Unsur Kimia : Uranium dan Radium

'~iq
Sumber : Wikipedia & Antiprotons
A. Uranium

Uranium adalah unsur kimia dengan simbol U dan nomor atom  92. Ini adalah logam berwarna abu-abu keperakan dalam rangkaian aktinida dari tabel periodik . Sebuah atom uranium memiliki 92 proton dan 92 elektron , dimana 6 adalah elektron valensi . Uranium lemah radioaktif karena semua isotop uranium tidak stabil, dengan waktu paruh bervariasi antara 159.200 tahun dan 4,5 miliar tahun. Isotop yang paling umum di uranium alam adalah uranium-238 (yang memiliki 146 neutrondan menyumbang lebih dari 99%) dan uranium-235 (yang memiliki 143 neutron). Uranium memiliki berat atom tertinggi dari unsur-unsur primordial yang terjadi. Its kepadatan adalah sekitar 70% lebih tinggi dari timbal , dan sedikit lebih rendah dari emas atau tungsten . Ini terjadi secara alami dalam konsentrasi rendah dari beberapa bagian per juta di tanah, batu dan air, dan secara komersial diekstrak dari mineral uranium-bearing seperti uraninite . ^[3]

B. Radium

Radium adalah unsur kimia dengan simbol  Ra dan nomor atom  88. Ini adalah unsur keenam dalam kelompok 2 dari tabel periodik , juga dikenal sebagai logam alkali tanah . Radium murni berwarna putih keperakan, tetapi mudah bereaksi dengan nitrogen (bukan oksigen) saat terpapar udara, membentuk lapisan permukaan hitam radium nitrida (Ra ₃ N ₂ ). Semua isotop radium sangat radioaktif , dengan isotop paling stabil menjadi radium-226 , yang memiliki waktu paruh 1600 tahun dan meluruh menjadi radon.gas (khususnya isotop radon-222 ). Ketika radium meluruh, radiasi pengion adalah produk, yang dapat merangsang bahan kimia fluorescent dan menyebabkan radioluminescence .
Isotop

Radium memiliki 33 isotop yang diketahui, dengan nomor massa dari 202 hingga 234: semuanya radioaktif . ^[8] Empat di antaranya - ²²³ Ra ( paruh 11,4 hari), ²²⁴ Ra (3,64 hari), ²²⁶Ra (1600 tahun), dan ²²⁸ Ra (5,75 tahun) - terjadi secara alami dalam rantai peluruhantorium primordial -232 , uranium-235 , dan uranium-238 ( ²²³ Ra dari uranium-235, ²²⁶ Ra dari uranium-238, dan dua lainnya dari thorium-232). Isotop ini masih memiliki waktu paruh terlalu pendek untuk menjadi radionuklida primordial dan hanya ada di alam dari rantai peluruhan ini. ^[9] Bersama dengan ²²⁵ Ra buatan (15 hari), ini adalah lima isotop radium yang paling stabil. ^[9] Semua isotop radium lain yang diketahui memiliki waktu paruh di bawah dua jam, dan mayoritas memiliki waktu paruh di bawah satu menit. ^[8]Setidaknya 12 isomer nuklir telah dilaporkan; yang paling stabil adalah radium-205m, dengan waktu paruh antara 130 dan 230 milidetik, yang masih lebih pendek dari dua puluh empat isotop radium tanah-negara . ^[8]

Dalam sejarah awal studi radioaktivitas, isotop radium alami yang berbeda diberi nama yang berbeda. Dalam skema ini, ²²³ Ra diberi nama actinium X (AcX), ²²⁴ Ra thorium X (ThX), ²²⁶ Ra radium (Ra), dan ²²⁸ Ra mesothorium 1 (MsTh ₁ ). ^[9] Ketika disadari bahwa semua ini adalah isotop dari unsur yang sama, banyak dari nama-nama ini tidak digunakan, dan "radium" datang untuk merujuk ke semua isotop, bukan hanya ²²⁶ Ra.^[9] Beberapa produk peluruhan radium-226's menerima nama-nama historis termasuk "radium", mulai dari radium A ke radium G, dengan surat yang menunjukkan kira-kira seberapa jauh mereka turun rantai dari orang tua mereka, ²²⁶ Ra. ^[9]

²²⁶ Ra adalah isotop radium yang paling stabil dan merupakan isotop terakhir dalam rantai peluruhan uranium-238 (4 n + 2) dengan waktu paruh lebih dari satu milenium: ia membentuk hampir semua radium alami. Produk peluruhan langsungnya adalah radongas mulia radioaktif yang padat, yang bertanggung jawab untuk banyak bahaya radium lingkungan. ^[10] Ini adalah 2,7 juta kali lebih radioaktif dari jumlah molar yang sama dari uranium alam (kebanyakan uranium-238), karena waktu paruh lebih proporsional. ^[11] [12]

Sampel logam radium mempertahankan dirinya sendiri pada suhu yang lebih tinggi daripada sekitarnya karena radiasi yang dipancarkannya - partikel alfa , partikel beta , dan sinar gamma . Lebih khusus lagi, radium alami (yang sebagian besar ²²⁶ Ra) memancarkan sebagian besar partikel alfa, tetapi langkah-langkah lain dalam rantai peluruhannya (seri uranium atau radium ) memancarkan partikel alfa atau beta, dan hampir semua emisi partikel disertai dengan sinar gamma. ^[13]

Pada tahun 2013 ditemukan bahwa inti Radium-224 berbentuk buah pir. ^[14] Ini adalah penemuan pertama dari nukleus asimetrik. 

Aplikasi Bersejarah

Cat putih bercahaya diri yang berisi radium pada wajah dan tangan jam tua.

Radium sebelumnya digunakan dalam cat bercahaya diri untuk jam tangan, panel nuklir, switch pesawat, jam, dan dial instrumen.

Jam tangan self-luminous yang menggunakan cat radium mengandung sekitar 1 mikrogram radium. ^[35] Pada pertengahan 1920-an, sebuah gugatan diajukan terhadap Radium Corporation Amerika Serikat oleh lima pelukis panggilan " Radium Girls " yang telah melukis cat bercahaya berbasis radium pada jam tangan dan jam. Pelukis dial diperintahkan untuk menjilat sikat mereka untuk memberi mereka titik halus, sehingga menelan radium.^[36] Paparan mereka terhadap radium menyebabkan efek kesehatan yang serius termasuk luka, anemia , dan kanker tulang . Ini karena radium diperlakukan sebagai kalsium oleh tubuh, dan disimpan di tulang , di mana radioaktivitas mendegradasi sumsum dan dapat bermutasi sel tulang . ^[37]

Selama litigasi, ditetapkan bahwa para ilmuwan dan manajemen perusahaan telah mengambil tindakan pencegahan yang cukup untuk melindungi diri dari efek radiasi, namun belum terlihat layak untuk melindungi karyawan mereka. Selain itu, selama beberapa tahun perusahaan telah berusaha untuk menutupi efek dan menghindari pertanggungjawaban dengan bersikeras bahwa Radium Girls malah menderita sifilis . Pengabaian total untuk kesejahteraan karyawan ini memiliki dampak signifikan pada perumusan undang-undang tenaga kerja pekerjaan . ^[38]

Sebagai hasil dari gugatan, efek buruk dari radioaktivitas menjadi dikenal secara luas, dan pelukis radium-dial diinstruksikan dalam tindakan pencegahan yang tepat dan disediakan dengan alat pelindung. Secara khusus, pelukis panggilan tidak lagi menjilat kuas cat untuk membentuk mereka (yang menyebabkan beberapa konsumsi garam radium). Radium masih digunakan di dial pada akhir tahun 1960-an, tetapi tidak ada cedera lebih lanjut untuk pelukis panggilan. Ini menegaskan bahwa bahaya pada Radium Girls dengan mudah bisa dihindari. ^[39]

Dari tahun 1960-an penggunaan cat radium dihentikan. Dalam banyak kasus panggil bercahaya dilaksanakan dengan bahan neon non-radioaktif yang tertarik oleh cahaya; perangkat seperti itu bersinar dalam gelap setelah terkena cahaya, tetapi cahaya memudar. ^[37] Di mana luminositas-diri yang panjang dalam kegelapan diperlukan, radioaktif promethium -147 (paruh waktu 2.6 tahun) yang lebih aman atau tritium (paruh waktu 12 tahun) cat digunakan; keduanya terus digunakan hari ini. ^[40] Ini memiliki keuntungan tambahan karena tidak menurunkan fosfor dari waktu ke waktu, tidak seperti radium. ^[41] Tritium memancarkan radiasi beta berenergi sangat rendah (bahkan energi yang lebih rendah daripada radiasi beta yang dipancarkan oleh promethium) ^[8] yang tidak dapat menembus kulit, ^[42] daripada radiasi gamma penetrasi radium dan dianggap lebih aman. ^[43]

Jam, jam tangan, dan instrumen yang berasal dari paruh pertama abad ke-20, sering dalam aplikasi militer, mungkin telah dicat dengan cat bercahaya radioaktif. Mereka biasanya tidak lagi bercahaya; Namun, ini bukan karena peluruhan radioaktif radium (yang memiliki waktu paruh 1600 tahun) tetapi untuk fluoresensi dari medium fluorescent seng sulfida yang aus oleh radiasi dari radium. ^[44]Munculnya lapisan cat hijau atau coklat

kekuningan yang sering tebal di perangkat dari periode ini menunjukkan bahaya radioaktif. Dosis radiasi dari perangkat utuh relatif rendah dan biasanya bukan risiko akut; tetapi cat itu berbahaya jika dilepaskan dan terhirup atau tertelan.

Selama litigasi, ditetapkan bahwa para ilmuwan dan manajemen perusahaan telah mengambil tindakan pencegahan yang cukup untuk melindungi diri dari efek radiasi, namun belum terlihat layak untuk melindungi karyawan mereka. Selain itu, selama beberapa tahun perusahaan telah berusaha untuk menutupi efek dan menghindari pertanggungjawaban dengan bersikeras bahwa Radium Girls malah menderita sifilis . Pengabaian total untuk kesejahteraan karyawan ini memiliki dampak signifikan pada perumusan undang-undang tenaga kerja pekerjaan . ^[38]

Sebagai hasil dari gugatan, efek buruk dari radioaktivitas menjadi dikenal secara luas, dan pelukis radium-dial diinstruksikan dalam tindakan pencegahan yang tepat dan disediakan dengan alat pelindung. Secara khusus, pelukis panggilan tidak lagi menjilat kuas cat untuk membentuk mereka (yang menyebabkan beberapa konsumsi garam radium). Radium masih digunakan di dial pada akhir tahun 1960-an, tetapi tidak ada cedera lebih lanjut untuk pelukis panggilan. Ini menegaskan bahwa bahaya pada Radium Girls dengan mudah bisa dihindari. ^[39]

Dari tahun 1960-an penggunaan cat radium dihentikan. Dalam banyak kasus panggil bercahaya dilaksanakan dengan bahan neon non-radioaktif yang tertarik oleh cahaya; perangkat seperti itu bersinar dalam gelap setelah terkena cahaya, tetapi cahaya memudar. ^[37] Di mana luminositas-diri yang panjang dalam kegelapan diperlukan, radioaktif promethium -147 (paruh waktu 2.6 tahun) yang lebih aman atau tritium (paruh waktu 12 tahun) cat digunakan; keduanya terus digunakan hari ini. ^[40] Ini memiliki keuntungan tambahan karena tidak menurunkan fosfor dari waktu ke waktu, tidak seperti radium. ^[41] Tritium memancarkan radiasi beta berenergi sangat rendah (bahkan energi yang lebih rendah daripada radiasi beta yang dipancarkan oleh promethium) ^[8] yang tidak dapat menembus kulit, ^[42] daripada radiasi gamma penetrasi radium dan dianggap lebih aman. ^[43]

Jam, jam tangan, dan instrumen yang berasal dari paruh pertama abad ke-20, sering dalam aplikasi militer, mungkin telah dicat dengan cat bercahaya radioaktif. Mereka biasanya tidak lagi bercahaya; Namun, ini bukan karena peluruhan radioaktif radium (yang memiliki waktu paruh 1600 tahun) tetapi untuk fluoresensi dari medium fluorescent seng sulfida yang aus oleh radiasi dari radium. ^[44]Munculnya lapisan cat hijau atau coklat kekuningan yang sering tebal di perangkat dari periode ini menunjukkan bahaya radioaktif. Dosis radiasi dari perangkat utuh relatif rendah dan biasanya bukan risiko akut; tetapi cat itu berbahaya jika dilepaskan dan terhirup atau tertelan. ^[45] [46]

Spektrum Sinar Gamma dari Radium

Terima Kasih, semoga artikel kali ini dapat bermanfaat bagi kita semua.