От водорода до …?
Шрифт:
У йода только один устойчивый изотоп, которому обязаны все известные соединения, в том числе и гормон. Попробуйте представить, что произошло бы в случае нарушения устойчивости некоторых элементов, например йода.
Медицина — главная область применения устойчивого изотопа йода, где он используется для лечения зоба, для предупреждения атеросклероза и при лечении ряда болезней внутренних органов и нервной системы. Это главная, но не единственная область его применения.
Главными потребителями йода являются фармацевтическая, химическая промышленность и производство светочувствительных фотоматериалов.
Один из «благородных»
Понадобилось
Трудно себе представить возможность применения этого элемента, если учесть, что для получения одного литра ксенона необходимо переработать миллионы литров воздуха. В 1 м3 воздуха содержится 0,08 мл ксенона. Лабораторные испытания показали несомненные преимущества ксенона перед всеми другими инертными газами для наполнения электроламп.
Если бы огромные количества воздуха приходилось перерабатывать исключительно ради ксенона, возможность его применения можно было бы считать сомнительной из-за дороговизны. Положение упрощается тем, что ксенон получают в качестве побочного продукта при разгонке воздуха. Уже появились газоразрядные лампы, наполненные ксеноном, правда, мощность таких ламп пока не превышает одного киловатта.
В химическом отношении ксенон, как и другие инертные газы, совершенно инертен, «благороден», как определили его в начале XX в. Он не реагирует ни с одним веществом или элементом.
Свое название ксенон получил от греческого слова «ксенос», что означает «гость», «чужой», «посторонний».
Замечательной особенностью ксенона является его способность поглощать рентгеновские лучи. Эта способность при полном отсутствии ядовитости могла бы прекрасно использоваться в медицине для введения ксенона в организм при рентгеновских исследованиях внутренних органов. Однако отсутствие запасов ксенона исключает эту возможность.
Попытки отыскания еще каких-либо новых инертных, постоянно присутствующих в воздухе газов не дали положительных результатов. Последней по времени попыткой такого рода были исследования английского физика Ф. Астона, который, закончив в мае 1923 г. испарение 400 т жидкого воздуха, не нашел в них следов новых инертных газов. Ничтожные количества радиоактивного радона, присутствующего в воздухе при этом, конечно, не могли быть обнаружены.
Металл, который можно было бы расплавить на ладони
Небесно-голубым, или лазоревым, называется этот металл, который мог бы плавиться (28,5 °C) от тепла ладони. После ртути — это самый легкоплавкий металл природы.
Свое название этот металл получил от двух светло-голубых линий, хорошо видимых в его спектре, по которому он и был открыт в 1860 г. Бунзеном и Кирхгофом в Германии.
Цезий находится в редком минерале — поллуксе, найденном на острове Эльба. При изучении этого минерала, произведенном еще до открытия спектрального метода, неизвестный в то время цезий был принят за калий, с которым цезий имеет много сходства. Так как калий легче цезия, то подсчет результатов показывал нехватку около 7 %. При исследовании количество калия непосредственно не определялось, а вычислялось из веса соединения платины, с помощью которого калий обычно переводили в нерастворимое состояние и с которым, подобно калию, также реагировал и цезий. Очевидно, что при различии атомных весов калия и цезия эта ошибка была вполне законной. Но … законной тогда она не признавалась (анализы производились правильно, а цезия еще не знали!), и загадочный недостаток 7 % вещества в поллуксе волновал химиков. Эта загадка была разрешена в 1860 г. после открытия спектрального метода анализа, показавшего наличие в поллуксе нового металла — цезия.
Цезия в природе сравнительно немного — лишь 0,00009 % от общего числа атомов земной коры.
Цезий — «недотрога» еще больший, чем рубидий. От воздуха он легко воспламеняется, со взрывом воспламеняется от действия воды, бурно реагирует даже со льдом и многими химическими элементами (хлором, бромом, серой).
Большая химическая активность цезия по отношению к воздуху (кислороду, азоту) используется для создания вакуума при изготовлении радиоламп. Достаточно поместить в колбу лампы мельчайший кусочек цезия, как остатки воздуха, которые нельзя уже откачать насосом, будут мгновенно поглощены цезием.
Телевизор стал обычной принадлежностью многих квартир в городах и селах. Следует помнить, что без фотоэлементов, действие которых основано на способности таких металлов, как цезий, испускать электроны при освещении (фототок), невозможно осуществление самой идеи телевизионных передач. Недалеко то время, когда цветное телевидение вытеснит существующее черно-белое. Для передачи цветных изображений используется сложный сурьмяно-цезиевый катод.
Крупным изобретением последних лет является создание новых приборов для просматривания непрозрачных тел — интраскопов. Это изобретение осуществлено в институте металлургии Академии наук доктором технических наук П. К. Ощепковым. Действие этого прибора основано на том, что невидимые лучи, например инфракрасные, проходя через неоднородные непрозрачные тела, например нефть и проволоку в ней, различно поглощаются отдельными составляющими этой системы (больше проволокой, меньше нефтью). После прохождения через неоднородную систему пучок света падает на кристалл цезия и вызывает в разных местах возникновение разной фотоэмиссии [22] . Поток электронов, срывающихся с кристалла, имеет неодинаковую плотность и, попадая в электронно-лучевую трубку, дает видимое изображение непрозрачной системы. Так на смену сложному и опасному рентгеновскому аппарату приходит «всевидящий глаз», способный «смотреть» через слой металла или дерева, «заглядывать» внутрь нашего организма, не вызывая никаких осложнений.
22
Фотоэмиссия — испускание потока электронов при освещении поверхности металлов.
Фотоэлектрические свойства цезия превосходят свойства рубидия. Они открывают перед фантазией заманчивые перспективы превращения световой энергии непосредственно в электрическую. В малых масштабах это уже осуществлено в фотоэлементах, нашедших широкое применение в различных областях техники. Но фантазия хочет большего и, углубляясь в будущее, ждет от цезия мощных фотоэлектрических устройств, превращающих солнечный свет в неисчерпаемый поток электричества.
Соли цезия применяются в медицине при лечении некоторых язвенных процессов.
В результате «горения» урана в атомном реакторе в атомной «золе» среди различных радиоактивных изотопов образуется и радиоизотопы цезия. В настоящее время известно 13 радиоактивных изотопов цезия. Один из них цезий-137 с периодом полураспада 29 лет находит применение в медицине для гамма-лучевой терапии. Хотя применение цезия-137 в медицинской практике показывает, что в лечебном использовании цезия-137 нет большой разницы в сравнении с кобальтом-60, однако защита цезиевого источника менее громоздка и обычно в полтора-два раза тоньше, чем для кобальта-60. Облегчение цезиевой установки делает ее более подвижной и удобной при облучении трудно доступных мест.