Возможности первого изотопа

И напоследок — о плутонии-238 — самом первом из «Рукотворных» изотопов плутония, изотопе, который вначале казался бесперспективным. В действительности это очень интересный изотоп. Он подвержен a-распаду, т. е. его ядра самопроизвольно испускают a-частицы — ядра гелия. a-частицы, порожденные ядрами плутония, несут большую энергию; рассеявшись в веществе, эта энергия превращается в тепло. Как велика эта энергия? Шесть миллионов электрон-вольт освобождается при распаде одного атомного ядра плутония-238. В химической реакции та же энергия выделяется при окислении нескольких миллионов атомов. В источнике электричества, содержащем один килограмм плутония-238, развивается тепловая мощность 560 ватт. Максимальная мощность такого же по весу химического источника тока — 5 ватт.

Существует немало излучателей с подобными энергетическими характеристиками, но одна особенность плутония-238 делает этот изотоп незаменимым. Обычно альфа-распад сопровождается сильным гамма-излучением, проникающим через большие толщи вещества. ²³⁸Рu — исключение. Энергия g-квантов, сопровождающих распад его ядер, невелика, защититься от нее несложно: излучение поглощается тонкостенным контейнером. Мала и вероятность самопроизвольного деления ядер этого изотопа. Поэтому он нашел применение не только в источниках тока, но и в медицине. Батарейки с плутонием-238 служат источником энергии в специальных стимуляторах сердечной деятельности. Создан проект искусственного сердца с изотопным источником. На все эти нужды в ближайшие три-четыре года потребуется несколько тонн «легкого» плутония.

Но ²³⁸Рu не самый легкий из известных изотопов элемента № 94, получены изотопы плутония с массовыми числами от 232 до 237. Период полураспада самого легкого изотопа — 36 минут.

Плутоний — большая тема. Хотелось рассказать главное из самого главного. Ведь уже стала стандартной фраза, что химия плутония изучена гораздо лучше чем химия, таких «старых» элементов, как железо. О ядерных свойствах плутония написаны целые книги. Металлургия плутония — еще один удивительный раздел человеческих знаний... Поэтому не нужно думать, что, прочитав этот рассказ, вы по-настоящему узнали плутоний — важнейший металл XX века.

9.ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АКТИНИДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

Основным применением актинидных элементов является производство ядерной энергии. Хотя это очень важный аспект для любых актинидных элементов, неожиданно обнаружился ряд других практических применений. Они включают использование короткоживущих актинидных изотопов для портативных энергетических батарей спутников, в ионизационных детекторах дыма, лечении рака, нейтронной радиографии, разведке минералов и нефтеразработке, как нейтронные источники в пускателях ядерных реакторов и в множестве аналитических методов, наиболее важными из которых являются нейтронно-активационный анализ и десорбционная масс-спектроскопия тяжелых ионов.

 Америций-241 нашел применение в диагностике нарушений щитовидной железы. Миниатюрные электрические генераторы, использующие ²³⁸Pu , разработаны для применения в кардиостимуляторах. Сам кардиостимулятор – это устройство, расположенное в грудной клетке и соединенное с сердечной мышцей; периодически испускается запрограммированный электрический импульс, который обеспечивает ритмичность сердцебиения. Кардоистимуляторы на химических батареях имеют ограниченный срок службы и должны периодически замениться хирургическим способом. Ядерный иссточник тока увеличивает время между перезарядками по крайней мере в 5 раз. Обычный ядерно-энергетический кардиостимулятор содержит около 160 мг ²³⁸Pu, заключенного в корпус из сплава тантала, иридия и плотины. В мире широко используются несколько тысяч таких приборов.

 Калифорний-252 давно привлек внимание как возможный терапевтический реагент для лечения рака. Общее впечатление, складывающееся из первых публикаций на эту тему, таково, что нейтронная терапия хуже рентгеновской. Однако многие последние работы показывают, что нейтронное облучение в некоторых случаях более эффективно, чем рентгеновское или гамма облучение. За 1976-1982 годы были подвергнуты нейтронному облучению калифорнием-152 несколько сотен людей, больных раком. Нейтронное облучение оказывается особенно полезным при лечении опухолей, в которых нарушено снабжение тканей кислородом и которые по этому относительно не восприимчивы к рентгеновским и гамма лучами. В нестоящее время использование нейтронов для лечения рака находится еще в стадии эксперимента, однако не исключена возможность, что при дальнейших клинических исследованиях нейтроноизлучающие изотопы калифорния смогут найти хорошее применение в терапии.

Список использованной литературы:

1.”Химия актиноидов” Т1 (1991), Т2 (1997), Т3 (1999). Ред.: Дж.Кац, Г. Сиборг и Л.Морсс.

2.”Химия актинидных элементов” (1960) Г.Сиборг, Дж. Кац

3.”Закономерности изменения свойств лантаноидов и актиноидов” (1990) Г.В.Ионова , В.И. Спицин.

4.Информация полученная из интернета.