Para la decimotercera edición (1926) de la , Marie Curie, coautora del Premio Nobel de Física de 1903 y ganadora del Premio Nobel de Química de 1911, escribió la entrada sobre el radio con su hija Irène Curie, más tarde Irène Joliot-Curie y coautora de el Premio Nobel de Química de 1935. El artículo relata el descubrimiento del radio por Marie y Pierre Curie y analiza sus propiedades, producción y aplicaciones. El artículo menciona solo de pasada que la radiactividad emitida por el radio causa "una destrucción selectiva de ciertas células y puede tener consecuencias muy peligrosas", una propiedad que lamentablemente se demostró en años posteriores cuando Marie Curie y luego Irène Curie murieron de leucemia posiblemente provocada por la exposición. a tal radiación.
RADIO
[Radio] es un elemento de peso atómico 226, el término más alto en la serie alcalinotérrea, calcio, estroncio, bario. Es un metal que tiene muchas analogías con el bario y también es una “sustancia radiactiva”, es decir , una sustancia que sufre una desintegración espontánea acompañada de la emisión de radiación ( verRADIOACTIVIDAD). Esta propiedad radiactiva confiere al radio una importancia especial para fines científicos o para uso médico, y es también la causa de la extrema rareza del elemento. Aunque el radio es sólo una de las numerosas sustancias radiactivas, ya que no es ni la más radiactiva ni la más abundante, su velocidad de desintegración y la naturaleza de los productos de su desintegración han demostrado ser particularmente favorables en las aplicaciones de la radiactividad, y lo convierten en la más importante de todas. radioelementos.
PROPIEDADES QUÍMICAS
Espectro. —Si no consideramos las acciones químicas de las radiaciones que emite, el radio tiene exactamente las propiedades que se pueden esperar de su lugar en la clasificación química. El radio se coloca por su peso atómico 226, en la segunda columna de la tabla de Mendelyeev. Con un número atómico 88, es el último término de la serie alcalinotérrea. Las sales de radio son incoloras y casi todas solubles en agua; el sulfato y el carbonato son insolubles. El cloruro de radio es insoluble en ácido clorhídrico concentrado y en alcohol. Las sales de radio y bario son isomorfas.
Preparación de radio. —El radio metálico se ha preparado de la misma forma que el bario metálico, mediante electrólisis de una sal de radio con un cátodo de mercurio, eliminándose el mercurio calentando la amalgama en hidrógeno seco. El metal es blanco y se funde a unos 700 °. Ataca el agua y se altera rápidamente por el contacto del aire. El peso atómico se puede determinar mediante los métodos usados para el bario, por ejemplo , pesando el cloruro de radio anhidro y el cloruro o bromuro de plata equivalente.
Espectro óptico. —El espectro óptico está compuesto, como los demás metales alcalinotérreos, por un número relativamente pequeño de líneas de gran intensidad; la línea más fuerte en el límite del espectro violeta es 3814.6Å, y esta línea es una prueba muy sensible para la presencia de radio; pero el análisis espectral se utiliza poco en la detección de radioelementos, las propiedades radiactivas ofrecen un grado de sensibilidad considerablemente mayor. El espectro de alta frecuencia está de acuerdo con la predicción para el elemento de número atómico 88.
PROPIEDADES RADIACTIVAS
Elementos radiactivos en general. —La teoría de la transformación radiactiva ha sido establecida por Rutherford y Soddy ( ver RADIOACTIVIDAD). Si n es el número de átomos de un radioelemento, la proporción de átomos destruidos en un tiempo t es siempre la misma, cualquiera que sea n ; el número de átomos disminuye con el tiempo t según una ley exponencial, n = n 0 e-λt donde λ es la constante radiactiva de la sustancia.
El recíproco de λ se denomina "vida media" del elemento; el tiempo T necesario para la transformación de la mitad de los átomos se denomina “período” y se relaciona con la constante λ por la expresión T = logε2 / λ.
Las sustancias radiactivas emiten tres tipos de rayos conocidos como rayos α, β y γ. Los rayos α son núcleos de helio que llevan cada uno una carga positiva igual al doble de la carga elemental; son expulsados de los núcleos de los átomos radiactivos con gran velocidad (aproximadamente 1,5 X 109 a 2,3 X 109 cm./seg.). Los rayos β son electrones de varias velocidades que pueden acercarse a la velocidad de la luz. Los rayos γ constituyen una radiación electromagnética del mismo tipo que la luz o los rayos X, pero su longitud de onda es generalmente mucho menor y puede ser tan corta como 0,01 Å. Mientras que la emisión de algunos radioelementos consiste casi en su totalidad en rayos α cuyo poder de penetración es muy pequeño, otros radioelementos emiten rayos β y γ que pueden penetrar un espesor considerable de materia.
Familia de uranio-radio. —El radio es un miembro de la familia del uranio, es decir , uno de los elementos resultantes de la transformación del átomo de uranio; su período es de unos 1.700 años. […]
Los átomos de cada elemento se forman a partir de los átomos destruidos del elemento anterior. Ninguno de estos átomos puede existir en la naturaleza de otro modo que en los minerales de uranio, a menos que hayan sido transferidos recientemente de dichos minerales mediante un proceso químico o físico. Cuando se separan del mineral de uranio deben desaparecer, sin que su destrucción sea compensada por su producción. Solo el uranio y el torio son elementos radiactivos de una vida tan larga que han podido perdurar a través de tiempos geológicos sin ninguna producción conocida.
Según las leyes de la transformación radiactiva, en minerales muy antiguos se alcanza un estado de equilibrio en el que la relación entre el número de átomos de las diferentes sustancias es igual a la relación de su vida media. La relación radio / uranio es de aproximadamente 3,40 X 10-7 en los minerales más antiguos; en consecuencia, no podemos esperar encontrar un mineral que contenga una alta proporción de radio. Sin embargo, el radio puro se puede preparar en cantidades ponderables, mientras que los otros radioelementos, excepto el uranio y el torio que se desintegran lentamente, no pueden prepararse en cantidad, la mayoría de ellos porque existen en cantidades mucho menores. Cuanto más rápida es la desintegración de una sustancia radiactiva, menor es su proporción entre los minerales de la tierra, pero mayor es su actividad. Así, el radio es varios millones de veces más activo que el uranio y 5,000 veces menos que el polonio.
Radiación de un tubo de radio. —Con frecuencia se guardan pequeñas cantidades de radio en tubos de vidrio sellados llamados "tubos de radio". El radio emite sólo rayos α y una débil radiación β; la radiación penetrante emitida por un tubo de radio proviene de los productos de desintegración acumulados gradualmente por las transformaciones radiactivas del radio; primero, radón o emanación de radio, un gas radiactivo, el siguiente término a xenón en la serie de gases inertes; en segundo lugar, el radio A, B, C, denominado "depósito activo de cambio rápido"; en tercer lugar, el radio D, E y el radio F o polonio, denominado “depósito activo de cambio lento”; finalmente, plomo inactivo, y también helio generado en forma de rayos α.
La fuerte radiación penetrante de un tubo de radio es emitida por radio B y C. Cuando la sal de radio pura se sella en un tubo, la actividad aumenta durante aproximadamente un mes, hasta que se alcanza un estado de equilibrio entre el radio, el radón y el depósito activo de cambio rápido, cuando la producción de cada uno de estos elementos se compensa con su destrucción. La radiación penetrante consiste en rayos β y rayos γ, estos últimos particularmente conocidos por su valioso uso en terapia.
La cantidad de radón en equilibrio con un gramo de radio se llama "curie". Si el radón se extrae y se sella por separado en un tubo, el radio A, B, C se acumulará y la radiación penetrante para un curie de radón será la misma que para un gramo de radio. Pero la actividad del tubo de radón disminuye a la mitad de su valor en 3,82 días, el período del radón, mientras que la actividad de un tubo de radio permanece prácticamente constante una vez alcanzado el equilibrio; la disminución es sólo del 0,4% en 10 años.
Efectos de la radiación. —La radiación del radio produce todos los efectos ordinarios de los rayos ( ver RADIOACTIVIDAD); ionización de los gases, producción continua de calor, excitación de la fosforescencia de determinadas sustancias (sulfuro de zinc, etc.), coloración del vidrio, acciones químicas (descomposición del agua por ejemplo), acciones fotográficas, acciones biológicas. Los compuestos de radio observados en la oscuridad exhiben una luminosidad espontánea, que es particularmente brillante en cloruros o bromuros recién preparados, y está determinada por la acción sobre la sal de su propia radiación.
Actividad del radio.—Los rayos α pertenecientes al propio radio tienen un alcance de 3,4 cm. en aire a 15 ° C. y presión normal. El número de partículas α emitidas por el radio se midió mediante diferentes métodos de numeración (centelleos o cámara de recuento); el resultado varía de 3,40 X 1010 a 3,72 X 1010 partículas por segundo. y por gramo de radio; a partir de estos datos se puede deducir la vida media del radio. Otros tres grupos de rayos α, de rangos 4.1 cm., 4.7 cm. y 7 cm. son emitidos por el radón y el depósito activo, el radio A, B, C. El calor producido por el propio radio es de unas 25 calorías por hora y por gramo. Para un tubo de radio en equilibrio con los productos de desintegración del cambio rápido, la producción de calor es de aproximadamente 137 calorías por hora y por gramo. Este efecto de calentamiento se debe principalmente a la absorción de la energía de los rayos α.
