Химия элементов уранового ряда

    ²⁰⁹Bi + p → ²⁰⁹Po + n

    образуется  самый долгоживущий изотоп полония ²⁰⁹Po.

    Микроколичества полония извлекают из отходов  переработки урановых руд. Выделяют полоний экстракцией, ионным обменом, хроматографией и возгонкой.

    Металлический Po получают термическим разложением  в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO₂)_x при 500 °C.

    Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но, к сожалению, короткоживущих, ввиду малого времени жизни ²¹⁰Po: Т_1/2 = 138,376 суток). Альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надежны. Например, латунная ампула диаметром два и высотой четыре сантиметра ежесекундно дает до 90 миллионов нейтронов.

    Полоний также применялся в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры.

    Важной  областью применения полония является его использование в виде сплавов  со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 Вт/см³), тем не менее они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает альфа-частицы, проникающая способность и длина пробега которых минимальны. Например, у советского лунохода для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель .

    Также следует указать, что полоний-210 может  послужить в сплаве с легким изотопом лития (⁶Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма[18,3,4,5,7].

    2.7  Висмут

    Висмут  имеет большое значение для производства так называемых «автоматных сталей», особенно нержавеющих и очень облегчает их обработку резанием на станках-автоматах (токарных, фрезерных и др.) при концентрации висмута всего 0,003 %, в то же время не увеличивая склонность к коррозии. Висмут используют в сплавах на основеалюминия (примерно 0,01 %), эта добавка улучшает пластические свойства металла, резко упрощает его обработку.

    В производстве полимеров трёхокись  висмута служит катализатором, и  её применяют, в частности, при получении  акриловых полимеров. При крекинге нефти некоторое применение находит оксохлорид висмута. Одним из важнейших направлений применения висмута является производство полупроводниковых материалов и в частности теллуридов (термо-э.д.с. теллурида висмута 280 мкВ/К) и селенидов висмута. Получен высокоэффективный материал на основе висмут-цезий-теллур для производства полупроводниковых холодильников суперпроцессоров.

    Сплавы_висмута_с кадмием, оловом, свинцом, индием, таллием, ртутью, цинком и галлием, обладают очень низкой температурой плавления и применяются в качестве теплоносителей и припоев, а так же в медицине в качестве фиксирующих составов для сломанных конечностей. Некоторые легкоплавкие сплавы применяются в качестве элементов противопожарной сигнализации, в качестве специальных смазок работающих в вакууме и тяжелых условиях, в качестве клапанов (при расплавлении открывающих просвет для протекания жидкостей и газов (например ракетных топлив), в качестве предохранителей в мощных электрических цепях, в качестве уплотнительных прокладок в сверхвысоковакуумных системах, как термометрические материалы, как материалы для изготовления выплавляемых моделей в литье и т. д.[19,3,4,5,7].

3.8 Свинец

    Нитрат свинца применяется для производства мощных смесевых взрывчатых_веществ. Азид свинца применяется как наиболее широкоупотребляемый детонатор (инициирующее_взрывчатое_вещество). Перхлорат свинца используется для приготовления тяжелой жидкости (плотность 2,6 г/см₃), используемой во флотационном обогащении руд, он иногда применяется в мощных смесевых взрывчатых веществах как окислитель. Фторид свинца PbF₂ самостоятельно, а так же совместно с фторидом висмута, меди, серебра_применяется_в_качестве катодного материала в химических источниках тока. Висмутат свинца PbBiO₃, сульфид свинца PbS, иодид свинца PbI₂ применяются в качестве катодного материала в литиевых аккумуляторных батареях. Хлорид_свинца PbCl₂ в_качестве катодного материала в резервных источниках тока. Теллурид свинца PbTe широко применяется в качестве термоэлектрического материала, самый широкоприменяемый материал в производстве термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников. Двуокись_свинца PbO₂ широко_применяется не только в свинцовом аккумуляторе, но так же на её основе производятся многие резервные химические источники тока, например - свинцово-хлорный элемент, свинцово-плавиковый элемент и др.

    Свинцовые белила, основной карбонат Pb(OH)₂•PbCO₃, плотный белый порошок, — получается из свинца на воздухе под действием углекислого газа и уксусной кислоты. Использование свинцовых белил в качестве красящего пигмента теперь не так распространено, как ранее, из-за их разложения под действием сероводорода H₂S. Свинцовые белила применяют также для производства шпатлевки, в технологии цемента и свинцовокарбонатной бумаги.

    Арсенат Pb₃(AsO₄)₂ и арсенит свинца Pb₃(AsO₃)₂ применяют в технологии инсектицидов для уничтожения насекомых – вредителей сельского хозяйства (непарного шелкопряда и хлопкового долгоносика). Борат свинца Pb(BO₂)₂·H₂O, нерастворимый белый порошок, используют для сушки картин и лаков, а вместе с другими металлами – в качестве покрытий стекла и фарфора. Хлорид свинца PbCl₂, белый кристаллический порошок, растворим в горячей воде, растворах других хлоридов и особенно хлорида аммония NH₄Cl. Его применяют для приготовления мазей при обработке опухолей.

    Хромат свинца PbCrO₄ известен как хромовый желтый краситель, является важным пигментом для приготовления красок, для окраски фарфора и тканей. В промышленности хромат применяют в основном в производстве желтых пигментов. Нитрат свинца Pb(NO₃)₂ – белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Это вяжущее ограниченного применения. В промышленности его используют в спичечном производстве, крашении и набивке текстиля, окраске рогов и гравировке. Сульфат свинца Pb(SO₄)₂, нерастворимый в воде белый порошок, применяют как пигмент в аккумуляторах, литографии, в технологии набивных тканей.

    Сульфид свинца PbS, черный нерастворимый в воде порошок, используют при обжиге глиняной посуды и для обнаружения ионов свинца.

    Поскольку свинец хорошо поглощает γ-излучение, он используется для радиационной защиты в рентгеновских установках (например, в кабинетах флюорографии в виде свинцовых накидок, накладок и фартуков) и в ядерных реакторах. Кроме того, свинец рассматривается в качестве теплоносителя в проектах перспективных ядерных реакторов на быстрых нейтронах.

    Значительное  применение находят сплавы свинца. Пьютер (сплав олова со свинцом), содержащий 85-90 % Sn и 15-10 % Pb, формуется, недорог и используется в производстве домашней утвари. Припой, содержащий 67 % Pb и 33 % Sn, применяют в электротехнике. Сплавы свинца с сурьмой используют в производстве пуль и типографского шрифта, а сплавы свинца, сурьмы и олова – для фигурного литья и подшипников. Сплавы свинца с сурьмой обычно применяют для оболочек кабелей и пластин электрических аккумуляторов. Соединения свинца используются в производстве красителей, красок, инсектицидов, стеклянных изделий и как добавки к бензину в виде тетраэтилсвинца(C₂H₅)₄Pb[20,8,10,11].

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Изучили физико-химические свойства, уранового ряда - из которых следует, что весь урановый ряд чрезвычайно радиоактивен, большая часть изотопов нестабильна.

    Проанализировали формы и количества нахождения элементов уранового ряда в природе, и пришли к заключению, что элементов уранового ряда очень маленькое количество.

    Выявили способы определения и области применения элементов уранового ряда, и пришли к выводу что способов определения мало, а области применения обширны. 

     СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Громов, Б. В. Введение в химическую технологию урана [Текст]/Б.В.Громов.- M.: 1978.-182 с.
2. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия [Текст] / Н. С. Ахметов. -  М.: Высшая школа, 1998. – 286 с.
3. Бабаев, Н.С. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда. [Текст]/ Н.С. Бабаев, В.Ф. Демин, Л.А. Ильин. - М.: Энергоиздат, 1984. -312 с.
4. Белоусова, И.М. Естественная радиоактивность [Текст]/ И.М. Белоусова, Ю.М. Шкуккеберг.- М.: Медгиз, 1961.- 128 с.
5. Бобров, В.А. Лабораторный гамма-спектрометрический анализ естественных радиоактивных элементов [Текст]/ В.А. Бобров, А.М. Гофман.- Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1971.- 68 с.
6. Врублевский, А.И. Химия элементов [Текст]/ А.И. Врублевский, Е. Барковский.-Минск: ООО «Юнипресс», 2002 г.- 544 с.
7. Дерффель, К. Статистика в аналитической химии [Текст]/ К. Дерффель.- М.: Мир, 1994.- 268 с.
8. Кембел, Дж. Современная общая химия [Текст] / Дж. Кембел.- М.: Мир, 1975.- 302 с.
9. Мурин, А.Н. Введение в радиоактивность [Текст]/ А.Н. Мурин.-Л.: ЛГУ, 1955.- 248 с.
10. Реми, Г. Курс неорганической химии [Текст]/ Г.Реми.- М.: Наука, 1963.- 920 с.
11. Рэмфен, Э.И. Начало современной химии [Текст]/ Э.И. Рэмфен.-Л.: Химия, 1989.- 203 с.
12. Уран. http://ru.wikipedia.org/wiki/Уран_(элемент) (Дата обращения 16.04.10.).
13. Торий. http://ru.wikipedia.org/wiki/Торий (Дата обращения 16.04.10.)
14. Протактиний. http://ru.wikipedia.org/wiki/Протактиний (Дата обращения 16.04.10.).
15. Актиний._http://www.xumuk.ru/search/retrieval.php?query=%D3%F0%E0%ED&go.x=0&go.y=0&go=%C8%F1%EA%E0%F2%FC&sselected=_(Дата обращения 16.04.10.).
16. Радий. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/ (Дата обращения 16.04.10.)
17. Радон._http://www.xumuk.ru/search/retrieval.php?query=%D5%E8%EC%E8%FF+%FD%EB%E5%EC%E5%ED%F2%EE%E2&go.x=0&go.y=0&go=%C8%F1%EA%E0%F2%FC&sselected= (Дата обращения 16.04.10.).
18. Полоний._http://www.xumuk.ru/search/retrieval.php?query=%D3%F0%E0%ED%EE%E2%FB%E9+%F0%FF%E4&go.x=0&go.y=0&go=%C8%F1%EA%E0%F2%FC&sselected= (Дата обращения 16.04.10.).
19. Висмут._http://www.xumuk.ru/search/retrieval.php?query=%DF%E2%EB%E5%ED%E8%E5+%EF%EE%EB%F3%F0%E0%F1%EF%E0%E4%E0+%F0%E0%E4%E8%EE%E0%EA%F2%E8%E2%ED%FB%F5+%FD%EB%E5%EC%E5%ED%F2%EE%E2&go.x=0&go.y=0&go=%C8%F1%EA%E0%F2%FC&sselected= (Дата обращения 17.04.10.).
20. Свинец._http://www.xumuk.ru/search/retrieval.php?query=%D4%E8%E7%E8%EA%F5%E8%EC%E8%F7%E5%F1%EA%E8%E5+%F1%E2%EE%E9%F1%F2%E2%E0+%F3%F0%E0%ED%EE%E2%EE%E3%EE+%F0%FF%E4%E0&go.x=0&go.y=0&go=%C8%F1%EA%E0%F2%FC&sselected= (Дата обращения 17.04.10.).