Những điều cần biết về chất phóng xạ Radium

Radium là chất gì? Độ nguy hiểm của radium như thế nào? Dưới đây là những điều bạn cần biết về radium là gì.

Bạn đã bao giờ để ý thấy một số thứ sáng bóng vào ban đêm và trông giống đèn neon khi tắt đèn chưa? Bạn có biết nguyên tố nào được sử dụng trong chúng không? Đó là nguyên tố radium. Radium là một nguyên tố phóng xạ được tìm thấy với số lượng nhỏ trong quặng urani. Radium là nguyên tố phóng xạ cao nhất trong tất cả các nguyên tố, điều đó có nghĩa là nó phát ra nhiều bức xạ hơn bất kỳ nguyên tố nào khác. Trong bài viết này, hãy cùng nhau tìm hiểu về các tính chất và đặc điểm của nguyên tố radium cùng với những ứng dụng hiện đại của nó.

Radium (Radi) là một nguyên tố hóa học có tính phóng xạ cao và cực kỳ nguy hiểm có thể gây tử vong. Tuy nhiên, nó vẫn được sử dụng để sản xuất nhiều đồ dùng hàng ngày, như đồng hồ đeo tay, bàn chải đánh răng và được cho là có những đặc tính chữa bệnh cho đến khi chất phóng xạ mãnh liệt trong nó được tìm thấy chính là nguyên nhân gây ra những ảnh hưởng xấu tới sức khỏe.

Theo Chemicool cho biết, chất phóng xa radium chiếm khoảng một phần nghìn tỷ trong lớp vỏ trái đất. Một lượng nhỏ chất phóng xạ được tìm thấy trong quặng có chứa urani, bởi nguyên tố hóa học Radi được tạo ra từ sự phân rã của các nguyên tử urani, sau đó đi vào một số nguyên tố hóa học không ổn định khác trước khi kết thúc tại nguyên tố hóa học chì. Có một số đồng vị được biết đến của nguyên tố Radi, nhưng do tốc độ phân rã nhanh chóng của nhiều đồng vị nên không chắc chắn về sự phong phú trong tự nhiên của các đồng vị Ra.

Tính chất chung của Radium

• Số nguyên tử (số proton trong hạt nhân): 88
• Kí hiệu (trong bảng tuần hoàn các nguyên tố): Ra
• Khối lượng nguyên tử chuẩn (khối lượng trung bình của nguyên tử): 226
• Mật độ: 5,5 g/cm3 (3.2 ounces/inch3)
• Trạng thái vật chất: rắn
• Nhiệt độ nóng chảy: 700 độ C (1.292 độ F)
• Nhiệt độ sôi: 1140 độ C (2084 độ F)
• Số đồng vị (các nguyên tử trong cùng một nguyên tố có số nơtron khác nhau): 33
• Đồng vị phổ biến nhất (phần trăm chưa được biết đến về sự phong phú trong tự nhiên):
  • Ra-226
  • Ra-223
  • Ra-224
  • Ra-228

Lịch sử

Marie và Pierre Curie, nhà hóa học người Ba Lan và Pháp, đã phát hiện ra chất phóng xạ radium vào năm 1898, theo Bách khoa toàn thư New World. Khám phá này đến từ nghiên cứu về khoáng chất uranit (quặng mỏ đen bóng hay còn gọi là quặng pecblen) được tìm thấy ở Bohemia (Cộng hòa Séc ngày nay). Uranium hay urani được gỡ ra từ quặng và phần còn lại được tìm thấy vẫn còn phóng xạ. Sau đó, các phần còn lại của phóng xạ này được tách ra và khi nghiên cứu quang phổ, vật liệu được tìm thấy chủ yếu Bari với một nguyên tố chưa xác định rõ.

Theo Peter van der Krogt - một sử gia người Hà Lan, nguyên tố hóa học Radium được đặt tên trong tiếng Latin "radius" (phóng xạ) hay "ray" (tia) vì phóng xạ phát ra từ các nguyên tố mới là lớn hơn khoảng 3 triệu lần so với phóng xạ từ urani. Nhiệt độ Curies có thể chiết xuất được khoảng 1 miligam radium từ 10 tấn quặng pecblen, theo trang Royal Society of Chemistry.

Radium nguyên chất được tách ra vào năm 1902 bằng cách điện bởi Marie Curie và Andre Debierne, nhà hóa học người Pháp, theo Bách khoa toàn thư New World. Radium E, được biết đến là bismuth-210, là nguyên tố phóng xạ nhân tạo đầu tiên được tạo ra bằng cách tổng hợp bởi các nhà khoa học tại trường Đại học California, theo trang báo Time cho biết .

Bạn có biết?

• Theo trang Chemicool, nguyên tố radium có sự phong phú trong vỏ trái đất khoảng 1 phần nghìn tỷ tính theo trọng lượng. Điều này làm cho nó trở thành nguyên tố nhiều thứ 84 trong lớp vỏ trái đất, theo trang Periodic Table.
• Radium là kim loại kiềm thổ nặng nhất, theo Bách khoa toàn thư. Các kim loại đất kiềm khác bao gồm berili (beryllium), magiê (magnesium), canxi (calcium), stronti (strontium) và bari (barium).
• Khi tiếp xúc với không khí, chất phóng xạ radium chuyển đổi từ màu trắng bạc sang màu đen do quá trình oxy hóa, theo trang Lenntech.
• Theo trang Chemicool, các đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã dài nhất là radium-226 với chu kỳ bán rã là 1602 năm.
• Theo Cơ quan chất độc và bệnh Registry (Agency for Toxic Substances and Disease Registry – ATSDR), radium thường xâm nhập vào cơ thể khi được hít vào hoặc nuốt phải gây ra những ảnh hưởng tới sức khỏe do phơi nhiễm phóng xạ bao gồm ung thư, thiếu máu, đục thủy tinh thể và gây tử vong.
• Radium phát ra các hạt alpha (2 proton và 2 neutron liên kết với nhau), hạt beta (electron hoặc positron năng lượng cao) và các tia gamma (các bước sóng năng lượng ánh sáng lớn nhất), theo Bách khoa toàn thư New World.
• Theo trang Royal Society of Chemistry, radium nằm trong cùng nhóm với canxi và đôi khi được sử dụng để điều trị ung thư xương. Các hạt alpha phát ra từ radium giết chết các tế bào ung thư.
• Radium chủ yếu được tách ra như một sản phẩm phụ trong khai thác mỏ urani, theo trang Royal Society of Chemistry. Hầu hết các radium đến từ các mỏ quặng urani ở Cộng hòa Dân chủ Congo và Canada.
• Theo trang Chemistry Explained, hiện nay radium được chiết xuất từ quặng urani theo cách tương tự mà Marie và Pierre Curie đã làm trong những năm cuối thập niên 1890 và đầu những năm 1900.
• Theo trang Periodic Table, radium được sử dụng trong sản xuất đồng hồ, vẽ các con số và kim chỉ giờ phát sáng có thể nhìn thấy trong bóng tối. Tuy nhiên, việc sản xuất này phải ngừng lại do bởi có quá nhiều công nhân của nhà máy bị chết khi tiếp xúc với nó.
• Theo Bách khoa toàn thư, radium có thể kết hợp với hầu hết tất cả các phi kim loại, bao gồm oxy, flo, clo, và nitơ.
• Curie (Ci) là đơn vị được đặt tên theo lượng phóng xạ phát ra, một lượng hạt nhân phóng xạ tương đương với một gram radium, hoặc với tốc độ phân hủy ở 37 tỷ phân hủy mỗi giây, theo Uỷ ban năng lượng hạt nhân Hoa Kỳ (U.S. Nuclear Regulatory Commission) cho biết.
• Theo trang Lenntech, vì radium xảy ra tự nhiên với số lượng nhỏ trong môi trường nên chúng ta đang tiếp xúc liên tục với một lượng nhỏ phóng xạ. Tuy nhiên, chưa có bằng chứng nào chỉ ra các mức độ phóng xạ radium có hại.
• Những ghi chú trong phòng thí nghiệm của Marie và Pierre Curie vẫn còn quá nhiều chất phóng xạ, do bởi nghiên cứu của họ với chất phóng xạ radium chưa được xử lý hết cho đến tận ngày hôm nay, theo Jefferson Lab.
• Nghiên cứu với radium, Marie Curie là người phụ nữ đầu tiên giành giải Nobel về Vật lý (1903) và cũng là nhà khoa học đầu tiên giành hai giải Nobel (giải thứ hai vào năm 1911), theo trang Biography.
• Theo Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos, radium được sử dụng để sản xuất ra khí radon, thứ thường được sử dụng để điều trị một số bệnh như ung thư.
• Radium là một nguyên tố hóa học không ổn định và trải qua nhiều giai đoạn phân rã phóng xạ mới đạt đến sản phẩm cuối cùng là chì, theo Bách khoa toàn thư New World.

Nghiên cứu hiện nay

Radium thường được sử dụng để điều trị các loại bệnh về ung thư khác nhau. Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Nuclear Medicine, Isis Gayed và các nhà nghiên cứu đến từ Texas thảo luận về cách điều trị ung thư xương di căn gây ra bởi ung thư tuyến tiền liệt. Các bệnh nhân được điều trị bằng đồng vị Ra-223 và theo dõi chặt chẽ thông qua các phương pháp điều trị. Một số yếu tố được cân nhắc, so sánh kỹ càng trước và sau khi điều trị, bao gồm cả mức độ đau đớn, PSA (kháng nguyên đặc hiệu của tuyến tiền liệt), creatinine và các giá trị huyết học. Những bệnh nhân có PSA, nồng độ creatinin và nồng độ hemoglobin cao hơn thường đáp ứng tốt hơn khi sử dụng các phương pháp điều trị bằng radium.

Một bài báo năm 2014 được đăng bởi Ashley Lehman, một nhà nghiên cứu người Mỹ được công bố trên tạp chí Journal of Nuclear Medicine, thảo luận về cách dùng thuốc trong nghiên cứu trên, radium-223 điclorua (Xofigo). Khi chất phóng xạ radium tiếp xúc với xương, nó hoạt động giống như canxi và lực hút hướng về phía hình thành xương mới được diễn ra. Các radium trong thuốc tại các khu vực ung thư xương di căn bị thiệt hại từ các hạt alpha được phát ra bởi các radium phân rã, chủ yếu giới hạn ở những tế bào ung thư bao quanh như các hạt alpha chỉ đi được khoảng cách ngắn. Nghiên cứu kết luận rằng việc sử dụng radium-223 là một điều trị đầy hứa hẹn cho những người bị ung thư tuyến tiền liệt và điều trị tương tự được nghiên cứu gần đây với các bệnh nhân bị ung thư vú phát triển thành ung thư xương di căn.

Các nghiên cứu liên tục được tiến hành, sử dụng radium-223 để điều trị bệnh ung thư vú, bao gồm một thử nghiệm ngẫu nhiên "mù đôi", "placebo-control" (một loại thuốc giả) được kiểm soát bởi một nhóm các nhà nghiên cứu Mỹ, cùng một bản tóm tắt được công bố trong Hiệp hội Nghiên cứu ung thư Mỹ vào năm 2015. Nghiên cứu này có tất cả 227 người tham gia nghiên cứu, những ảnh hưởng và mức độ an toàn khi sử dụng radium để điều trị ung thư xương di căn bị gây ra do ung thư vú.

Như bạn thấy, radium rất hữu ích kể từ ngày nó được phát hiện nhưng cũng đã cướp đi sinh mạng của nhiều người bởi tính phóng xạ. Vì thế, hiện tại radium được sử dụng trong nhiều phản ứng hạt nhân khác nhau và cũng được sử dụng để tạo ra các nguyên tố khác nhưng không được sử dụng như một nguyên tố thường ngày vì nó có thể gây tử vong cho sức khỏe con người.