тому, что его соли можно было использовать для получения краски, которая светится в темноте – небесно-голубое свечение солей радия можно было встретить на стрелках и циферблатах наручных часов и просто светящихся в ночи без притока энергии надписях и схемах. Однако через некоторое время оказалось, что у работников, готовящих светящиеся радиевые чернила или наносившие с их помощью надписи, начались регулярные боли, анемия и рак. Стало ясно, что что-то пошло не так, радий перестали применять для изготовления «ширпотреба», но к моменту запрета около сотни рабочих, имевших контакт с радиевыми красками, умерло, и еще большее число стали инвалидами.
Бесспорно, наиболее известной жертвой радия можно назвать его первооткрывательницу – Марию Кюри. Мария и Пьер изучали минерал уранит (урановую смолку). Уранит добывали около чешского города, который сейчас носит название Яхимов. Из уранита добывали уран, который шёл на изготовление уранового хрусталя и красок для росписи по стеклу и керамике, а пустую породу сбрасывали в отвал в близлежащем лесу. Отходы добычи урана не только сохраняли радиоактивность, но и были более радиоактивны, чем руда до извлечения урана.
В письме сестре Броне Мария писала, что остаточная радиация вызвана присутствием нового химического элемента, и Мария уверена, что ей удастся найти этот элемент. Переработав несколько тонн уранита после извлечения урана, супруги Кюри с интервалом в несколько месяцев 1898 года нашли не один, а два химических элемента – полоний и радий. Радий был получен в виде металла в 1910 году. Название элемента переводится с латинского как «луч», а радий оказался наиболее радиоактивным материалом естественного происхождения. Хотя Мария Кюри умерла в 1934 году в возрасте 66 лет, причина её смерти – апластическая анемия – более чем наверняка является следствием её работы с радиоактивными материалами. Мадам Кюри похоронена в свинцовом гробу, а её и Пьера лабораторные журналы и записи хранятся в коробках, экранированных свинцом, а для их изучения необходимо надевать средства защиты.
В естественных условиях радий встречается в продуктах распада урана, хотя и в малых количествах. Он представляет собой самый тяжелый щелочноземельный металл, близкий по химическим свойствам кальцию и барию. Атомный номер радия – 88, в земной коре можно найти изотопы радия с атомными массами 228, 226, 224 и 223, также существует еще 21 искусственный изотоп.
Радий сыграл свою роль в решении проблемы строения атома. Радий был использован Эрнестом Резерфордом в качестве источника α-частиц – ядер атомов гелия, которыми бомбардировали тонкую фольгу из золота. Неожиданно ассистенты Резерфорда – Ганс Гейгер и Эрнест Марсден – обнаружили, что очень небольшая доля α-частиц отражается от фольги. Сам Резерфорд комментировал эту находку так: «Это было почти столь же невероятно, как если бы вы стреляли 15-дюймовым снарядом в кусок тонкой бумаги, а снаряд возвратился бы к вам и нанёс удар». Такое поведение α-частиц позволило Резерфорду сделать вывод о существовании плотных компактных атомных ядер, что стало первым шагом к созданию современной теории строения атома. Этот самый известный эксперимент Резерфорда был сделан через год после получения Резерфордом Нобелевской премии по химии «…за проведённые им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ…». Заметим, что в том, что Резерфорду вручили Нобелевскую премию именно по химии, есть некая ирония (или шутка Нобелевского комитета), и именно после известия о присуждении «химического Нобеля» Резерфорд и изрёк свое знаменитое: «Все науки делятся на физику и коллекционирование марок».
В настоящее время радий главным образом применяется в медицине опять же как источник радиации – первые работы в этой области начались во времена Марии Кюри. Сначала было обнаружено, что при контакте с радиоактивными материалами происходит ожог кожи, затем совместная работа Кюри с врачами показала, что радиация в состоянии уменьшать размеры опухолей или разрушать их. Вскоре это стало известно как «терапия Кюри», радиацию стали изучать, и радиологическая лаборатория мадам Кюри в Сорбонне со временем превратилась в Радиевый институт. Сейчас для разрушения опухолей применяют и другие радионуклиды.
Если вы будете держать в руке кусок радия (чего я вам, конечно, не советую – все виды радиоактивного излучения, испускаемого радием, повреждают ДНК и могут стать фактором развития опухолей), за счет радиоактивного излучения он будет казаться теплым на ощупь. Белая поверхность радия со временем темнеет из-за реакции с воздухом и образования оксида и нитрида, он легко реагирует с водой, как кальций или барий. Радий достаточно тугоплавкий – его температура плавления составляет около 700 °С. Природные изотопы радия значительно различаются по периоду полураспада – от 1602 дней для наиболее стабильного 226Ra до 11,4 дней для 223Ra. В начале ХХ века для получения грамма чистого радия нужно было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и 5 вагонов разных химических веществ. В то время за 1 г радия нужно было заплатить больше 200 кг золота. В наши дни себестоимость производства радия, конечно, меньше, но он до сих пор входит в число самых дорогих металлов.
89. Актиний
Первооткрывателем актиния считается Андре-Луи Дебьерн, друг и коллега супругов Кюри, который работал совместно с ними над поиском радиоактивных элементов в образцах уранита. Хотя он опубликовал описание элемента в 1899 году, а затем и в 1900 году, есть некоторые сомнения в том, что методы, которые использовал Дебьерн, позволяли достаточно точно его описать. Независимо от Дебьерна поиском новых радиоактивных элементов занимался французский химик Фридрих Оскар Гизель, который получил актиний в чистом виде в 1904 году и, не будучи осведомленным о работах Дебьерна, назвал элемент «эманием». Гизель был почитателем Кюри и не видел резона в оспаривании приоритета открытия элемента, выделенного в лаборатории, которой он восторгался. Таким образом, когда стало ясно, что Гизель и Дебьерн работают над изучением одного и того же элемента, Гизель признал приоритет французского коллеги, и теперь мы знаем элемент №89 под именем, которым его наградил Дебьерн (от греческого «актис» – луч).
Кто бы ни был первооткрывателем актиния, актиний сыграл очень важную роль в истории химии, оказавшись первым непервозданным элементом земной коры. К первозданным или примордиальным элементам относят те элементы, которые уже существовали в момент формирования Солнечной системы, те, период полураспада которых больше 108 лет. Первозданными являются все элементы, имеющие стабильные изотопы и немало радиоактивных элементов. Химические свойства актиния, который в виде простого вещества представляет собой серебристо-белый металл, практически идентичны свойствам редкоземельных элементов, в первую очередь – лантана.
