Ράδιο: μια γυναίκα μπορεί

Μικρό βιογραφικό για το στοιχείο ράδιο. Κάθε Κυριακή «Το Βήμα» μάς ταξιδεύει και σε μια άλλη γωνιά του Περιοδικού Πίνακα.

Βίος και πολιτεία

Η Μαρία Σκλοντόφσκα (φωτο.) γεννήθηκε το 1867 κοντά στη Βαρσοβία. Για καλή μας τύχη(!) δεν της επέτρεψαν να φοιτήσει στο πανεπιστήμιο στην πατρίδα της και έτσι τελικά βρέθηκε στην πρωτεύουσα της Γαλλίας να φοιτά στο Πανεπιστήμιο της Σορβόννης σπουδάζοντας Φυσική και Χημεία. Εκεί συνάντησε τον Πιερ Κιουρί και παντρεύτηκαν το 1895. Για δέκα χρόνια δούλεψαν μαζί επάνω στο θέμα της ραδιενέργειας, της τότε άγνωστης δηλαδή προέλευσης ακτινοβολίας που έβγαινε από κοιτάσματα πισσουρανίτη που ήταν πλούσια σε ουράνιο. Το αποτέλεσμα ήταν, πέρα από την εμβάθυνση στο θέμα «Ραδιενέργεια», να ανακαλύψουν ένα καινούργιο στοιχείο, το πολώνιο, αλλά και την ύπαρξη ενός ακόμη στοιχείου που ήταν όμως πολύ δύσκολο να απομονωθεί. Με εξαιρετικό πείσμα και με μεγάλη σωματική φθορά κατέκλυσαν το εργαστήριό τους με 10 τόνους πισσουρανίτη και προσπάθησαν να απομονώσουν το άγνωστο στοιχείο. Δεν ήταν εύκολη δουλειά και το καταλαβαίνουμε από το ότι τελικά κατάφεραν από δέκα τόνους να αποκτήσουν μόλις ένα δέκατο του γραμμαρίου από το χλωριούχο ράδιο. Τελικά, η Μαρία Κιουρί που υπέφερε ως το τέλος εξαιτίας του συγχρωτισμού της με τα ραδιενεργά υλικά τιμήθηκε με δύο βραβεία Νομπέλ, ένα στη Φυσική και ένα στη Χημεία.

Οπως περιγράφει η ίδια η Κιουρί, πολλές φορές μαζί με τον σύζυγό της κατέβαιναν στο εργαστήριο και χάζευαν κυριολεκτικά το πώς ακτινοβολούσε το ράδιο μέσα στα μπουκαλάκια που το είχαν φυλάξει και έμοιαζαν, έλεγε η ίδια, με «νεραϊδόφωτα». Δεν είναι λοιπόν παράδοξο που όταν κατάφεραν να το απομονώσουν οι Κιουρί και Ντεμπιέρν το 1911, πήρε το όνομά του από τη λατινική λέξη «radius», που σημαίνει ακτίνα.

Ατομικός αριθμός: 88

Ατομικό βάρος: 226

Σημείο τήξης: 700 βαθμοί Κελσίου

Αριθμός ισοτόπων: 33. Από αυτά εννέα εμφανίζονται στη φύση από τις διασπάσεις κυρίως των βαρύτερων πυρήνων ουρανίου, θορίου και πλουτωνίου

Τίποτα. Αλλά από το 1903 ως το 1930 περίπου άνθησε η βιομηχανία παρασκευασμάτων ραδίου, από κρέμες για το δέρμα ως νερά εμπλουτισμένα με ενώσεις ραδίου. Πολλοί άνθρωποι πίστευαν ότι έκανε καλό στην υγεία. Εμφύτευαν βελόνες με χλωριούχο ράδιο για να «σκοτώσουν» κακοήθεις όγκους (τελικά αποδείχθηκε ότι σκότωναν πιο πολύ αυτούς που τις κατασκεύαζαν), έπιναν νερό με διαλυμένα σε αυτό άλατα ραδίου, για να προλάβουν τον καρκίνο του στομάχου, μέχρι που πήρε μεγάλη δημοσιότητα ο θάνατος ενός μεγαλοεπιχειρηματία χάλυβα στο Πίτσμπουργκ. Ο δυστυχής επέμενε να πίνει επί τέσσερα χρόνια ένα τέτοιο μπουκάλι την ημέρα για να του εμφανιστούν τα συμπτώματα της προσβολής από ραδιενέργεια και καρκίνος στη σιαγόνα.

Σήμερα, ράδιο παράγεται από τα απόβλητα των πυρηνικών εργοστασίων. Πάντως, η χρήση του πλέον είναι πολύ περιορισμένη. Ακόμη και στα ρολόγια με φωτεινούς δείκτες δεν τα συναντάς πλέον. Περιείχαν ένα βρωμίδιο του ραδίου και ένα σουλφίδιο του ψευδαργύρου. Το ράδιο εξέπεμπε ένα σωματίδιο -α και αυτό διέγειρε το σουλφίδιο.

Το ράδιο είναι το πρώτο έντονα ραδιενεργό στοιχείο που συναντούμε στη σειρά αυτή. Ευκαιρία λοιπόν να αρχίσουμε να αναφερόμαστε στο θέμα. Και το σημείο εκκίνησης βρίσκεται ακριβώς στον πυρήνα. Διότι όταν ένας πυρήνας δεν είναι σταθερός μετασχηματίζεται σε κάποιον άλλο περισσότερο σταθερό. Εκεί εμφανίζεται αυτό που ονομάστηκε, στα τέλη του 19ου αιώνα, «ραδιενέργεια», χωρίς όμως να είναι γνωστά ακόμη τα σχετικά με τον πυρήνα του ατόμου. Ερευνητές όπως ο Ράδερφορντ και η Κιουρί είχαν παρατηρήσει ότι κάποια στοιχεία με σχετικά «βαρείς» πυρήνες εξέπεμπαν «ακτινοβολία». Τόση ήταν τότε η άγνοια ακόμη και αυτών των τόσο σπουδαίων επιστημόνων που ο Ράδερφορντ τα δύο πρώτα διαφορετικά είδη ακτινοβολίας, εντελώς φυσιολογικά αλλά και αμήχανα, τα ονόμασε «ακτίνες -α» και «ακτίνες -β», από τα πρώτα γράμματα του ελληνικού αλφαβήτου. Και δεν μας εκπλήσσει που ο Πολ Βιγιάρ, ένας γάλλος χημικός, ανακαλύπτοντας ένα τρίτο είδος ακτινοβολίας το ονόμασε «ακτίνες -γ». Επειτα από λίγο βέβαια προσδιορίστηκε η φύση των -α, -β και -γ. Ηταν αντίστοιχα πυρήνες ηλίου, δηλαδή δύο νετρόνια και δύο πρωτόνια σε σταθερή σύνδεση μεταξύ τους, ηλεκτρόνια και φωτόνια μεγάλης ενέργειας. Εδώ θα προσθέσουμε μόνον ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα, μέσα στον τόσο περιορισμένο χώρο κίνησής τους, έχουν περίπου ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη κινητική ενέργεια απ’ ό,τι ένα ηλεκτρόνιο που περιστρέφεται γύρω από τον πυρήνα. Εκτός από αυτή την… υπερκινητικότητα, αν λάβουμε υπόψη και το ότι τα πρωτόνια μεταξύ τους απωθούνται επειδή έχουν το ίδιο φορτίο, ο πυρήνας όσο περισσότερα σωματίδια περιέχει τόσο πιο ασταθής είναι, ιδιαίτερα όταν περνούμε τον ατομικό αριθμό 83. Και βέβαια, το ράδιο, που έχει 88 πρωτόνια στον πυρήνα του, δεν θα αποτελούσε εξαίρεση. (Εξετάζοντας και άλλα ραδιενεργά στοιχεία θα εμβαθύνουμε περισσότερο στο θέμα «Ραδιενέργεια».)

Εχουν. Πρώτα μετρούσαν σε Κιουρί (Ci) και τώρα σε Μπεκερέλ (Bq). Η μονάδα μέτρησης Κιουρί έδινε τη ραδιενέργεια ενός υλικού σε σχέση με αυτήν ενός γραμμαρίου του ισοτόπου Ra-226 (Ράδιο-226). Τώρα, χρησιμοποιείται ως επίσημη μονάδα του καθιερωμένου πια μετρικού συστήματος SI το Μπεκερέλ, που ορίζεται ότι είναι η ραδιενέργεια σε σύγκριση με αυτήν ενός υλικού όπου έχουμε τη διάσπαση ενός πυρήνα σε κάθε ένα δευτερόλεπτο. Συνήθως, δίνουν για ένα υλικό τα Μπεκερέλ που αντιστοιχούν σε μια μονάδα μάζας, επιφάνειας ή όγκου του. Οσο για τη σχέση μεταξύ τους, 1 Κιουρί είναι ίσο με 37 δισεκατομμύρια Μπεκερέλ. Για να καταλάβουμε πώς δουλεύουν αυτές οι μονάδες πρέπει να έχουμε υπόψη μας και ότι συνήθως ένα ραδιενεργό ισότοπο είναι ανακατεμένο με άλλα ισότοπα του ίδιου στοιχείου που δεν είναι ραδιενεργά.