В. Г. Хлопин, физический отдел института возглавил Л. В. Мысовский.[13]

Многие радионуклиды, возникающие при радиоактивном распаде радия, до того, как была выполнена их химическая идентификация, получили наименования вида радий А, радий B, радий C и т. д. Хотя сейчас известно, что они представляют собой изотопы других химических элементов, их исторически сложившиеся названия по традиции иногда используются:

Изотоп
Эманация радия 222Rn
Радий A 218Po
Радий B 214Pb
Радий C 214Bi
Радий C1 214Po
Радий C2 210Tl
Радий D 210Pb
Радий E 210Bi
Радий F 210Po

Названная в честь Кюри внесистемная единица радиоактивности кюри основана на активности 1 г радия-226: 3,7×1010 распадов в секунду, или 37 ГБк.

Происхождение названия

Название «радий» связано с излучением ядер атомов Ra (лат. radius — луч).

Нахождение в природе

Радий довольно редок. За прошедшее с момента его открытия время — более столетия — во всём мире удалось добыть всего только 1,5 кг чистого радия. Одна тонна урановой смолки, из которой супруги Кюри получили радий, содержит лишь около 0,0001 г радия-226. Весь природный радий является радиогенным — возникает при распаде урана-238, урана-235 или тория-232; из четырёх найденных в природе наиболее распространённым и долгоживущим изотопом (период полураспада 1602 года) является радий-226, входящий в радиоактивный ряд урана-238. В равновесии отношение содержания урана-238 и радия-226 в руде равно отношению их периодов полураспада: (4,468×109 лет)/(1602 года)=2,789×106. Таким образом, на каждые три миллиона атомов урана в природе приходится лишь один атом радия или 1,02 мкг/т (кларк в земной коре).

Все природные изотопы радия сведены в таблицу:

Изотоп Историческое название Семейство Период полураспада Тип распада Дочерний изотоп (историческое название)
Радий-223 актиний Х (AcX) ряд урана-235 11,435 дня α радон-219 (актинон, An)
Радий-224 торий Х (ThX) ряд тория-232 3,66 дня α радон-220 (торон, Tn)
Радий-226 радий (Ra) ряд урана-238 1602 года α радон-222 (радон, Rn)
Радий-228 мезоторий I (MsTh1) ряд тория-232 5,75 года β актиний-228 (мезоторий II, MsTh2)

Геохимия радия во многом определяется особенностями миграции и концентрации урана, а также химическими свойствами самого радия — активного щёлочноземельного металла. Среди процессов, способствующих концентрированию радия, следует указать в первую очередь на формирование на небольших глубинах геохимических барьеров, в которых концентрируется радий. Такими барьерами могут быть, например, сульфатные барьеры в зоне окисления. Поднимающиеся снизу хлоридные сероводородные радийсодержащие воды в зоне окисления становятся сульфатными, радий осаждается с BaSO4 и CaSО4, где он становится практически нерастворимым постоянным источником радона. Из-за высокой миграционной способности урана и способности его к концентрированию, формируются многие типы урановых рудообразований в гидротермах, углях, битумах, углистых сланцах, песчаниках, торфяниках, фосфоритах, бурых железняках, глинах с костными остатками рыб (литофациями). При сжигании углей зола и шлаки обогащаются 226Ra. Также содержание радия повышено в фосфатных породах.

В результате распада урана и тория и выщелачивания из вмещающих пород в нефти постоянно образуются радионуклиды радия. В статическом состоянии нефть находится в природных ловушках, обмена радием между нефтью и подпирающими ее водами нет (кроме зоны контакта вода-нефть) и в результате имеется избыток радия в нефти. При разработке месторождения пластовые и закачиваемые воды интенсивно поступают в нефтяные пласты, поверхность раздела вода-нефть резко увеличивается и в результате радий уходит в поток фильтрующихся вод. При повышенном содержании сульфат-ионов растворенные в воде радий и барий осаждаются в виде радиобарита Ва(Ra)SО4, который выпадает на поверхности труб, арматуры, резервуаров. Типичная объёмная активность поступающей на поверхность водонефтяной смеси по 226Rа и 228Rа может быть порядка 10 Бк/л (соответствует жидким радиоактивным отходам).

Основная масса радия находится в рассеянном состоянии в горных породах. Радий — химический аналог щелочных и щёлочноземельных породообразующих элементов, из которых состоят полевые шпаты, составляющие половину массы земной коры. Калиевые полевые шпаты — главные породообразующие минералы кислых магматических пород — гранитов, сиенитов, гранодиоритов и др. Известно, что граниты обладают природной радиоактивностью несколько выше фоновой из-за содержащегося в них урана. Хотя кларк урана не превышает 3 г/т, но в гранитах его содержание составляет уже 25 г/т. Но если гораздо более распространённый химический аналог радия барий входит в состав довольно редких калий-бариевых полевых шпатов (гиалофанов), а «чистый» бариевый полевой шпат, минерал цельзиан BaAl2Si2O8 очень редок, то накопления радия с образованием радиевых полевых шпатов и минералов вообще не происходит из-за короткого периода полураспада радия. Радий распадается на радон, уносящийся по порам и микротрещинкам и вымывающийся с грунтовыми водами. В природе иногда встречаются молодые радиевые минералы, не содержащие уран, например радиобарит и радиокальцит, при кристаллизации которых из растворов, обогащённых радием (в непосредственной близости от легкорастворимых вторичных урановых минералов), радий сокристаллизуется с барием и кальцием благодаря изоморфизму.

Получение

Получить чистый радий в начале ХХ в. стоило огромного труда. Мария Кюри трудилась 12 лет, чтобы получить крупинку чистого радия. Чтобы получить всего 1 г чистого радия, нужно было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и 5 вагонов разных химических веществ. Поэтому на начало ХХ в. в мире не было более дорогого металла. За 1 г радия нужно было заплатить больше 200 кг золота.

Физические и химические свойства

Радий при нормальных условиях представляет собой блестящий белый металл, на воздухе темнеет (вероятно, вследствие образования нитрида радия). Реагирует с водой. Ведёт себя подобно барию и стронцию, но более химически активен. Обычная степень окисления — +2. Гидроксид радия Ra(OH)2 — сильное, коррозионное основание.

Применение

В настоящее время радий иногда используют в компактных источниках нейтронов, для этого небольшие его количества сплавляются с бериллием. Под действием альфа-излучения (ядер гелия-4) из бериллия выбиваются нейтроны: 9Be + 4He → 12C + 1n.

В медицине радий используют как источник радона для приготовления радоновых ванн (хотя в настоящее время их полезность оспаривается). Кроме того, радий применяют для кратковременного облучения при лечении злокачественных заболеваний кожи, слизистой оболочки носа, мочеполового тракта.

Однако в настоящее время существует множество более подходящих для этих целей радионуклидов с нужными свойствами, которые получают на ускорителях или в ядерных реакторах, например, 60Co (T1/2 = 5,3 года), 137Cs (T1/2 = 30,2 года), 182Ta (T1/2 = 115 сут.), 192Ir (T1/2 = 74 сут.), 198Au (T1/2 = 2,7 сут.) и т. д.

До 70-х годов XX века радий часто использовался для изготовления светящихся красок постоянного свечения (для разметки циферблатов авиационных и морских приборов, специальных часов и других приборов), однако сейчас его обычно заменяют менее опасными изотопами: тритием (T1/2 = 12,3 года) или 147Pm (T1/2 = 2,6 года). Опасность таких приборов состоит в том, что они не содержали предупреждающей маркировки, выявить их можно только дозиметрами.

Биологическая роль

Радий чрезвычайно радиотоксичен. В организме он ведёт себя подобно кальцию — около 80 % поступившего в организм радия накапливается в костной ткани. Большие концентрации радия вызывают остеопороз, самопроизвольные переломы костей и злокачественные опухоли костей и кроветворной ткани. Опасность представляет также радон — газообразный радиоактивный продукт распада радия.

Преждевременная смерть Марии Кюри произошла вследствие хронического отравления радием, так как в то время опасность облучения ещё не была осознана.

Изотопы

Известны 25 изотопов радия. Изотопы 223Ra, 224Ra, 226Ra, 228Ra встречаются в природе, являясь членами радиоактивных рядов. Остальные изотопы могут быть получены искусственным путём. Радиоактивные свойства некоторых изотопов радия[14]:

Массовое число Период полураспада Тип распада
213 2,74(6) мин. α
219 10(3) мс α
220 17,9(14) мс α (99%)
221 28(2) с α
222 38,0(5) с α
223 (AcX) 11,43(5) дня α
224 (ThX) 3,6319(23) дня α
225 14,9(2) дня β
226 1602(7) лет α
227 42,2(5) мин. β
228 (MsTh1) 5,75(3) года β
230 93(2) мин. β

Кюри, Ева Дениза

Е́ва Дени́за Кюри́-Лабуа́сс (6 декабря 1904 — 22 октября 2007) — французская и американская писательница и общественный деятель.

Биография

Ева Кюри была второй дочерью Марии и Пьера Кюри.

В 1937 году она написала биографический очерк о жизни своей матери, получивший Американскую Национальную литературную премию; на основе этой книги в том же году был снят фильм с Грир Гарсон в главной роли. Кроме того, Ева Кюри писала о музыке, театре и кино.

После оккупации Франции в 1940 году она эвакуировалась в Англию. В 1943 году она издала хроники своих поездок по фронтам Второй мировой войны. Ева Кюри была активной участницей движения Сопротивления.

Она возвратилась в Париж после войны и стала соиздателем ежедневной вечерней газеты (1945—1949 годы).

В 1952 году она была назначена специальным советником Генерального секретаря НАТО и работала на этой должности до 1954 года, когда она познакомилась с Генри Ричардсоном Лабуассом-младшим — американским послом в Греции, за которого вскоре вышла замуж.

В течение 15 лет Лабуасс был руководителем Детского Фонда ООН (ЮНИСЕФ), а в 1965 он принял Нобелевскую премию мира, которую присудили ЮНИСЕФ за активную роль в укреплении братства между народами и мира.

Ева же с 1962 по 1965 годы возглавляла ЮНИСЕФ в Греции. В 1958 году она получила гражданство США и жила в Нью-Йорке.

Ева Кюри умерла 22 октября 2007 года в возрасте 102 лет.

Жолио-Кюри, Ирен

Ире́н Жолио́-Кюри́ (фр. Irène Joliot-Curie, девичья фамилия — Кюри; имя читается как «Ирэн», прим.; 12 сентября 1897, Париж — 17 марта 1956, там же) — французский физик, лауреат Нобелевской премии по химии, совместно с Фредериком Жолио (1935 г.), старшая дочь Марии Склодовской-Кюри и Пьера Кюри, жена Фредерика Жолио-Кюри.

Детство

В ранние годы Ирен воспитывал дед по линии отца — врач Эжен Кюри, — так как Мария Склодовская-Кюри открыла радий, когда Ирен был один год, и не могла заниматься её воспитанием из-за интенсивной научной работы. Воспитание деда сформировало у Ирен глубоко антиклерикальные политические взгляды.

В возрасте 10 лет Ирен начала заниматься в кооперативной школе, организованной матерью и несколькими её коллегами, в том числе физиками Полем Ланжевеном и Жаном Перреном, которые также преподавали в этой школе. Два года спустя она поступила в колледж Севине (Collège Sévigné), окончив его накануне первой мировой войны.

Начало карьеры

Ирен продолжила своё образование в Парижском университете (Сорбонне). Однако она на несколько месяцев прервала свою учёбу, так как работала медицинской сестрой в военном госпитале, помогая матери делать рентгенограммы.

По окончании войны Ирен К. стала работать ассистентом-исследователем в Институте радия, который возглавляла её мать, a c 1921 г. начала проводить самостоятельные исследования. Её первые опыты были связаны с изучением радиоактивного полония — элемента, открытого её родителями более чем 20 годами ранее. Поскольку явление радиации было связано с расщеплением атома, его изучение давало надежду пролить свет на структуру атома. Ирен К. изучала флуктуацию, наблюдаемую в ряде альфа-частиц, выбрасываемых, как правило, с чрезвычайно высокой скоростью во время распада атомов полония. На альфа-частицы, которые состоят из 2 протонов и 2 нейтронов и, следовательно, представляют собой ядра гелия, как на материал для изучения атомной структуры впервые указал английский физик Эрнест Резерфорд. В 1925 г. за исследование этих частиц Ирен К. была присуждена докторская степень.

Брак с Фредериком Жолио и их совместная работа

Самое значительное из проведённых ею исследований началось несколькими годами позже, после того как в 1926 г. она вышла замуж за своего коллегу, ассистента Института радия Фредерика Жолио. В 1930 г. немецкий физик Вальтер Боте обнаружил, что некоторые лёгкие элементы (среди них бериллий и бор) испускают мощную радиацию при бомбардировке их альфа-частицами. Заинтересовавшись проблемами, которые возникли в результате этого открытия, супруги Жолио-Кюри (как они себя называли) приготовили особенно мощный источник полония для получения альфа-частиц и применили сконструированную Жолио чувствительную конденсационную камеру, с тем чтобы фиксировать проникающую радиацию, которая возникала таким образом.

Они обнаружили, что когда между бериллием или бором и детектором помещается пластинка водородсодержащего вещества, то наблюдаемый уровень радиации увеличивается почти вдвое. Супруги Жолио-Кюри объяснили возникновение этого эффекта тем, что проникающая радиация выбивает отдельные атомы водорода, придавая им огромную скорость. Несмотря на то, что ни Ирен, ни Фредерик, не поняли сути этого процесса, проведённые ими тщательные измерения проложили путь для открытия в 1932 г. Джеймсом Чедвиком нейтрона — электрически нейтральной составной части большинства атомных ядер.

Продолжая исследования, супруги Жолио-Кюри пришли к своему самому значительному открытию. Подвергая бомбардировке альфа-частицами бор и алюминий, они изучали выход позитронов (положительно заряженных частиц, которые во всех остальных отношениях напоминают отрицательно заряженные электроны), впервые открытых в 1932 г. американским физиком Карлом Д. Андерсоном. Закрыв отверстие детектора тонким слоем алюминиевой фольги, они облучили образцы алюминия и бора альфа-частицами. К их удивлению, выход позитронов продолжался в течение нескольких минут после того, как был удалён полониевый источник альфа-частиц. Позднее Жолио-Кюри пришли к убеждению, что часть алюминия и бора в подвергнутых анализу образцах превратилась в новые химические элементы. Более того, эти новые элементы были радиоактивными: поглощая 2 протона и 2 нейтрона альфа-частиц, алюминий превратился в радиоактивный фосфор, а бор — в радиоактивный изотоп азота. В течение непродолжительного времени Жолио-Кюри получили много новых радиоактивных элементов.

Нобелевская премия и последующие годы

В 1935 г. Ирен Ж.-К. и Фредерику Жолио совместно была присуждена Нобелевская премия по химии «за выполненный синтез новых радиоактивных элементов». Во вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук К. В. Пальмайер напомнил Ж.-К. о том, как 24 года назад она присутствовала на подобной церемонии, когда Нобелевскую премию по химии получала её мать. «В сотрудничестве с вашим мужем, — сказал Пальмайер, — вы достойно продолжаете эту блестящую традицию».

Через год после получения Нобелевской премии Ж.-К. стала полным профессором Сорбонны, где читала лекции начиная с 1932 г. Она также сохранила за собой должность в Институте радия и продолжала заниматься исследованиями радиоактивности. В конце 1930-х гг. Ж.-К., работая с ураном, сделала несколько важных открытий и вплотную подошла к обнаружению того, что при бомбардировке нейтронами происходит распад (расщепление) атома урана. Повторив те же самые опыты, немецкий физик Отто Ган и его коллеги Фриц Штрассман и Лиза Мейтнер в 1938 г. добились расщепления атома урана.

Между тем Ж.-К. начала все большее внимание уделять политической деятельности и в 1936 г. в течение четырёх месяцев работала помощником статс-секретаря по научно-исследовательским делам в правительстве Леона Блюма. Несмотря на германскую оккупацию Франции в 1940 г., Ж.-К. и её муж остались в Париже, где Жолио участвовал в движении Сопротивления. В 1944 г. у гестапо появились подозрения в отношении его деятельности, и, когда он в том же году ушёл в подполье, Ж.-К. с двумя детьми бежала в Швейцарию, где они оставались до освобождения Франции.

В 1946 г. Ж.-К. была назначена директором Института радия. Кроме того, с 1946 по 1950 гг. она работала в Комиссариате по атомной энергии Франции. Всегда глубоко озабоченная проблемами социального и интеллектуального прогресса женщин, она входила в Национальный комитет Союза французских женщин и работала во Всемирном Совете Мира. К началу 1950-х гг. её здоровье стало ухудшаться, вероятно, в результате полученной дозы радиации. Ж.-К. умерла в Париже 17 марта 1956 г. от острой лейкемии.

Помимо Нобелевской премии, она была удостоена почётных степеней многих университетов и состояла во многих научных обществах. В 1940 г. ей была вручена золотая медаль Барнарда за выдающиеся научные заслуги, присуждённая Колумбийским университетом. Ж.-К. была кавалером ордена Почётного легиона Франции.


Центр онкологии — институт имени Марии Склодовской-Кюри в Варшаве

Центр онколо́гии — институ́т и́мени Мари́и Склодо́вской-Кюри́ в Варша́ве (польск. Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie) — онкологический институт в Варшаве, основанный Марией Склодовской-Кюри совместно с польским правительством (в частности, с президентом Игнацием Мосцицким) 29 мая 1932 года как «Институт Радия» (польск. Instytut Radowy). Текущее название получил после Второй мировой войны.

Сейчас это специализированный институт в ведомстве Министерства здравоохранения Польши. Существуют филиалы института в Гливице и Кракове. Главное здание института стоит на улице Рентгена.

На одной из стен института расположена надпись «MARII SKŁODOWSKIEJ CURIE, W HOŁDZIE» («в дань Марии Склодовской-Кюри»).

Источники

  • Centrum Onkologii — Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie 1932-2002 / E. Towpik. — ISBN 83-88681-15-X



  1. Золотое сечение. Статьи. Наука и техника
  2. E. Rutherford Radioactive Substances and Their Radiations. — Лондон: Forgotten Books. — С. 20. — 699 с. — ISBN 1451001983, 9781451001983
  3. Игорь Иванов. Разгадана загадка полония (ru) 1 (12.07.07). — «Вычисления, проведенные чешскими исследователями, дали ответ на вопрос, давно мучивший физиков: почему полоний предпочитает кубическую кристаллическую решетку?»  Проверено 4 maja 2010.
  4. Глав. ред.: Н.С. Зефиров Химическая энциклопедия / Н.С. Зефиров. — Москва: Большая Российская Энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 53. — 639 с. — (5 томов). — 20 000 экз. — ISBN 5852700924
  5. Ионизаторы воздуха
  6. Антистатическая кисточка
  7. J. H. Dillon. Polonium Alloy for Spark Plug Electrodes. J. Appl. Phys. 11, 291 (1940). [1]
  8. Публикации | Книга «Ядерный Центр России — Саров»
  9. Полоний-210 в табачном дыме
  10. РИА Новости: Табак содержит радиоактивный полоний-210
  11. Polonium-210 as a poison
  12. Тамара Девятова За какими корабельными реакторами будущее? (В. В. Наумов, контр-адмирал в отставке) // Атомная стратегия : Журнал. — ноябрь 2006. — В. 26.
  13. Мещеряков М. Г., Перфилов, Николай Александрович Памяти Льва Владимировича Мысовского (К семидесятипятилетию со дня рождения) // Выпуск УФН : Сборник УФН. — М.: 1963. — В. Ноябрь.
  14. Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).