في الكيمياء يعتبر عنصر الراديوم أحد العناصر الكيميائية برمز Ra ورقم ذري مقداره 88 في الجدول الدوري، كما ويصنف الراديوم على أنه أحد المعادن الأرضية القلوية، وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر الراديوم
لقد تم اكتشاف عنصر الراديوم بواسطة كوري الكيميائية البولندية ماري سكلودوفسكا، والكيميائي الفرنسي بيير كوري في عام 1898 ميلادي، حيث حصلت ماري كوري على عنصر الراديوم من مادة البيتشبلند أو ما يعرف باليورانينيت في شمال بوهيميا، وهي عبارة عن مادة تحتوي على اليورانيوم، وبعد أن لاحظت أن البتشبلند غير المكرر كان أكثر إشعاعًا من اليورانيوم الذي تم فصله منه، لقد استنتجت أن البتشبلند يجب أن يحتوي على عنصر إشعاعي آخر على الأقل.
احتاج كوري إلى تنقية عدة أطنان من البتشبلند للحصول على كميات ضئيلة من الراديوم والبولونيوم، وهو عنصر مشع آخر اكتشفه كوري، إذ يحتوي طن واحد من خام اليورانيوم على حوالي 0.14 جرام فقط من الراديوم، اليوم يمكن أن يتم الحصول على الراديوم كمنتج ثانوي لعملية تكرير اليورانيوم وعادة ما يتم بيعه إما على شكل كلوريد الراديوم (RaCl2) أو بروميد الراديوم (RaBr2) وليس كمادة نقية.
من أكثر نظائر الراديوم استقرارًا هو نظير الراديوم 226 وله عمر نصف يبلغ حوالي 1600 سنة، إذ أنه يتحلل إلى غاز الرادون 222 من خلال عملية اضمحلال ألفا أو إلى نظير الرصاص 212 عن طريق عملية إخراج نواة الكربون نظير 14.
يوجد حوالي 1 غرام من الراديوم في 7 أطنان من البيتشبلند، ولقد تم عزل عنصر الراديوم في عام 1911 ميلادي بواسطة كوري وديبيرن، وذلك عن طريق عملية التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الراديوم النقي باستخدام كاثود الزئبق، وعند التقطير في جو من الهيدروجين ينتج هذا الزئبق الممزوج أو ما يعرف بـ (amalgam) المعدن النقي.
يتم الحصول على الراديوم تجارياً في صورة بروميد وكلوريد، ومن المشكوك فيه وجود أي مخزون ملموس من العنصر المعزول الآن، كما ويكون المعدن النقي أبيض لامعًا عند تحضيره طازجًا ولكنه يتحول إلى اللون الأسود عند التعرض للهواء وربما يحدث ذلك بسبب تكوين النيتريد، كما ويعرض اللمعان وكذلك الشرائح إذ يتحلل في الماء وهو أكثر تطايرًا إلى حد ما من الباريوم.
يضفي الراديوم لونًا أحمر قرمزيًا على الله، حيث يصدر الراديوم أشعة ألفا وبيتا وغاما وعندما يخلط مع البريليوم ينتج نيوترونات، جرام واحد من النظير (226-Ra) يخضع لتفكك 3.7 × 1010 في الثانية، كما يتم تعريف كوري على أنه مقدار النشاط الإشعاعي الذي له نفس معدل التفكك مثل 1 جم من (226-Ra)، عُرف الآن خمسة وعشرون نظيرًا، النظير الشائع هو الراديوم 226.
تعتمد وحدة كوري وهي وحدة تستخدم لوصف نشاط مادة مشعة على نظير الراديوم 226، إذ إنه يساوي عدد الذرات في عينة غرام واحد من الراديوم 226 والتي ستتحلل في ثانية واحدة أو 37.000.000.000 اضمحلال في الثانية، لقد تم استخدام الراديوم في صناعة دهانات ذاتية الإضاءة للساعات وأقراص أجهزة الطائرات وغيرها من الأجهزة.
يتم الآن استخدام نظائر مشعة أخرى بدلاً من الراديوم. بعض هذه المصادر أقوى بكثير، والبعض الآخر أكثر أمانًا في الاستخدام، يفقد الراديوم حوالي 1٪ من نشاطه خلال 25 عامًا حيث يتحول إلى عناصر ذات وزن ذري أقل، الرصاص منتج نهائي للتفكك، كما ويجب تهوية المنتجات أو المعادن التي تحتوي على الراديوم والراديوم المخزنة لمنع تراكم الرادون.
لكن تم استبداله إلى حد كبير بالكوبالت 60، وهو عبارة عن مصدر إشعاعي أقل خطورة، كما أنه سيصدر مزيج من الراديوم والبريليوم نيوترونات ويستخدم كمصدر نيوتروني، ويستخدم الراديوم لإنتاج الرادون وهو عبارة عن غاز مشع يستخدم في علاج بعض أنواع السرطان، وينتج غرام واحد من الراديوم 226 مقدار 0.0001 ملي لتر من الرادون يوميًا.
يعد الراديوم أكثر نشاطًا من اليورانيوم بحوالي مليون مرة، ودفاتر المختبر المستخدمة من قبل كوري شديدة التلوث بحيث لا يمكن التعامل معها بأمان اليوم، ينتج غرام واحد من الراديوم حوالي 0.0001 مل (stp) من الانبعاث أو غاز الرادون، يوميًا، يتم إخراج هذا من الراديوم وإغلاقه في أنابيب دقيقة والتي تستخدم في علاج السرطان وأمراض أخرى، وتم استخدام الراديوم في إنتاج الدهانات ذاتية التوهج ومصادر النيوترونات وفي الطب لعلاج الأمراض.
معلومات عامة عن الراديوم
في الأصل تم الحصول على الراديوم من خام القشور الغني الموجود في بوهيميا، حيث توفر رمال الكارنويت في كولورادو بعض الراديوم ولكن توجد خامات أكثر ثراءً في جمهورية زائير ومنطقة البحيرة العظمى في كندا، يوجد الراديوم في جميع معادن اليورانيوم ويمكن استخراجه إذا رغبت في ذلك من النفايات الواسعة لمعالجة اليورانيوم. توجد رواسب كبيرة من اليورانيوم في أونتاريو ونيو مكسيكو ويوتا وأستراليا وأماكن أخرى.
النظائر المشعة للراديوم عديدة منها: النظير (223-Ra) بعمر نصف 275 ساعة، والنظير (224-Ra) بعمر نصفي 88 ساعة، والنظير (226Ra) بعمر نصف 1600 سنة، والنظير (228-Ra) مع نصف عمر 5.75 سنة، تستخدم كمقتفعات لتحديد معدلات تدفق المياه.
كما إن النظائر تعتبر أدوات تتبع بيئية مثالية لأنها تتصرف بشكل متحفظ بمجرد إطلاقها في كتلة مائية بمعنى أن عمليات الخلط والتحلل فقط تؤثر على توزيعها)، ولقد تم استخدام نسب النشاط A (224Ra) / A (223Ra) ، A (223Ra) / A (226Ra) A (224Ra) / A (228Ra) ، و A (228Ra) / A (226Ra) في دراسات البحيرة لمراقبة وكشف تدفق المياه وخلطها، وذلك لتحديد مصادر المياه المتدفقة ومراقبة الكتل المائية المدخلة أثناء تحركها داخل جسم مائي (أي بحيرة).
على سبيل المثال يعتبر تصريف المياه الجوفية تحت سطح البحر مسارًا مهمًا ينقل المواد الذائبة من طبقات المياه الجوفية أسفل قاع البحر إلى المحيط الساحلي، وقد يكون من الصعب تحديد كمية تصريف المياه الجوفية تحت سطح البحر لأنها متغيرة مكانيًا وزمانيًا، ونتيجة لذلك فإن أهميتها النسبية في الميزانيات الكيميائية للمحيطات الساحلية غير معروفة بشكل عام.
بيترسون وآخرون استخدموا سلسلة زمنية لكل ساعة من قياسات نظائر الراديوم المتعددة 223Ra و 224Ra و 226Ra لتحديد كمية المياه الجوفية التي يتم تفريغها من الغواصات، كما واستخدموا أيضًا قياسات النظير 222Rn مع نصف عمر 3.8 أيام، وذلك لتحديد كمية تصريف المياه الجوفية تحت سطح البحر بشكل مستقل.
يستخدم النظير (226 Ra) في المعالجة الكثبية وهي طريقة للعلاج الموضعي لأنواع مختلفة من السرطان، حيث يتم إدخال غرسة محكمة الغلق (مثل قضيب أو بذرة أو إبرة) تحتوي على النظير المشع (226 Ra) في أو بالقرب من ورم المريض لتطبيق جرعة عالية من الإشعاع على الورم، إذ يتم إدخال الغرسة المختومة من قبل الطبيب أو بواسطة جهاز آلي (يسمى اللودر عن بعد) ويتم إزالتها من المريض بمجرد تدمير الورم.
