* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

477 РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ—РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ТОКСИЧНОСТЬ 478 Р а в е н с т в о р а в н о в е с н ы х а к т и в н о с т е й всех ч л е н о в Р . р . ( о с т а в л я я здесь в с т о р о н е вопрос о р а з в е т в л е ­ ниях) позволяет связать количества промежуточных изотопов с активностью исходного долгопериодного изотопа. Н а п р . , е д и н и ц а р а д и о а к т и в н о с т и в 1 кюри б ы л а и с п о л ь з о в а н а к а к мера к о л и ч е с т в а радона: 1 кюри р а д о н а р а в е н к о л и ч е с т в у р а д о н а , н а х о д я щ е м у ­ с я в р а в н о в е с и и с 1 г р а д и я (0,66 мм радона при 0°С и 760 мм рт. ст.). Ц е п о ч к и из н е с к о л ь к и х п о с л е д о в а т е л ь н ы х а к т о в радиоактивных превращений (р~-распадов) возника­ ют и с р е д и о с к о л к о в д е л е н и я т я ж е л ы х я д е р . В э т и х цепочках первичные изотопы я в л я ю т с я короткоживущими и периоды полураспада, к а к п р а в и л о , возра­ с т а ю т от п р е д ы д у щ е г о и з о т о п а к п о с л е д у ю щ е м у . Наблюдались и последовательные радиоактивные п р е в р а щ е н и я м н о г и х и з о т о п о в т р а н с у р а н о в ы х элемен­ тов. О д н а к о л и ш ь и з о б р а ж е н н ы е на р и с . 1—4 г р у п п ы и з о т о п о в обычно п р и н я т о х а р а к т е р и з о в а т ь к а к Р . р . я Лит.: К ю р и М., Радиоактивность, пер. с франц., М . — Л - , 1947; Б р е с л е р С. Е . , Р а д и о а к т и в н ы е э л е м е н т ы , 2 и з д . , М . — Л . , 1952; Г а й с и н с к и й М . Н . , Я д е р н а я х и м и я и ее п р и л о ж е н и я , п е р . с ф р а н ц . , М . , 1961; Г о л ь д а н с к и й В . И . , Н о в ы е элементы в Периодической системе Д . И . Менде­ л е е в а , 3 и з д . , М . , 1964. В. И. Гольдапский. РАДИОАКТИВНЫЕ Э Л Е М Е Н Т Ы — химические э л е м е н т ы , все и з о т о п ы к - р ы х р а д и о а к т и в н ы . К ч и с л у Р . э. о т н о с я т с я технеций Т с , прометий i P m и все э л е м е н т ы к о н ц а п е р и о д и ч . с и с т е м ы , н а ч и н а я с полония Р о , к а к п р и р о д н ы е — до урана U , так и получен­ н ы е и с к у с с т в е н н ы м п у т е м трансурановые элементы. С и с т е м а т и з а ц и я свойств а т о м н ы х я д е р п р и в о д и т к вы­ в о д у , что к а ж д о м у д а н н о м у з а р я д у я д р а Z отвечает н е к - р о е з н а ч е н и е м а с с о в о г о ч и с л а Л , п р и к-ром на­ б л ю д а е т с я н а и б о л ь ш а я у с т о й ч и в о с т ь и з о т о п о в этого элемента; с другой стороны, и среди изобаров с дан­ н ы м массовым ч и с л о м А и р а з л и ч н ы м и а т о м н ы м и но­ мерами Z какой-то из них оказывается самым устой­ ч и в ы м (см. Изотопы). Связь между Z и Л д л я наибо­ лее устойчивых изотопов характеризуется следую­ щим полуэмпирич. уравнением: 4 3 6 8 4 9 2 ~ [1,98 + 0,015 Л 2 / з ]^1 Максимуму устойчивости соответствует оптимальное о т н о ш е н и е ZfA = 0,S д л я л е г к и х элементов и 2 / Л = 0,38 д л я элементов к о н ц а п е р и о д и ч . системы (Z ^= 100). И з о т о п ы с д е ф и ц и т о м н е й т р о н о в , т. е. с б о л ь ш и м , чем оптимальное, отношением Z / Л , испытывают позитронный р - р а с п а д или электронный захват. Изотопы с из­ б ы т к о м н е й т р о н о в , т. е. с м е н ь ш и м , чем о п т и м а л ь н о е , о т н о ш е н и е м Z / Л , о к а з ы в а ю т с я р " - а к т и в н ы м и (см. Ра­ диоактивность). Л и ш ь в окрестностях оптимального з н а ч е н и я Z/A и з о т о п ы о к а з ы в а ю т с я б е т а - с т а б и л ь н ы ­ ми. Н а ч и н а я , п р и м е р н о , с Z—68—70, д а ж е д л я н а и б о ­ л е е у с т о й ч и в ы х и з о т о п о в с о п т и м а л ь н ы м отношением Z / Л , с т а н о в и т с я о т р и ц а т е л ь н о й э н е р г и я с в я з и а-ча­ с т и ц , т. е. о к а з ы в а е т с я э н е р г е т и ч е с к и выгоден а - р а с ­ п а д . Е щ е р а н ь ш е , п р и м е р н о с Z = 50, с т а н о в и т с я э н е р ­ г е т и ч е с к и выгодным с п о н т а н н о е д е л е н и е в с е х , в том числе и бета-стабильных изотопов. О д н а к о д а ж е п р и энергетич, в ы г о д н о с т и а - р а с п а д а с к о р о с т ь его о к а з ы в а е т с я н е и з м е р и м о м а л о й , п о к а его э н е р г и я г о р а з д о м е н ь ш е , чем в ы с о т а к у л о н о в ского потенциального барьера, сквозь к-рый совер­ ш а ю т т у н н е л ь н ы й п е р е х о д а - ч а с т и ц ы (см. Радиоак­ тивность). Поэтому л и ш ь н а ч и н а я с п о л о н и я в п е р и о ­ д и ч . с и с т е м е с л е д у ю т Р . э . , все р - с т а б и л ь н ы е и з о т о п ы к-рых оказываются а-радиоактивными. Спонтанное д е л е н и е п р о я в л я е т с я п р и еще б о л ь ш и х Z и л и ш ь п р и Z ^ l O O этот п р о ц е с с н а ч и н а е т с е р ь е з н о к о н к у р и р о в а т ь с а-распадом. Д в а более л е г к и х Р . э . — технеций и прометий — представляют собой определенные исключения, ибо р а с п о л о ж е н ы в той ч а с т и п е р и о д и ч . с и с т е м ы , где в с е + о с т а л ь н ы е э л е м е н т ы имеют по одному и л и по н е с к о л ь к у стабильных изотопов. Отсутствие стабильных изото­ п о в э т и х д в у х Р . э. о б у с л о в л е н о тем, что п р и всех и х массовых ч и с л а х , б л и з к и х к о п т и м а л ь н ы м (Л=^=99— д л я Тс и Л=^=145—для Р т ) , с у щ е с т в у ю т и о к а з ы в а ю т с я н а и б о л е е у с т о й ч и в ы м и с т а б и л ь н ы е и з о т о п ы одного и л и обоих с о с е д н и х четных э л е м е н т о в — м о л и б д е н а и (или) р у т е н и я , неодима и (или) с а м а р и я . П о э т о м у все и з о т о п ы Тс и Р т и с п ы т ы в а ю т р - р а с п а д в р а з л и ч ­ н ы х его в а р и а н т а х , п е р е м е щ а я с ь п р и этом на о д н у к л е т к у к н а ч а л у и л и к к о н ц у п е р и о д и ч . с и с т е м ы . Т. о б р . , н е с т а б и л ь н о с т ь всех и з о т о п о в Тс и Р т о к а з а ­ лась в соответствии с ранее установленным эмпири­ чески т. н а з . правилом Маттауха: стабильные и з о т о п ы э л е м е н т о в с нечетными а т о м н ы м и н о м е р а м и не имеют с т а б и л ь н ы х и з о б а р о в , т. е. и м не с о о т в е т с т в у ю т с т а б и л ь н ы е и з о т о п ы соседних ч е т н ы х э л е м е н т о в с теми ж е м а с с о в ы м и ч и с л а м и . П о с к о л ь к у все и з о т о п ы Тс и Р т имеют п е р и о д ы п о л у р а с п а д а , г о р а з д о м е н ь ш и е , чем в р е м я с у щ е с т в о в а н и я З е м л и ( п о р я д к а 10 л е т ) , эти д в а Р . э. не с у щ е с т в у ю т в з е м н ы х у с л о в и я х к а к п р и ­ родные и п о л у ч а ю т с я и с к у с с т в е н н ы м способом в р а з ­ личных ядерных реакциях. И з ч и с л а п р и р о д н ы х Р . э. л и ш ь д в а — у р а н и то­ р и й — имеют р а д и о а к т и в н ы е и з о т о п ы , п е р и о д п о л у ­ р а с п а д а к - р ы х с о и з м е р и м со в р е м е н е м с у щ е с т в о в а н и я З е м л и — это U ( 7 1/ = 4,51 млрд. лет), U (700 м л н . лет) и T h (13 , 9 м л р д . лет). П о э т о м у и з всех п р и р о д н ы х Р . э. т о л ь к о у р а н и т о р и й я в л я ю т с я п е р ­ в и ч н ы м и Р . э . , т. е. с о х р а н и в ш и м и с я на З е м л е со в р е ­ мени своего о б р а з о в а н и я . Все ж е о с т а л ь н ы е п р и ­ родные Р . э . , к - р ы е с у щ е с т в у ю т в н а ш е в р е м я л и ш ь п о т о м у , что з а п а с и х н е п р е р ы в н о п о п о л н я е т с я з а счет р а с п а д а д о л г о ж и в у щ и х м а т е р и н с к и х и з о т о п о в , н а з . в т о р и ч н ы м и . К ч и с л у в т о р и ч н ы х Р . э. о т н о ­ с я т с я элементы с Z—85—89 и 91, и з о т о п ы к - р ы х с массовыми ч и с л а м и Л = 4 т г , 4 т г + 2 и 4 т г + 3 в х о д я т в радиоактивные ряды р а с п а д а т о р и я , U и U . К ч и с л у в т о р и ч н ы х п р и р о д н ы х Р . э. м о г у т б ы т ь от­ несены т а к ж е н е п т у н и й и п л у т о н и й , с о д е р ж а щ и е с я в виде н и ч т о ж н ы х п р и м е с е й к у р а н о в ы м р у д а м б л а ­ годаря бомбардировке урана нейтронами в природ­ н ы х у с л о в и я х (см. Трансурановые элементы). Н а р я д у с д в а д ц а т ь ю т р е м я Р . э. (Z —43,61 РГ 84—103) известны также пятнадцать элементов, к-рые н а р я д у со с т а б и л ь н ы м и и з о т о п а м и имеют п р и р о д н ы е д о л г о ж н в у щ н е (первичные) р а д и о а к т и в н ы е и з о т о п ы ( К , V5o, R b " , I n , L a * , С е , N d , S m , Gd , L u , Hf , Та , W , Re , Pt , Pt — см. цветную в к л е й к у в ст. Изотопы). Число извест­ н ы х п р и м е р о в т а к о г о рода в о з р а с т а е т по мере у с о в е р ­ ш е н с т в о в а н и я методов р е г и с т р а ц и и очень с л а б о й р а д и о ­ а к т и в н о с т и , и не и с к л ю ч е н о , ч т о со в р е м е н е м б у д е т д о к а з а н а р а д и о а к т и в н о с т ь еще м н о г и х п р и р о д н ы х и з о ­ топов. И с с л е д о в а н и я ж е в о б л а с т и т р а н с у р а н о в ы х э л е ­ м е н т о в , н е с о м н е н н о , еще п р и в е д у т к п о л у ч е н и ю н о в ы х и с к у с с т в е н н ы х Р . э. 9 2 3 8 т 2 3 5 2 2 3 2 2 3 8 2 3 5 4 0 1 1 5 13 1 4 2 1 4 4 1 4 7 1 5 2 1 7 6 1 7 4 1 8 0 1 8 0 1 8 7 1 9 0 1 9 2 Лит.: Б р е с л е р С. Е., Радиоактивные элементы, 2 и з д . , М . — Л . , 1952; Г о л ь д а н с к и й В. И., Новые элементы в Периодической системе Д . И . Менделеева, 3 и з д . , М , , 1964; Г а й с и н с к и й М. H . Я д е р н а я химия и ее п р и л о ж е н и я , п е р . с ф р а н ц . , М . , 1961; S t r o m i n g e r D., H o l l a n d e r J , , S e a b o r g G . Т . , Revs Modern. P h y s . , 1958, 30, Кя 2, pt 2. В. И. Гольданский. f РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ТОКСИЧНОСТЬ — способность р а д и о а к т и в н ы х веществ н а р у ш а т ь ж и з ­ недеятельность организма или отдельных частей его как при поступлении внутрь организма, так и при д е й с т в и и на н е г о и з в н е . П р и п о п а д а н и и в н у т р ь орга­ низма наибольшую опасность представляют а- и р - и з л у ч а т е л и , и з в н е д е й с т в у ю т у-пучи и нейтроны, п р и ч е м п о с л е д н и е с о з д а ю т т. н а з . « н а в е д е н н у ю » а к ­ тивность, о б р а з у я из элементов, в х о д я щ и х в состав организма, радиоактивные изотопы: Са , N a , Р и д р . Р . в. т. о п р е д е л я е т с я той и о н и з а ц и е й , к-рая 4 5 2 4 3 2