Radium: Het element

Naam is afgeleid van Lat. radius dat straling betekent. Radium wordt gewonnen als bijproduct van uranium winning en geleverd als radiumchloride (RaCl2) en radiumbromide (RaBr2). Een ton uranium bevat hooguit 1 gram radium. Curie is een eenheid van radioactiviteit, gebaseerd op radium-226, het is gelijk aan het aantal atomen in een gram radium-226 dat uitgestraald wordt in een seconde, dat is 37,000,000,000 “deeltjes” per seconde.

Algemeen (gebruikseigenschappen)

Het radioactieve radium is het zwaarste aardalkalimetaal en praktisch gelijk aan barium en calcium. Het zilverkleurige metaal verandert in de lucht in donkergrijs/zwart. Radium is luminicent (zwak blauwe kleur) en reageert met water onder vorming van radiumhydroxide. Radium vervalt tenslotte tot lood via alfa, bèta en gamma stralen. Radium is een miljoen maal meer radioactief dan uranium. Begin 1900 begreep men niet dat radium gevaarlijk was. Men was gefascineerd door de luminescentie als het werd gemengd met fosfor. Men dichtte het in advertenties speciale krachten toe en het werd o.a. gestopt in haar tonic, tandpasta. Horloges wekkers en klokken die gloeien in het donker waren popuair.

Algemene eigenschappen van het atoom

Chemische eigenschappen van het atoom

Fysische eigenschappenvan het atoom

Voorkomen en winning

Radium ontstaat uit het verval van uranium thorium, en wordt dus aangetroffen in uraniummijnen. De belangrijkste vindplaatsen liggen in Congo, Canada, Tjechie, Oostenrijk en in het westen van de VS. Kan gemaakt worden op kleine schaal door elektrolyse van gesmolten radium chloride, (RaCl2). Radium is in de vorm van verbindingen verspreid voorhanden. Het is aanwezig in alle rotsen, zeebodem en zeewater. Meestal zijn concentraties heel laag. Echter, geologische processen concentreren van nature radioactieve elementen, met name uranium en radium. Radium en de zouten zijn oplosbaar in water. Hierdoor heeft grondwater in gebieden waar radiumconcentratie hoog is in de gesteenten een relatief hoog radiumgehalte.

Stabielste isotopen

Van radium worden 4 radioactieve isotopen in de natuur aangetroffen. Radium vervalt tot isotopen van radioactief radon. Stabiel lood is het definitieve eindproduct van radioactief verval van radium isotopen.

226Ra is de meest voorkomende isotoop, het ontstaat uit het verval van uranium-238 met een halveringstijd van 1600 jaar ook de stabielste isotoop. Het vervalt in radon-222 door alfa straling (met begeleidende gamma straling) of in lood-212 door uitzenden van een koolstof-14 kern (met begeleidende gammastraling).
Radium-228, is voornamelijk een bèta straler en heeft een halfwaardetijd van 5,76 jaar.
Radium-224, is een alfastraler, een halveringstijd van 3,66 dagen.

Toepassingen

In de 20e eeuw werd radium gebruikt in lichtgevende verf voor o.a. wijzers van horloges en klokken. Heden wordt radium vervangen door veiliger alternatieven kobalt-60 en cesium-137. Toepassingen waarvoor radium nog steeds wordt gebruikt zijn:

• Neutronenbron bij hoog energetische natuurkundige experimenten.
• Radiumchloride wordt voor medische doeleinden gebruikt om het edelgas radon te produceren, dat wordt gebruikt bij kankeronderzoek.
• De (oude) eenheid voor radioactiviteit curie is gebaseerd op 226Ra.
• Radium wordt gebruikt om oplichtende verf voor horloges, vliegtuigmaterialen en andere apparatuur te maken, maar het is bij veel toepassingen al vervangen door kobalt-60.
• Een mengsel van radium en beryllium stoot neutronen af en toegepast als neutronenbron.
• Radium wordt gebruikt om radon te produceren, een radioactief gas dat wordt gebruikt om verschillende soorten kanker te behandelen.
• Radiumverlichting

Milieu en gezondheid

Radium is uiterst radioactief. Het vervalproduct is radon een kleur- en geurloos radioactief gas. Radium vertoond veel overeenkomst met calcium. Het lichaam ziet het verschil niet en en neemt radium op in de botten alsof het calcium is en kan kanker veroorzaken.

Radium komt van nature voor in kleine hoeveelheden. Daardoor worden mensen altijd blootgesteld aan kleine hoeveelheden radium straling en zijn er mee geëvolueerd. Planten nemen radium op uit de bodem. Dieren eten deze planten en accumuleren radium in hun lichaam. Radium hoopt zich op in vissen en andere organismen en daardoor in de voedselketen.

Radium concentraties in het milieu nemen sterk toe door verbranding van fossiele brandstoffen. Blootstelling aan natuurlijk aanwezige concentraties radium zijn niet schadelijk voor de mens. Blootstelling aan hogere concentraties veroorzaakt schade, zoals tandbeschadiging, bloedarmoede en staar en bij langdurige blootstelling ontstaat kanker door gamma straling.

Radium 223 therapie

De radioactieve radium 223 behandeling van een ongeneeslijke vorm van prostaatkanker is een nieuwe behandeling met het radioactieve radium-223 chloride ontwikkeld die het leven verlengt met een half jaar en de levenskwaliteit verbetert. Bij uitzaaiing in botten treden vaak complicatie op maar die verminderen door deze behandeling met radium-223. Radium gedraagt zich als calcium en verspreidt zich in het aangetaste bot waar het de kankercellen doodt. Verwacht wordt dat deze methode ook wordt ingezet bij uitgezaaide borst- en longkanker.