Химия - Радий - Нахождение в природе
01 марта 2011Оглавление:
1. Радий
2. История
3. Нахождение в природе
4. Получение
5. Биологическая роль
6. Интересные факты
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 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:/=2,789×10. Таким образом, на каждые три миллиона атомов урана в природе приходится лишь один атом радия или 1,02 мкг/т.
Все природные изотопы радия сведены в таблицу:
Изотоп | Историческое название | Семейство | Период полураспада | Тип распада | Дочерний изотоп |
---|---|---|---|---|---|
Радий-223 | актиний Х | ряд урана-235 | 11,435 дня | α | радон-219 |
Радий-224 | торий Х | ряд тория-232 | 3,66 дня | α | радон-220 |
Радий-226 | радий | ряд урана-238 | 1602 года | α | радон-222 |
Радий-228 | мезоторий I | ряд тория-232 | 5,75 года | β | актиний-228 |
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. При сжигании углей зола и шлаки обогащаются Ra. 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 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 ВаSО4, который выпадает на поверхности труб, арматуры, резервуаров. Типичная объёмная активность поступающей на поверхность водонефтяной смеси по Rа и Rа может быть порядка 10 Бк/л.
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, 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, радий сокристаллизуется с барием и кальцием благодаря изоморфизму.
Просмотров: 13634
|