Capacity of Radiators, Journ. Society of Automobile Engineer, N. y., 1923, i; К i с h t e r, Wasserkuh-lung In Kraftwagen, Z. d. VDI*, 1927, 27; Journ. Society of Automobile Engineer*, N.Y., 1929, iO.A.SHa-иенский, H. Пастушвино, A. Сошин и Ю. Стебницний.

РАДИЕВЫ РУДЫ. Общие, вероятные запасы радия во всех х'лавне'йших мировых месторождениях, известных в настоящее время, определялись в 1929 году приблизительно в 1 ООО г. ОбразуСь при радиоактивном распаде урана, радий находится во всех минералах, в состав которых входит уран. Число последних весьма велико (их насчитывают не менее 75), однако только немногие из них имеют промышленное значение. Главнейшими Р. р. являются следующие минералы: урановая смоляная руд а-соединения состава UgOa и иОа (65-80% урана), цвет смоляно-черный, черно-бурый, оливковый, сероватый; карнотит (52-57% урана), удельный вес 4,1, цвет канареечно-желтый; тюямуюнит (53% урана), уд. в. 3,67, цвет лимонно-желтый; отупит (52% урана), тв. 2- 2,5, уд. в. 3,5-3,9, цвет светлонселтый; к ю р и т (2РЬО-5 иОз-4 Н^О); к а з о .л и т (ЗРЬО-ЗиОз-3 8Ю2-4Н20); беккерит (UO3.2H2O); с о д д и т (12иОз-5 8Ю2- 14 Н80);ф ергусонит (ф-ла сомнительна; танталониобат кальция); самарскит (ф-ла сомнительна; урановый танталониобат иттрия и кальция); эвксенит (формула сомнительна; иттротитанониобат урана); ампангабеит (формула неизвестна; ниобат урана).

Месторождения радия м. б. подразделены на первичные (для к-рьгх неизвестны исходные минеральные тела), вторичные (образовавшиеся в результате изменения первич-ньгх минералов) и типа россыпей (к последним причисляют гл. обр. минералы торие-вого ряда). В СССР единственное промышленное месторождение Р. р.-Тюя-Муюнское в Киргизской АССР, в 30 Л1 к Ю.-З. от города Ош. Среди пещер, в известняках (карстовые пустоты и трещины) отложились различные минералы, содержащие уран, ванадий и радий; среди них туранит и тан-геит-ванадаты меди-имеют промышленное значение, кроме тюямуюнита-ванадата уранита кальция. Оруденелые участки представляют собой каналы, заполненные растворами холодного тина, смешанными с термальньгм раствором; источниками урана, ванадия и радия явились термальные растворы. До 1914 г. эксплоатации Тюя-Муюн-ского месторождения велась Ферганским обществом для добычи редких металлов . С 1922 г. эксплоатации возобновлена ВСНХ СССР и до последнего времени производилась трестом Редкие элементы . Кроме того известны месторождения Р. р.: Алмалык-ское (в 6 клг к В. от Тюя-Муюнстсого рудника), в области Кураминского хребта (Узбекская ССР), источники Ухтинского нефтеносного района (автономная область Коми), содержащие растворы радиевых солей. Представляют интерес (в отношении радия) и нек-рые вольфрамовые и висмутовые месторождения Дальневосточного края и Бурято-Монгольской АССР. Вообще же территория Союза недостаточно изучена в отношении возможности нахождения новых месторождений Р. р. Первое место среди мировьгх месторождений Р. р. занимают урановые

руды Бельгийского Конго (Центральная Африка). За ними следуют месторождения урановых руд в штатах Колорадо и Юта (США), в Иоахимстале в Чехо-Словакии. Второстепенное значение для мировой радиевой промьпиленности имеют (кроме Тюя-Муюна в СССР) месторождения Гуардии в Португалии, Корнуолла в Великобритании, штата Олари в Австралии и о-ва Мадагаскара. В 1929 г. были открыты Р. р. в Онтарио (Канада), могущие по мнению канадского Department of Mines иметь промьппленное значение. Месторождения Бельгийского Конго находятся в округе Казоло, в провинции Катанга. С 1923 г. США почти переста.ли добывать радий, после того как в течение почти 10 лет давали ббльшую часть мировой продукции. С 1923 г. бельгийское об-во (LUnion Miniere du Haut Katanga), к-рому принадлежит месторождение, является почти полным монополистом в деле добычи и распределения радия. Данные о добыче радия по годам (в г) приведены в таблице. Мировая добыча радия (в г).

Год

Иоахим-сталь

США ФРанция

Бель- Проч. гия страны

1909

1910

1911

1912

1918

1914*

1914/15

1915/16

1916/17

1917/18

1918*г

1919 ,

1920

1921

1922

1923

1924

1925

1926

1927

1928

,7217 ,2937 ,0144 ,6977 ,1174 ,8751 ,7118 4013 4199 7749 0459 9689 2310 2000 2300

5- 0*3

154,0

12,21 J

13,5

1,00 1,00

.3,00 25,00

20,0 26,0 40,0

2,30 2.00

*1 В первую половину. *з во вторую половину. *з Ежегодно.

Цена на радий (в 1927 г.) составляла номинально 70 долл. за ш,.

Лит.: Александров С. П., Радий и его-руды, НИ , т. 4, л., 1929 (дана литература); Б а-ш и .4 о в И. Я., Технология радиоактивных руд, Ленинград, 1927; Богоявленский Л. Н., Светящиеся составы постоянного действия. П., 1919; Марков Н.К. и Огнев А. П., Радий и уран, Годовой обзор минеральных ресурсов СССР за 1926/27 г. , л., 1928 (дана .литература); Ферсман А. е., к морфологии и геохимии Тюя-Муюна, Труды по изучению радия и радиоактивных руд . Л., 1927, т. 3; Черепенников А. А., Проявление радиоактивности в Ухтинском районе, Вестник Геол. Комитета , Л., 1928, 4. Н, Федоровский.

РАДИЙ, Ra, химич. элелшнт первой подгруппы второй группы периодической системы (аналог бария), продукт радиоактивного распада урана (см.), распадающийся в свою очередь на гелий (см.) и эманацию-(см.); порядковое число 88, ат. в. 225,97; открыт в 1898 г. супругами Кюри в связи с наблюдением,что нек-рые изучавшиеся ими урановые минералы обнаруживали более сильную радиоактивность (см.), чем это следовало ожидать на основании содержания в них урана.

Распад атомов Р. соответствует излучению а-частиц и сопровождается слабым рч-гзлу-

РАДИЙ

чением ядра, к-рое в свою очередь влечет за собой слабое вторичное -излучение. Т. к. эманация, как и все б. или м. долговечные продукты ее распада (за исключением нерадиоактивного последнего звена, RaG) также радиоактивны, причем каждому из них свойственны различные виды излучения а, /3 и у, то излучение препаратов Р., к-рые практически никогда не бывают свободны от продуктов распада, является обычно суммой излучений всех этих элементов. Состав этого суммарного излучения, в к-ром излучение самого элемента Р. играет практически весьма незначительную роль, зависит от чистоты препарата, т. е. в нек-ром отношении и от его возраста (равновесие выделенного в чистом виде Р. с продуктами его распада устанавливается на протяжении 4-5 недель). Радиоактивный распад обнаруживается рядом вторичных физич. явлений, из которых следует отметить выделение тепла в количестве ок. 140 са1/ч. на 1 г Ra (считая все процессы распада до неактивного RaG), свечение солей Р. (тшательно высушенных) го-.тубым светом и др. (см. Радиоактивность). Эффект воздействия излучений Р. на живые организмы зависит от характера тканей и от интенсивности облучения: слабое излучение стимулирует рост и развитие здоровых растительных и животных тканей, сильное же действует на них разрушительно. Под влиянием продолжительного воздействия излучений Р. на коже человека появляются сначала симптомы ожога, а потом трудно заживающие, почти неподдающиеся лечению изъязвления.

Порядковое число 88 относится кроме Р. еще к трем элементам: мезотор и ю 1 (MsThi) и т о р и ю X(TliX), продуктам распада тория, ик актинию X (АсХ), продукту распада актиния (см.). Все 4 перечисленных изотопа (см.) неотделимы друг от друга химически, но различаются между собой нек-рыми физич. свойствами, в частности ат. в. и константами радиоактивности (см. Спр. ТЭ, т. II, стр. 9-63). Важнейшие из известных свойств перечисленных четырех изотопов сопоставлены в табл. 1. Промышленное значение имеют только самые долговечные из них-Р. и мезо-торий (о производстве последнего см. Торий). Два остальных обладают столь короткими периодами распада, что получение их в весомых количествах весьма затруднительно. В силу химич. идентичности Р. и ме-зотория получение каждого из них в чистом виде возможно из руд, содержащих или только уран или же только торий. Из руд, содержащих оба последние элемента, можно получить только химически неразделимую смесь Р. и мезотория (с торием X и актинием X). в рыночных препаратах мезотория имеется устанавливающаяся на протяжении 2 дней равновесная смесь MsThx и продукта его распада MsThg, причем практич. значение имеет излучение последнего.

Табл, 1.-Важнейшие константы На, MsThi, ТИХ и АсХ.

Свободный р., полученный Путем электролиза его галоидных солей, представляет собой металл белого цвета, покрывающийся на воздухе черным налетом, вероятно нитрида, разлагающий воду с выделениелт водорода и образование.м гидроокиси. Уд. в.

ок. 6, t°ji ок. 700°. В химич. отношении Р. является двухвалентным элементом более электроположительным, чем весьма сходный с ним барий. Соли Р. очень похожи на соответствующие, в большинстве случаев изоморфные с ними, соли бария, от к-рых первые отличаются обычно меньшей растворимостью. Получены II изучены немногочисленные соединения Р. Хлористый Р. RaCla кристаллизуется с 2 молекулалш воды, обезвоживается при 150-200°. При продолжительном хранении в безводном виде-темнеет и тем больше, чем выше бьша 1° обезвоживания; вла^кный RaClj соединяется с кислородом воздуха с образованием ги-похлорита, который затем легко разлагается под действием углекислоты. В растворе разлагает воду с образованием гремучей смеси. Бромистый Р. RaBfa также кристаллизуется с 2Н2О и обладает аналогичными свойствами. Сернокислый Р. RaSOj. является наименее растворимым в воде сульфатом. Очень мало растворим также углекислый Р. RaCOs- Азотнокислый Р. На(ЫОз)2 растворим в воде, как и аналогичная соль бария.

Для определения Р. в силу низких концентраций его в сырье и небольших количеств, с к-рыми обычно манипулируют, никогда не пользуются как химич. методами, так и его спектром, хотя последний и изучен (Р. окрашивает иламя в красный цвет). Для количественного онределения Ra служат исключительно радиометрич. (электрометрические) методы-измерения излучений самого-Р. или же продуктов его распада (см. Радиоактивность). Наиболее удобен применяющийся для определения больших количеств Р. метод сравнения (с помощью соответствующего электроскопа) 7-излучения исследуемого препарата (точнее-проду1стов его распада) с излучением эталона. Перед.таким исследованием препарат должен храниться не менее 4 недель в герметически закрытом сосуде для установления равновесия между Р. и продуктами распада (гл. обр. RaC). Проще применяющееся в случае небольших количеств Р. определение (спомощью электроскопа другой конструкции) а-излучения эманации, выделяемой исследуемым препаратом Р. В этом случае требуется установление равновесия между эманацией и про-ду1тами ее распада, наступающее уже через 3-4 ч. Единицей измерения эманации служит кюри (см.) или применяемая чаще миллионная доля ее-м икрокюри. Эталоны, к-рыми пользуются для измерений, хранятся в соответствующих научно-исследовате.ть-ских ин-тах большинства стран Европы и Америки, в том числе напр. во Всесоюзном ин-те мер и стандартов (б. Главной патате мер и весов) в Ленинграде. При пользовании ими учитывается, что количество Р. уменьшается ежегодно из-за распада на 0,04%.

В силу тогс что Р. является продуктом распада урана, а возраст земной коры значительно превышает срок, необходимый для установления равновесия между этими элементами, соотношение средних содержаний их в земной коре пропорционально соотношению периодов их распада, т. е. равно

Ra : и=3,310-7 : 1.

Упомянутое соотношение Ra : U наблюдается естественно в достаточно древних пер-

внчных минералах и породах, напр. в урановой смолке. В других оно может быть нарушено вследствие вторичных процессов выветривания, выщелачивания и осаждения одного или другого элемента и т. д. Содержание урана в литосфере определяется цифрой 8 10 а следовательно Р.-цифрой порядка 10 . По Гольдшмидту уран и торий скопились гл. обр. в верхних слоях силикатной оболочки земного шара.

Из урановых минералов, имеющих значение для промышленной добычи J., необходимо отметить нижеследующие. Урановая смолка (уранинит), приблизительный состав UgOg (ок. 70% U); важнейшая промышленная руда, встречающаяся компактными массами. Продукты выветривания ее объединяют собирательным названием ульрихит. Разновидностями последнего являются: б р е г г е р и т и клевеит (60-65 %U). Часто при выветривании урановая смолка превращается врезефор-дин (карбонат уранила) UOgCOg, кюрит 2РЬ0 5иОз 4Н2О и казолит ЗРЬО

- ЗиОз ЗЗЮа 4Н2О (уранаты свинца, причем второй содержит и кремнезем, оба минерала являются вероятно продуктами выветривания урановой смолки). О т е н и т (урановая слюда) Са (U02)2P208 nHjO .и торбернит (ха лько лит) Си (UO.)2 PaOg ПН2О-фосфаты уранила кальция (первый) или меди (второй). Карнотит К2О 2UO3 V3O5 ЗНаО (уранова-надат калия) и т ю я м у ю н и т СаО 2UO3

- V2O5 4Н2О (аналогичная соль кальция, легко раз.лагаемая кислотами). Б е т а ф и т, ампангабеит и с а м и р е з и т, слож-гше, содержащие уран ниобаты п танталаты, встречающиеся на Мадагаскаре. Незначительное содержание Р. (порядка 10-) найдено также в горных породах, даяге таких, в к-рых не удалось обнаружить урана. Наиболее высокое содержание Р. обнаруживают изверженные породы, в частности наиболее кислые из них. Обнаружен Р. также в воде океанов и некоторых внутренних морей, причем максимальное содерихание его равно КЯ* г/ст. Радиоактивность вод многих источников объясняется гл. обр. наличием выщелоченных из пород продуктов распада Р. И лишь иногда наличием соединений самого Р. В СССР радиоактивные воды имеются во многих нефтеносных районах, например Кавказа и Урала. Содер'жание Р. в метеоритах приблизительно равно содержанию его в изверженных породах. В спектре солнца Р. не обнаруясен.

Промьпп,11енные месторождения руд Р. весьма немногочисленны. В Европе важнейшим яв.ляется Иоа-химсталь в Чехо-Словакии, где урановая смолка сочетается с никелевыми, кобальтовыми и серебряными рудами. Менее богатые месторождения имеются в Португалии (отепит), Англии (Корнуэлльс и Девон), Германии, Швеции и Норвегии. В Африке известны три месторождения: Морогоро, Вост. Африка (ульрихит и резефордин), Мадагаскар (бетафит, ампангабеит) и Катанга (по соседству с медными рудниками) в Бельгийском Конго. Последнее является паи-бочее мощным из эксплоатируемых в настоящее время месторождений. Руда состоит из урановой смолки и продуктов ее разрушения, распределенных тонкими /нилами в сланцах, известняках и доломитах. Два небольших месторождения имеются в Ю. Австра.11ии (карнотиты). В Америке месторождения Р., имевшие до недавнего времени мировое значение, расположены в штатах Юта и Колорадо (карнотиты в песчаниках), а более мелкие в других штатах и в Мексике. Предполагается разработка месторождений в Канаде. СССР располагает промышленным месторождением Р.

в Тюя-Муюне (Ферганская область, северное предгорье Малого Алая). Руда представляет собой тюямуюнит и родственные е.му минералы, распределенные в виде мазков и тонких прожилков в известняковой породе-т. н. рудном мраморе. Не имеющие пока промышленного значения месторождения радиоактивных руд обнаружены также на Урале, в Сев. Карелии (Ухта), Забайкальи и других частях Сибири.

Процесс извлечения Р. из руд после обогащения их, к-рое в случае урановой смолки достигается относительно легко вследствие большого ее уд. веса, распадается в основном на 3 фазы: 1) разложение руды и получение су,льфатов Р.-бария, 2) превращение последних в хлориды и 3) получение чистых солей Р. Описано большое количество сухих и мокрых, кислых и щелочных способов разложения руды в зависимости от ее состава, иногда после предварительного обжига. В качестве реагентов пользуются серной, соляной или азотной к-тами, едкими и углекислыми щелочами и т. д. Во всех случаях стремятся к переведе-, нию урана (и ванадия) в раствор и к получению в остатке нерастворимых сульфатов (Р., барий, кальций, свинец), возможно мало загрязненных посторонними веществами (кремнезем, основные соли тяжелых метал.чов с радиоактивными их изотопами и пр.). Для превращения этих сульфатов в хлориды их предварительно переводят в карбонаты путем обработки содой или в сульфиды, напр. путем восстановления углем, а затем растворяют в соляной к-те. Во всех стадиях процесса стремятся к возможно полному удалению всех посторонних веществ. Для отделения Р. от бария раствор хлоридов подвергают дробной кристаллизации. Этот процесс основывается на том, что при выделении из раствора части солей в твердом виде в силу меньшей растворимости Р. соотношение Ra:Ba в твердой фазе больше, чем в первоначальном растворе (иными словами, кристаллы постепенно обогащаются радием). Выделение кристаллов из раствора осуществляется или с помощью упаривания или же путем добавления реагентов, уменьшающих растворимость ,хлоридов в воде-соляной кисчоты, хлористого кальция и т. д. После относительного обогащения хлоридов Р. их превращают в бромиды путем промежуточного превращения в карбонаты и в этом виде ведут дальнейшее фракционирование. Описаны также способы фракционированного осаждения хроматов, сульфатов и т. д., а также фракционированной адсорбции Р., на перекиси марганца, силикагеле, пермути-тах и т. д. Суммарный выход Р. из руды-80-90%.

Для хранения препаратов Р. пользуются стеклянными трубками с впаянными в них платиновыми проволочками, к-рые служат для отвода накопляющихся в трубке положительных зарядов, получающихся в результате распада. Для защиты от вредного действия излучения лиц, манипулирующих с такими препара-. тами, трубки помещают обычно в толстостенные свинцовые коробки. Важнейшие предприятия, занимающиеся извлечением Р. из руд, находятся во Франции (руды главным образом из Португалии, Мадагаскара), Бельгии (с 1922 года руды из Конго), Германии (руды из Чехо-Словакии и Америки), Чехо-Словакии, Англии и США.

Применение Р. и прочих радиоактивных элементов обусловливается их излучением. Наибольшие количества Р. используют разными путями для лечебных целей: радиоактивные грязевые и другие ванны, вдыхание воздуха, содержащего эманацию, питье радиоактивных вод и т. д. Самым важным является однако лечение излучениями Р. злокачественньгх опухолей (рак). Для этих целей применяются препараты Р. весом от нескольких жз до 1 г и выше, запаянные в стеклянные и.ти платиновые трубочки. При умеренном воздействии лучей больные ткани разрушаются, а здоровые остаются почти без изменения. Иногда взамен самого Р. пользуются его эманацией. В этих случаях исходный препарат Р. хранится в соответствующей лаборатории, где от него периодически откачивают эманацию и запаивают ее в стеклянные трубочки, к-рыми уже пользуются в клиниках. Вторым по важности является применение Р. в качестве активатора в производстве светящихся составов (см.) постоянного действия. Особенно большие количества Р. (по нек-рым данным до 20 г) были использованы для этих целей во время войны 1914-18 гг. В Гер-

х\шш1И пользовались для этого гл. обр. смесью радиотория с мезоторием, к-рая дает тот же эффект, что и Р., но менее долговечна и поэтому менее ценна. Из других предложенных применений Р. нужно отметить использование для удобрения слабо радиоактивных руд и отбросов (стимулирование роста растений), применение радиоактивных веществ для ионизации воздуха в тех слу-.чаях, когда нежелательно скопление э.чек-трпч, зарядов (напр. вследствие трения) в каких-либо частях аппаратуры (напр. в производстве каучука, при очистке хлопка ипр.). Благодаря тому, что у-лучи Р. обладают лналогичным11 свойствами, но больщей проницаемостью, чем рентгеновы лучн, (см.), предлолтено пользоваться ими в технике для лросвечивання. Наконец следует отметить, что большие количества радиоактивных элементов служат в разных лабораториях мира яаучно-псследовательски.м целям; изучение их способствовало развитию многочисленных об.частей физики, химии, геологии и других точных наук.

Промышленная добыча Р. началась в 1907 г. (Чехословакия, б. Австрия), но велась в очень незначительных масштабах. В 1914 г. началась добыча Р. в США, оставлявшая в 1918 г. 50%, а в 1922 г. 80% мировой. С 1922 г. доминирующая роль в добыче Р. переходит к Бельгии, рудники к-рой (Конго) могут удовлетворить лгаровую потребность. Добыча в Конго поднималась с 20-25 г ежегодно за время с 1920 по 1927 г. до 42 г в 1928 г. и до 60 г с 1929 г. Вследствие связанного с этим снинения цен США с 1923 г. почти прекратили пропзводство. Всего добыто во всем мире до 1916 г. ~50 г, до 1922г. ~ 200 з (из к-рых ~ 150 г в США), до 1925 г.~300 г, До 1928 г.~600 г Р.Распределение мировой добычи Р. по странам приводится в табл. 2.

Табл. 2 . - Р а с п р е д е .л е п п е мировой добычи радия по странам (в ?) *.

США.......

Бельгия (Конго) Чехо-Словакия . Португалия . . . Мадагаскар . . .

СССР.......

Англия......

Ю. Австралии . .

До серед. 1922 г.

До 1928 г.

Всего

25 10 1

250 246 45 15 8

* По данным и. S. Bureau of Mines, Information Circular 6312.

Цена P. (за 1 .мг содеря;ания его в рыночных препаратах, обычно бромистых) в США в долл. с 1923 г.дер-житсн на постоянном уровне-ок. 70 долл.,- до этого цены на Р. нодверга.пись сильным колебаниям, что видно из следующих цифр:

Годы Долл. Годы Долл. Годы Долл.

1902 2-4 1906 50-60 1915 160

1903 5-6 1909-10 75-135 1910-18 120-150

1904 10-25 1911-12 150 1920 120 ГЮ5 25-50 1912-14 160-180 1922 70-90

Единицей измерения мезотория является его количество, из-яучение к-рого соответстцует излучению 1 мг Р. Цена такого <л(г-эквива.т1ента-> мезотория (из-за более короткого периода распада его) составляла раньше ок. 50% стоимости 1 мг Р., потом поднялась до 75% (40-50 долл.). Основным производителем является Германия (из отбросов производства тория). Другие недолговечные радиоактивные элементы добывались в незначительных количествах г.ч. обр. для научных целей.

Лит.: Б а ш и л о в И. Я., Технология радиоактив-иых руд, Л., 1927; Шеллер В. Р. и Поуэлль А. Р., Анализ минералов и руд, содержащих редкие элементы. Л., 1928; Федоровский И. М.,

Минералы в промышленности и сельском хозяйстве, 2 изд.. Л., 1927; Ш и л ов Н. А., Радиоактивные вещества (в книге: Д. Менделеев, Основы химии, 9 изд., т. 2, М.-Л., 1928); Хлопин В. Г., Химия радиоэлементов, там -же; е г о ж е, Технология радиоактивности вещества, там же; Меншуткин Б. Н., Курс общей (неорганической) химии, 3 изд., М.-Л., 1930; ХевешиГ. и Паяет Ф., Радиоактивность, пер. с нем., Л., 1925; Огнев А., Радий и уран, Годовой обзор минеральных ресурсов СССР за 1925/26 Г. , Л., 1927; Марков Н. К. И О г н е в А., Радий и уран, то же за 1926/27 г., Л., 1928; Александров С. П., Радий и его руды, <НИ , Л., 1929, т. 4; Ф е р с м а я А. Е., К морфологии и геохимии Тюя-Муюна, Труды по изучению радия . Л., 1927, т. 3; Александров С. П., Радиевая промышленность в России, <ГЖ , 1924, 1, 1925, 12; Труды радиевой экспедиции Рос. Академии Натк>, 1914-1918, 1-10; Ферсман А. Е. и Щербаков Д. И., Тюя-Муюнское месторождение в Фергане, Труды НТО ВСНХ , М., 1925, 14; Хлопин В. Г., Радий и его получение из русского сырья. Л., 1924; Щербаков Д. И., Месторождения радиоактивных руд Ферганы, Л., 1924; HopkinsB. S., Cliemistrv of the Rarer Elements, N. Y., 1923; J о h n-s t 0 n e G. J., The Rare Earth Industry, L., 1928; M e 1 1 0 r J. W., A Comprehensive Treatise on Inorganic Chemistry, v. 4, L., 1923; <The Mineral Industry during 1930 , N. Y., 1931, p. 535-538; H e s s F. L., Radium, Uranium a. Vanadium, Eng. a. Min. Journal*, 1927, V. 125, 3, p. 101; Thorpe E., A Dictionary of Applied Chemistry, v. 5, p. 635-643, L.. 1924; С 0 1 0 m i e г F., Manual pratique du Radium. P., 1926; К i t h i 1 K. L. a. D a v i s J. A., Mining a. Concentration ol Carnotite Ores, U. S. Bureau of Mines Bull. , 1927, 103; Moore R. B. a. Kfthil K. L., A preliminary Report on Uranium, Radium a. Vanadium, ibid., 1913, Bull. 70; Tyler P. M.. Radium, U. S. Bureau of Mines Information Circular 6,il2, 1930; К г a u s M., Das staatliche Uranpecherz-bergbaurevue bei St. Joachimstahl in B6hmen, W., 1916; Radium u. Isotope, Gmelins Handbuch d. anor-ganischen Chemie, 8 Aufl., 31, В., 1928; H e n г i с h F., Chemie u. chemische Technologie radioaktiver Stof-fe, Berlin, 1918; Curie P., Le radium et les radio-elements, Paris, 1925; M a г с к w a 1 d W. u. E r b a-cher O.. Radioaktivitiit, Ullm. Enz., 2 Aufl.. B. 8, p. 630-647; S i rn p s 0 n F. E., Radium Therapy, St. Louis, 1925. E. Кронман.

РАДИКАЛЫ, части молекул, переходящие при различных химич. реакциях как целое из одного соединения в другое. Простейшими Р. напр. являются одновалентные углеводородные остатки-.метил СНз.этилСгНб, фенил CgHg, нафти.т СщНу и т.н. Понятие о Р., как о неизменяемой части молекулы, в свое время послужило основанием для создания теории строения органич. веществ-теории Р., - разделявшейся виднейшими учеными первой половины 19 века. По этой теории радикалам в строении органич. веществ отво-ди.тась роль, аналогичная роли элементов в построении минеральныхвеществ. Кажущаяся неизменяемость Р. вызвала многочисленные попытки получения свободных Р., т.е. молекулярных остатков, могущих существовать не только в соединениях, но и самостоятельно. Такими свободными Р, одно время считали циан (Гей-Люссак), какодил (Бунзен), метил, этил, амил (валил) (Франк-.1анд,Кольбе). В дальнейшем, главным образом после того как было доказано, что прп реакциях, которыми по,чьзовались исследователи, получались не Р., а их димеры [так, вместо CN и СНд получались (CN)2 и СНд -- СНд], теория радикалов была отброшена. Явившаяся ей на смену теория строения (Гергардт, Кекуле, Бутлеров) стала рас-сматрить Р. лишь как символы, облегчающие понимание реакций меледу органич. веществами, но лишенные самостоятельного значения. Впоследствии однако оказалось, что постоянная четырехвалентность углерода--одно из основных требований классич. теории строения-иногда не сохраняется и что нри наличии известных структурных и

других условий м. б. получены и выделены соединения типа т. н. свободных Р.

Свободные Р. Под свободными Р, обычно понимают соединения, в состав к-рых входят элементы, обладающие валептностью на единицу меньшей, чем это следует из их положения в периодич. системе. Все свободные Р. окрашены, обладают резко выраженной тенденцией к присоединению различных атомов или атомных групп и в конц. растворах или в чистом состоянии б. или м. полно (в зависимости от особенности строения) рекомбинируются в димерные формы. %

Р. с трехвалентным углеродом. Триарилметилы-соединения, отвечающие ф-ле R3C (R-арильные остатки), получающиеся действием раздробленных метал.тов (Ag, Си, Zn, Hg) на растворы триарил-хлорметанов в эфире или бензоле. Первый Р. с трехвалентным углеродом^-трифенил-метил ( тритил )-по.лучен в 1900 г. Гомбер-гом при помощи реакции:

(CeH5)3CCl+Ag=(C6H5)3C+AgCl.

В растворах трифенилметил существует наряду со своим димером-гексафенилэтаном:

(СбН5)8С-С(СвН5)з2(СвН5)зС.

Нек-рые гексаарилметаны диссоциированы на Р. относительно слабо (напр. гексафе-нилэтан), у других степень диссоциации настолько велика, что даже в конц. растворах ее можно считать полной. Введение CgHg- и КОа-групны в арильные остатки обычно способствует увеличению степени диссоциации: напр. гексафенилэтан диссоциирован в бензоле лишь на 2%, дифенил-тетрафенилэтан (СеН5)а (СеЩ-СеН^) С-С (СеН^-СвН,) (С.Ш,)- уже на 15%; тетрабифенил-дифенилэтан (CeHs) (СвН,.СбНб)а С-С (СвН,.С„Н5)а (СвН^)- на 80% и гексабифенплэтан (СбНб-СвН4)зС-С(СвН4СбНБ)з-на 100%. Три(м-нитрофенил)метил, так же как и гексабифенплэтан, известен только в виде Р. Многократно фенилированные пропаны и бутаны при их получении распадаются на Р. с трехвалентным углеродом: октофенил-пропан и декафенилбутан полностью диссоциированы, первый-на трифенилметил и пентафенилэтил, а второй-на пентафенил-этилы. Известны также соединения с трехвалентным углеродом, содержащие кратные связи; напр. Циглером были получены следующие Р.:

СНзО-СбЩЧ СвН^С-С-СНз

СНаОСвН4-С и НС СН

(CaHs)2C:CH/ CeH-V

Состояние равновесия R3C CR3 : 2 R3C помимо природы радикалов R, связанных с эта-новыми атомами углерода, зависит от природы растворителя, степени разбавления и t . Наиболее характерные свойства соединений с трехвалентным углеродом-окрашенность и способность к присоединению кислорода, галоидов и щелочных металлов. При действии молекулярного кислорода на трп-фенилметилы, последние превращаются в перекиси:

2(СвН5)зС + Ог=(СвН5)зС-0-0-С(СвН5)з.

Продукт присоединения натрия к трифенил-метилу в пиридиновом растворе диссоциирован на ионы:

(СвН5)зСКа : (СбН5)зС+Ка-. К относительно устойчивым соединениям с

трехвалентным углеродом относятся также металле к етилы, получающиеся при растворении одного эквивалента щелочного металла в эфирном растворе диарилкетона: (CeH5)2C0 + Na = (C6H5)2C0Na.

Металлокетилы - интенсивно окрашенные вещества, бурно реагирующие с кислородом. В отличие от этих относительно устойчивьгх Р. известны соединения с трехвалентным (а также меньшей валентности) углеродом, обра.зуюпщеся при различных (гл. обр. термического характера) реакциях, но существующие весьма ограниченное время. Недавно Пакет (Paneth) показал, что тетраметил- и тетраэтилсвинец при нагревании до t° красного каления распадаются на свободные Р.-метил или этил:

(СНз)4рь=4СНз+РЬ.

Средняя продолжите.тьность жизни

(где

т-время половинного распада) для метила равна 1,44-10~2 ск. Весьма вероятно также, что наряду со свободным гидроксил ом ОН, как продуктом термического распада воды НаО^Н + ОН, при горении углеводородов, напр. метана, образуются Р.:-СНд, СН , =СН,-CeiC-.Изучение образования свободных Р. имеет весьма существенное значение для понимания механизма химич. реакций.

Р. с двухвалентным азотом были получены Виландом как продукты диссоциации тетраарилгидразинов. Так напр., тетрафенилгидразин в органич. растворителях распадается следующим образом:

(CeHabNNCCaHsb : 2(СбНз)гЭТ.

Тетрафенилгидразин диссоциирован только частично. В отличие от гексаарилэтанов замена фенильных групп бифенильными не увеличивает диссоциации. Введение нитрогрупп полностью подавляет диссоциацию. Вместе с тем введение СН3 в о-положение, или лучше-метоксила СН3О или диметил-аминогруппы (СНз)2К в w-положение, вызывает почти полную диссоциацию.Гольдшмид-том было также показано, что фенилированные тетразоны распадаются на соединения с двухвалентным азотом-г и д- р а з и л ы, напр.

(C6H5)2N-N-CeH5

I : 2(СбН5)2К-К-СоНз. (CeH5)2N-N-C6H5

гексафенилтетразон трифеннлгицразия

В отличие от трифенилметилов или аналогичных им веществ соединения с двухвалент-ньм азотом весьма устойчивы относительно кислорода; окись же азота они присоединяют, превращаясь при этом в бесцветные продукты RgN-NO.

Органич. соединения с четырехвалентным азотом (аналогично NO2) были получены в виде соединения типа R2NO (R-арил). Их природа,как свободных Р., появляется в окраске и способности к присоединению других свободных Р., напр.

о

{СбНз)2ХО+С(СбН5)з = (СбН5)2КС(СбН8)з.

Устойчивость их весьма различна: в то время как дианизилазотокись (СН3О-06X14)2 N0 устойчива в течение года, ди-п-толилазст-окись (CH3-CgH4)2NO может сохраняться без изменения только не более 3 час. К соединениям с четырехвалентным азотом относится также тетраэтиламмоний (C2H5)4N, об-

разование к-рого при электролизе йодистого тетраэтиламмония весьма вероятно.

Р. с одновалентным кислород о м в чистом состоянии выделены не были. По Гольдшмидту они образуются в результате диссоциации перекисей типа:

OCiHs с2н5о

OC.Hs

- - о

Растворы их интенсивно окрашены, присоединяют калий w трифенилметил.

Органич. производные других четырехвалентных э.чементов также обнаруживают способность к образованию свободных Р. Исключение состав.чяют гексаарилдисила-ны RgSi-SiRa, не раепадаюш;иеся на свободные Р. Из гексаарклстаканов фениль-пые производные не диссоциируют, тогда как гексатолилстанан (СНд-СаП4)з8п Sn-(СПз-СцН4)з обнаруживает частичную дис-сощшцию. В отличие от замещенных этапов гексациклогексилстанан в разбавленных растворах полностью диссоциирован. Замещенные плумбаны RgPb PbR., также полностью диссощгированы на RgPb, если R= =CbHii (циклогексил) или этил С3Н5.

Лит.: Шовыгин П. П., Успехи органич. химии, М.-Л., 1928, стр. 58: S m i d 1 1 п J., Das Tri-phenylmethyl, Stg., 1914; Walden P., Chemie der freien Radikale, Lpz., 1924; Z 1 e g 1 e r, Ztschr. f. angew. Ohemie , Lpz., 1927, Jg. 43, p. 915; P a n e t h f. u. H of edit z W., tJber die DarsteUung von freien Methyl, В , 1921, в. 62, p. 1335; Paneth f. u. L a u t s с h W., tTber die DarsteUung d. freien Aethyls, Naturwissenschaften , В., 1930, .Tg. 18, p. 307; *B , 1931, B. 64, p. 2702, 2708. C. Медведев.

РАДИО, СМ. Бег)1роволочна.я Связь.

РАДИОАКТИВНОСТЬ, свойство нек-рых химич. элементов к самопроизвольному распаду на другие элементы. Этот распад сопровождается различньши корпускулярными и световыми радиациями. Явление Р. было открыто в 1896 г. Г. Бекерелем. Он обнаружил, что соли и выделяют излучения, действующие на фотографич. пластинку и сообщающие воздуху электропроводность. Дальнейшие исследования показали, что испускание лучей Бекереля есть атомное свойство U, не зависящее от того, в каком химич. сое-.динении он находится. Систематич. исследования всех известных э.тементов обнаружили, что кроме и значительной Р. обладает только Th (Г. Шмит и М. Кюри, 1898 г.). Впоследствии была открыта еще слабая Р. К и Rb. При изучении природных соедине-Ш1Й и оказалось, что Р. их значительно больше, чем следует ожидать по содерл-санию в них и. Высказанная М. Кюри гипотеза, что эта аномалия связана с присутствием в урановых минералах неизвестных сильно радиоактивных элементов, подтвердилась. Щтем длительной и кропотливой работы П. и М. Кюри удалось выделить из урановой смоляной руды Иоахимстальского месторождения (Чехо-Словакия) новые элементы Ро (1898 г.) и Ra (1898 г.), Р. к-рых в большое число раз превосходит Р. U. Этим бы.чо положено начало открытию ряда новых радиоактивных элементов или радиоэлементов, число к-рых доходит до 40.

Радиоактивные излучения. По своей природе излучения радиоаетивных эле-

ментов не однородны. В 1902 г. Е. Рёзер-форд предложи.т названия а-(альфа), /3-(бе-та) и у-(гамма) л-ей для трех видов радиоактивных излучений, обладающих следующими свойствами: а-лучи образуются положительно заряженньЕУШ быстро движущимися материальными частичками атомных размеров н слабо отклоняются в электрическом и магнитном поле в сторону, соответствующую отклонению каналовых .тучей (см. Лучи, корпускулп-рпие)-, они очень СИ.ЧЫ10 поглощаются материей; /?-лучп-частички отрицательного электричества (эле- % Фиг. 1. ктропы); они значительно \ ,

сильнее отклоняются ма- аД;>,

гнитньм нолем и вполне аналогичны катодным лучам (см.). Проницаемость их значительно больше, чем у а-лучей; у-лучи не испытьшают отклонения в магнитном поле и не несут заряда; они обладают самой большой проницаемостью (фиг. 1). а-частпцы несут двойной элементарный положительный заряд, равный 9-55-10-10 CGSE.no своей природе они тождественны с ядром атома гелия; а-ча-стички вылетают из атома с оиределенной начальной скоростью, характерной для каждого а-излучающего радиоэлемента; эта начальная скорость лежит в пределах 1,4-10 - 2,06 10 см/ск. В воздухе а-частицы благодаря своей большой массе движутся почти прямолинейно, растрачивая постепенно свою кинетич. энергию при столкновениях с молекулами газа и вызывая сильную ионизацию, а-частицы обладают определенной дальностью полета, пройдя- к-рую они теряют свой заряд и способность вызывать характерные действия. Величина этой дальности полета или пробега а-частиц зависит от начальной скорости частицы и от поглощающего вещества. Величина пробега а-частицы характерна для калодого радиоэлемента и обнимает периоды 2,67-8,62 см в воздухе при 0 и 760 м.ч. В твердых телах а-частицы задерживаются толщиной слоя порядка 0,1 мм. Свойство водяного пара конденсироваться при онреде.тенных условиях на ионах позволяет наблюдать и фотографировать пути а-частиц (фиг. 2). )8-лучи большинства радиоактивньгх веществ образуют несколько групп с различными начальными скоростями, распределение к-рых изучается по отклонению -частиц в магнитном по.че (спектр /?-лучей).Начальные скорости /З-частиц заклю-Фиг. 2. чаются в пределах 8,7-

. 10 -2,947.101 см/ск, т. е. до 0,988 скорости света. При прохождении через материю З-лучи рассеиваются значительно сильнее, чем а-лучи, мало изменяя свою скорость. Поглощение их происходит по закону, близкому к простому экспоненциальному JaIoS, где I(f-интенсивность излучения, прошедшего толщину с1, Iq--начальная интенсивность, h-коэф. поглощения. Характерной величиной может служ;ить толщина слоя какого-либо вещества, напр. алюминия, поглощающего /3-лучи наполовину. Для раз-

личных /?-лучей величина этого слоя 0,001- 0,05 см алюминия. Наиболее жесткие /3-лу-чи RaC поглощаются полностью двумя мм свинца, у-лучи по своей природе совершенно аналогичны рентгеновым лучам и характеризуются длиной волны 10--10 ! см. Поглощение у-лучей сопровождается рассеянием и появлением вторичных и у-лу-чей. Приближенно поглощение выражается простым показательным законом 1=1е~> , причем в первом приближении удовлетворяется соотношение =Consf, где q-щлот-

ность поглощающего вещества. Величина /< для у-лучей различных радиоэлементов колеблется от 1 ООО до 0,12, чему соответствует толщина слоя РЬ, поглощающего лучи наполовину, 10 *-5,5 см.

Теория радиоактивного распада. Для объяснения радиоактивных явлений Гёзерфорд и Содди предложили в 1902 г. теорию атомного распада, полностью подтверждеиргую дальнейшими экспериментами. Атомы радиоактивных элементов являются неустойчивыми образованиями и подвержены самопроизвольному распаду, подчиненному закону случайности. При этом освобождается внутриатомная энергия в виде излучений, атом же претерпевает превращение, переходя в другой химич. элемент с совершенно иными свойствами, напр. металл Ra превращается в RaEm-инертный газ. Основной закон радиоактивного распада формулируется след. обр.: количество вещества N, распадающегося в элемент времени М, пропорционально наличному его количеству N и промежутку времени М, т. е. AJV=-AJVAf, или Ni=NQe~ где JVq-начальное количество, Nf- количество для момента t. Коэф. пропорциональности /. носит название радиоактивной постоя н-н о й, или константы распада радиоэлемента. Более наглядно каждый радиоэлемент характеризуется периодом полураспада, т. е. промежутком времени, в течение к-рого начальное количество его У-меньшается наполовину, или же средней продолжительностью жизни т. Период полураспада Т, средняя продолжительность жизни т и радиоактивная .постоянная л связаны йежду собой след. обр.: Г =

= 0,6931т = 0,б931 J. Для различных радиоэлементов

Я = 1,3-!0-:£ч-1011 ск., соответственно Г=5,2-1017ск. (1,65-1010 лет)ч-1о-и ск. Между А и величиной пробега а-лучей R существует найденное эмпирически Гейгером и Нуталлом соотношение IgA = A-f-S ]g R, где A и В-константы. Графическое изображение г?а-копа Гейгера и Нуталла дает для трех радиоактип-ных семейств U-Ra, Th и Ас три параллельные прямые. Этим З.ЯКОНОМ приходится пользоваться между прочим для определения радиоактивных констант быстро распадающихся веществ.

Явления радиоактивного распада, сопровождаемого вылетом из ядра атома а- и /?-частиц, дали первое доказательство сложного строения атомного ядра, заключающего в качестве структурных элементов электроны, протоны и ядра Не. Закономерности, наблюдаемые в распределении длин волн у-лучей и скоростей Р- и а-частиц, указывают на существование в ядре устойчивых состояний, соответствующих определенным уровням энергии, у-излучения невидимому связаны с внутриядерными переходами а-частиц с одного уровня энергии на другой, причем длина волны у-луча определяется нз квантовых соотношений. При радиоактивном превращении, сопровождаемом вылетом а-частицы из ядра, она должна пройти через уровень потенциальной энергии, значительно превышающий собственную энергию частички, к-рой она обладает в ядре. С точки зрения клаесич. теории невозможно объяснить вылет а-частички из ядра через этот потенциальный барьер . Теории радиоактивного распада, основанные на принципах волновой механики, описывают движение а-частиц нри помощи волновой функции, причем а-излучение является результатом постепенного проникновения волновой функции через вышеупомянутый потенциальный барьер. При этом можно найти теоретическое выражение для связи скорости а-частиц с константой распада атома, удовлетворяющее опытным данным. Принимая, что а-частички в ядре атома обладают той же величиной энергии, с какой они покидают ядро при распаде, мы по-01учаем исходную величину для оценки абсолютных значений уровней энергии в ядре атома. Эти величи-пы порядка 106V (в обозначениях атомной физики). 8-излучения радиоактивных элементов образуют, с одной стороны, группы электронов определенных скоростей, по всей вероятности появляющихся в резуль-

тате фотоэффекта, вызываемого у-излучением ядра в электронных оболочках атома, с другой стороны, 15-частички, вылетающие из ядра, обладают скоростями самых различных значений (непрерывный магнитный спектр у-лучей). Часто за а-превращением в ряду распада следуют два -превращения, что южно истолковать нарушением устойчивости электронных уровней в ядре при уменьшении числа -частиц. Энергетические взаимоотношения в ядре, связанные с -излучением, представляются еще не вполне ясными.

При распаде радиоактивного атома получается б.ч. также радиоактивный элемент. Т.о.образуются ряды .распада, или радиоактивные с е м е й с т- в а, последовательно превращающихся радиоэлементов. Закон радиоактивного распада дает возможность рассчитать количество любого из членов ряда для каждого момента времени нри заданных начальных условиях. На практике ваншее всего следующие случаи. 1) Распад отдельного радио9.чемента, например-RaEm; количество радиоэлемента в любой момент выразится так: Nt=Noe, начальное количество (при i - 0). 1) Образование из радиоэлемента с весьма большой продолжительностью жизни (количество к-рого-за рассматриваемый промежуток времени практически не изменяется), напр. образование UX (период полураспада 24 дня) из U (период полураспада 109лет). в этом случае количество атомов образующегося элемента Л'2 для момента t выразится через число атомов материнского элемента Ni и соответствующие константы распада так:

3) Случай радиоактивного равновесия, когда сохраняется постоянное отношение чисел атомов последовательных элементов в ряду распада. В этом случае соблюдаются равенства: JViA=JV2A2= ...= iVftA;, если рассматриваемый ряд содержит fe элементов (фиг. 3,

Время в дня

Фиг. 3.

А-нарастание и В-распадение TliX). Превращение радиоэлементов всегда сопровождается а- или Д-из-лучением. Неизвестно ни одного случая, когда радиоактивное превращение сопровождалось бы только одним у-излучением.

И.зучение радиоактивных превращений привело к открытию большого числа новых элементов. При попытках разместить радиоэлементы в периодич. системе возникли затруднения, т. к. число свободных мест оказалось недостаточным. Эти затруднения удалось преодолеть в результате изучения химических особенностей радиоэлементов. Болтвуд, открывший в 1906 г. новый радиоактивный элемент ионий, показал, что его химич. свойства совершенно совпадают со свойствами элемента тория. Далее подобная химич. идентичность была обнаружена у ряда радиоэлементов (Ra и MsTh, РЬ, RaB, ThB, АсВ и др.), и в 1910 г. Содди высказал мысль, что эти элементы обладают принципиально одинаковыми свойствами, и их разделение методами химии невозможно. Группа таких неразличимых химически элементов называется по предложению Фаянса плеядой, а сами элементы по предложению Содди изотопами, т.к. оии занимают одно и то я<% место в периодич. системе. Тогда же Содди предположил, что и нерадиоактивные элементы могут являться смесью принципиально неразделимых элементов разного ат. в., чем и объясняются дробные значения ат. в. большинства элементов. Эта идея Содди нашла себе блестящее подтверждение в работах Астона, открывшего методом положительных лучей изотопы обычных элементов. Понятие изотопии позволило разместить все радиоэлементы в периодич. системе. Они обнимают 10 плеяд, располо- женных в двух последних рядах периодич. системы (фиг. 4). Характерными элементами, или доминантами, плеяды радиоактивных изотопов служат эле-ментЬг с наибольшей продолжительностью жизни, или усто11чивые элементы. При этом пять из них: Ra,

Ещ, Ро, Ас и Ра являются новыми элементами, занявшими свободные- места в периодич. системе, остальные же попадают на места, занятые ранее известными радиоэлементами U и Th и неактивными РЬ, Т1, Bi. Наибольшая разница в ат. в. радиоактивных изотопов не превосходит 8 единиц. Т. о. радиоактивные превращения позволили глубже вникнуть в фи-группы пвр*<о<}мчвс1.ои сметвмь.

Фиг. 4.

зич. смысл периодич. закона и понятия о химич. элементе. Оказалось, что место элемента в периодич. системе определяется не атолшым весом элемента, как это принималось ранее, а величиной положительного заряда ядра его атома. Все свойства изотопов, связанные с электронными оболочками атома, в пределах точности наших экспериментов практически одинаковы (атомный объем, t° перехода из одного состояния в другое, термич. изменение размеров, магнитная восприимчивость, спектры и т. п.). Они отличаются кроме радиоактивных свойств только теми особенностями, к-рые связаны с массой ядра, напр.в тонкой структуре спектра и в ничтожных различиях в константах диффузии. На последнем обстоятельстве основаны попыт-

Эти правила указывают, что Р. есть свойство ядра атома, ибо вылет а-частички, несущей два элементарных положительных заряда, уменьшает на две единицы заряд ядра, что соответствует уменьшению атомного номера на две единицы. /S-частичка уносит один отрицательный заряд, т. е. увеличивает положительный заряд ядра, а (ухедовательно и его атомный номер на единицу. В результате радиоактивных превращений два различных элемента могут занять одно и то же место в периодич. системе.

Радиоактивные семейства. Все известные нам радиоэлементы образуют три радиоактивных семейства, или ряда: семейство и-Ra, семейство Ас и семейство Th. Ряды и и Th самостоятельны, ряд же Ас но всем данным связан с рядом U-Ra. На фиг. 5 приведена схема радиоактивных семейств с их превращениями. Наибольший практич.интерес представляют радиоэлементы Ra и MsTh, как обладающие весьма большой радиоактивностью и являющиеся источником сильно радиоактивных элементов малой продолжительности жизни (напр.НаЕт. ThX и др.). Из других химич. элементов только К и Rb обладают слабой радиоактивностью с испусканием /3- и у-лучей. Продукты их превращения неизвестны.

Действия радиоактивных излучений. 1) Все радиоактивные излучения производят ионизащгю газов. При этом сильнее всего действуют а-лучи, действие /5- и у-лучей значительно слабее. В меньшей степени ионизация наблюдается у жидких и твердых диэлектриков. 2) Энергия радиоактивных излучений переходитпри поглощении их материй в тепло. При этом наибольший эффект дают также а-лучи, обладающие максимальной энергией. Теоретически количест-

нанта

Райиоактибные элементы и их генетическая связь Атомный вес Z38i 2S2.1 (230) 238i 232.1 228 222 210 207.2 209.0 BaiieHTOXTbVI IV Ч VI IV II О VI

Аттпыйптвраг 90 91 92 90 88 86 84

Символ U Th Ра Ц Th Ra Cm Ре

207.2 IV

207.2 IV 82 Pb

т0мн-,1й I I -0\оУ

вс 238 234 1,f7m

Символ и,----ил,

Периоа 23id X 234

полурасгаба N .

e.7h

Атомнь1Й

ПериоЭ подураспаВ

ПериоЭ полураспа!

, 226 . 222 , 218 , 214

ИОа 1580а 3.825(1

3.05m 26.8m 197m -ч^ 214 lO-ts

(230) (Z26) f226l222) (218) (214) (210) (210) UY--Pa==-Ac--RaAc=-AcX=-AcLm-AcA=-AcB-*ЛсС^ ,

5105

Th=5-MsTh,- - - -MsThj- RaTh=-Thy--i-ThEjn=-Th.A=-ThB==-ThC

I5.IO a 6:?a

e.tSh 1.90a 3.64(1. 54.5s G.Us 10£h 60.8m

ч iiu 210 210 236 4.85tf 13e.5d

Ломи- Символ и нанта ATOvmi>iS o ep92 ВапвнтностьУ!

Ra Em

5S 84 О VI Символы и обозначения

---обозначасгт а-прввраадаие.-►обоэиачьвт &-прввращвние.и-урш1.ТЬ-торий.Ра-протак1лпий. На-раЭий.£т змаиашч,.1>о-педоми1 1о-йииийА:-актт

MsTh-мезотория КаГЛ-раЭиоторий.КаАс-раЗиоДктииий

Фиг. 5.

ки разделения изотопов, приведшие в результате кропотливой работы к частичному успеху.

При радиоактивном распаде происходит превращение элементов, подчиняющееся следующим правилам сдаига (К. Фаянс). 1) После излучения а-частички элемент смещается на два места влево в периодич. системе. 2) При /3-превращении элемент смещается на одно место вправо (направление стрелок на фиг. 4).

во выделяемого тепла можно подсчитать, зная, энергию излучений и кинетич. энергию остатка распавшегося атома. Эксперименталь- но тепловое действие особенно тщательно изучено для. Ra; 1 г Ra выделяет в чае 25 cal, а вместе с продуктами распада 170 cal

3) Сильные радиоактивные препараты светятся сами и вызывают свечение ряда тел. Вспышки на экране сернистого цинка, вызываемые отдельными а-частицами (с ц и н-т и л л я ции), позволяют считать а-частицы, излучаемые радиоэлементами. 4) Многие ве-шества меняют свою окраску под действием радиоактивных излучений. 5) Радиоактивные лучи действуют на фотографич. пластинку. Прикладьшая к фотографич. пластинке плохо отшлифованную поверхность куска радиоактивной руды, можно получить радиогра-фию распределения радиоактивньгх м^гнера-лов по поверхности образца. 6) Под действием радиоактивных излучений происходят химич. реакщ1и, связанные гл. обр. с вызываемой ими ионизацией; нек-рые действия -лучей на коллоиды объясняются отрицательным зарядом самих б-частиц. 7) Действие радиоэлементов на живой организм сказьшается в виде местных и обищх явлений и сильно зависит от дозы. Действие радиоактивных излучений выражается в общем утомлении организма, изменении состава крови (уменьшение числа белых кровяных шариков и др.). При местном воздействии (/8-лучей больших количеств радиоэлементов может получиться ожог, трудно поддающийся излечению.Молодые Клетки наиболее чувствительны к действию излучений. Введение внутрь организма больших количеств радио-гэлементов влечет за собой смерть. Незначительные количества радиоэлементов оказывают благотворное действие на организм.

П р а к т и ч е с ки е п р и л о ж е ни я Р. 1) Свойство радиоэлементов ионизировать газы нашло свое применение в изготовлении радиоактивных коллекторов, служащих для измерения электрич. поля, гл. образом при исследованиях атмосферного электричества. Д-тя этой цели употребляются обыкновенно а-излучатели 1о или Во. Последний приходится периодически возобновлять, т. к. он распадается наполовину в 137 дней. 2) Ради оактивныб Em м. б. использованы при определении газопроницаемости различных веществ. 3) При прохождении а-частип через различные вещества наблюдается при определенных условиях появление Н-части-чек (ядра водорода). Впервые явление это было обнаружено в 1919 г.- Рёзерфордом в азоте и истолковано как результат- разрушения ядра азота при столкновении с а-части-чкой. Дальнейшие работы, гл. обр. сотрудников Рёзерфорда-Кирша и Петерсона,- показали, что большое число элементов разрушается под действием а-частиц. О других практич. приложениях Р. см. Радий.

Радиоактивные измерения. Для ко--личественного измерения радиоактивных веществ употребляется почти исключительно метод, основанный на ионизации, в случае очень сильных препаратов возможно пользоваться для измерения ионизационных -токов чувствительным гальванометром. Для измерения же малых количеств радиоэлементов пользуются .-электроскопами и электрометрами. Важнейшие схемы применяемых приборов представлены на фиг. 6. 1) Измеренияно а-л у ч а м. Исследуемое веще-сто Р. помещается в тонко измельченном виде в плоской чашечке на дно ионизационной камеры электроскопа (фиг. 6а) или электрометра (фиг. 66). Ионизационный ток измеряется по скорости спадания листка электроскопа, отсчитываемой по окулярной шкале микроскопа. При этом необходимо учитывать соб- ственное спадание листка под влиянием дефектов изоляции и ионизации воздуха внутри прибора, определяемое специальным наблюдением в отсутствии радио-.активного вещества. При измерении с электрометром шользуются или методом зарядки или же компенса-

ционными методами. При измерениях по а-лучам берут обычно слой вещества толщиной порядка 1 мм. Такой слой будет насыщенным для а-излучения, т. е. а-лучи из нижних частей уже поглощаются в самом активном веществе и не выходят наружу. При этом измеряемая ионизация приблизительно пропорциональна концентрации радиоэлементов в препарате. Обычно измерения производятся по сравнению с эталоном, содержащим известное количество определяемого радиоэлемента, нанр. и в равновесии с продуктами распада. Или фиг. 6а. же результаты выражают в урановых единицах, причем

под урановой единицей подразумевается одностороннее излучение 1 см насыщенного для а-лучей слоя окиси урана UsOg. В абсолютных единицах это соответствует току насыщения 1,73-10 CGSE. В случае бесконечно тонкого слоя (напр. активный налет, получаемый в присутствии эманации на твердых телах и состоящий из продуктов их распада) ионизация пропорциональна количеству радиоэлемента на препарате. 2) Измерения по у-л уч а м. Благодаря большой проницаемости у-лучей возможно с их помощью измерить количество радиоэлементов (обычно Ra, RaEm или MsTh) в герметически запаянных препаратах. Измерения производятся по сравнению с эталоном, содержащим известное количество Ra. При измерении малых количеств Ra порядка 10~б-10 ? г их помещают внутри прибора специального устройства. При измерении же больших количеств-от 10~* г и выше-испытуемый препарат помещается на нек-ром расстоянии снаружи прибора. 3) Измерения малых количеств RaEm производятся по а-л учам в электрометре с ионизационной камерой, приспособленной для введенияЕт внутрь ее.Обычно приходитсяизмерятьЕт из водного раствора, при этом Em перегоняют в ионизационную камеру с током воздуха посредством циркуляции (фиг. 7) или каким-либо иным способом. Далее измеряется ионизация, вызываемая а-лучами Em и продуктов ее распада. Так определяется напр. содержание RaEm в воде источников. Этот же метод применяется при определении малых количеств Ra в растворе. Исследуемый раствор помещают в газо-

промывательную склянку L и освобождают от Еш продуванием через него воздуха в течение 10-30 мин. Затем сосуд с раствором герметически закрывают и оставляют на несколько дней для накопления Em. Далее Em переводят в измерительный прибор J, где и определяют ее количество. Накопление эманации происходит по ф-ле£=£оо(1 е ), где Е-количество Em, накопленной в течение времени t, Е<х,-количество ее, находящееся в равновесии с радием в данном растворе. Численно Ет равно стольким пюри (см.) эманации, сксдько г Ra находится в растворе. Эталоном служит раствор с известным содержанием Ra порядка 10 8-10 г. По Em возможно измерить 10~10ги даже Ю !!! г Ra. А) Измерение числа отдельных частиц производится или при помощи метода сцинтилляций или же путем соответствующего усиления ионизирующего действия отдельных частиц или импульсов (счетчик Гейгера). Возможно также применение фотографич. пластинки с толстым слоем (метод л. В. Мысовского).

Лит.: Хлопин В. Г., Радий и его получение из русского сырья, л., 1924; Башилов И. Я., Технология радиоактивных руд. Л., 1927; Л ю д ев и г П., Радиоактивность, пер. с нем., Л., 1926; Хевеши Г, и Пакет Ф., Радиоактивность, пер. с нем.. Л., 1925; Г а м о в Г. А., Атомное ядро и радиоактивность, М.-Л., 1930; Метц Г. Г., Радиоактивность та будова матери, Харьков-Киев, 1931; Спр. ТЭ, т. II, стр. 9-63; Curie Р., Traite de radioactivit6, t. 1-2, P., 1910; Rutherford E.,

Radioaktive Substanzen U. ihre Strahlungen, Handb. d. Radiologie, hrsg. v. E. Marx, B. 2, Lpz., 1913; S о d-d у M., Die Chemie d. Radio-elemente, B. 1-2, Lpz., 1912-14; H e n г 1 с h F., Chemie u. chemische Technologie radioaktiver Stoffe, В., 1918;Gelger H. u. M a к 0 w e г W., Messmethoden auf Gebiete d. Ra-dioaktivitat, Braunschweig, 1920; Petterson H., Kirsch G., Atomzerstrilmraerung, Leipzig, 1926; KohlrauschK. W., Radioaktivitat, Handbuch d. Experimentalphysik, hrsg. v. W. Wien u. F. Harms, B. 15, Lpz., 1928; Rutherford E., Chadwick a. Ellis, Radiations from Radioactive Substances, Cambridge, 1930. В.Баранов.

РАДИОАКУСТИЧЕСКАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ, один из новейших методов определения положеш1я кораблей в море на небольших расстояниях от суши, в основании которого лежит принцип вычисления пути прохождения звука по времени распространения его в воде. Скорость звука в воде (см. Звук) после развития Р. с. послужила предметом многочисленных и весьма тщательных Исследований. В среднем эта скорость принимается 1 492 м/ск, при температуре воды -f 13° и солености ее 33,5Voo> что приблизительно соответствует прохождению одной морской мили в IVs ск. времени. Два типа приборов Р. с. можно считать установившимися в настоящее время <1931 г.): 1) радиоакустические маяки (Европа, США, Японское море), дальность действия которых не превышает 20-24 км, и 2) радиоакустические определители дистанций (США: Атлантич. и Тихий океан), дающие иногда вполне благоприятные результаты на расстояниях даже свыше 100 миль.

Первый тин приборов весьма широко применяется для облегчения навигации в узких проливах Каттегата, по берегам Германпи, Англии, Швеции, вдоль берегов США и Канады. Он является наиболее простым как с точки зрения устройства приборов, установленных на корабле, так и по самому методу обработки наблюдений. Береговая стан-цпл* (радиоакустический маяк) посылает условный сигнал одновременно при помощи двух передатчиков: радиотелеграфного, обычно незатухающими модулированньвп! колебаниями, и акустического (см. Звук, Гидроакустик а), например осцил.тя-тора Фессендена. Радиотелеграфный сигнал принимается на корабле обычным радиоприемником, настроенньв! в момент измерения на волну излучения маяка. Звуковой сигнал приходит позже и воспринимается гидроакустическими приемньгии приборами, напр. бортовыми гидрофонами или же бортовыми осцилляторами, нере-ключенньши на прием. Прием на осциллятор менее чувствителен, особенно если частота звука, гидроакустического сигнала отличается от резонансной частоты осциллятора, находящегося на борту корабля, и поэтому в большинстве случаев прием совершается бортовыми гидрофонами. Оба сигнала, радиотелеграфный и. гидроакустический, принимаются одной парой телефонов, так что Нсгблюдатель имеет возможность оценить или измерить точно время прохонсде-ния звука от маяка до корабля. Радиотелеграфный сигнал принимается в момент его посылки (мгновенно, т. к. скорость э.чектро-магнитной волны очень велика: она равна 299 860 км в ск.) и служит указанием начала движения звукового сигнала. Наиболее простой способ измерения времени между

т. Э. т. XVIII.

первым сигналом (радио) и вторым-это наблюдение за движением секундной стрелки карманных часов, в к-рьгх оно совершается толчкалги по /g секунды. Визуальный отсчет на простых часах труден и дает лишь приблизительные результаты. Ббльшая точность получается при помощи секундного хронометра (см.), к-рый пускается в ход наблюдателем в момент появления радиосигнала и останавливается, как только появляется гидроакустический сигнал. Пересчет но времени прохождения звука дает расстояние корабля от маяка.

Для облегчения манипуляций при этих измерениях Submarine Signal Corporation* (США) дает на корабельные радиоакустич. установки взамен секундных хронометров специальные счетчики, циферблат к-рых отградуирован в милях, так что в момент появления гидроакустич. сигнала расстояние указьшается остановившейся стрелкою счетчика. Точность измерений подобного рода в значительной степени зависит от тренировки наблюдателя. Но можно считать вполне легко достижимой точность до 200-300 м. Для упрощеш1я подобных наблюдений в Германии разработан особый метод подачи радиоакустич, сигналов, при помощи которьгх можно производить измерения расстояний без всяких счетчиков на корабле. Для этого радиоакустические маяки дают комбинированный сигнал своих позывпьгх радиопередатчиком и гидроакустический-осциллятором. Затем, непосредственно за этими излучениями передаются короткие сигналы (точки), уже только по радио. Променутки времени между каждьпш посылками этих точек, 17з ск., соответствуют прохождению звуком в воде одной морской мили. Наблюда-те.ть на корабле принимает прежде всего позывной маяка по радио и затем отсчитьшает число коротких радиосигналов, вплоть до цояв.чения гидроакустич. сигнала.Чнслопри-нятых точек соответствует расстоянию корабля от радиоакустического маш^:а (фиг. 1).

Фиг. 1.

В наиболее удаленном положении корабль принимает десятую точку вместе с началом гидроакустич. сигнала (10 миль), затем пятую, что соответствует 5 милям, и наконец оба сигнала приходят непосредственно один за другим, что означает прохождение корабля мимо маяка. Несмотря на кажущуюся грубость таких отсчетов, подобный метод Р. с. имеет большое распространение по берегам проливов между Балтийским и Немецким морями вследствие своей простоты в экснлоатации. Оборудоваш! е радиоакустич.