Radi (element)

El radi és l'element químic de símbol Ra i nombre atòmic 88. Tots els isòtops de radi són radioactius; l'únic isòtop natural, el radi 226, té un període de semidesintegració de 1 620 anys. De fet, tot el radi natural en la Terra és un producte de la desintegració de l'urani. Per això, el radi es troba en quantitats diminutes en totes les menes que contenen urani.

Història 

El radi fou descobert l'any 1898 per Marie Curie (1867–1934) i el seu marit Pierre (1859–1906), a partir de la uraninita obtinguda d'una mina del nord de Bohèmia, a Txèquia, que en conté al voltant d'1 g per cada 7 tones de mineral. Marie Curie i el químic francès André-Louis Debierne (1874–1949) foren els primers a extreure radi pur l'any 1910 mitjançant electròlisi d'una dissolució de clorur de radi i emprant un càtode de mercuri. L'amalgama obtinguda la destil·laren en atmosfera d'hidrogen i obtingueren el metall pur.

Després de l'anunci de la descoberta del radi i la popularització dels raigs X com a agent terapèutic, diversos metges van començar a utilitzar el radi com a element curatiu. La percepció que podia curar qualsevol malaltia va estendre el seu ús a molts productes sanitaris quotidians com supositoris, preservatius, pasta dentífrica o begudes curatives. La seva dificultat de producció va fer augmentar el preu d'1 gram de radi a 100 000 dòlars el 1921. A més, les seves característiques radioluminiscents en combinació amb el sulfur de zinc van fer del radi un element d'ús extensiu en rellotges, brúixoles i instruments d'aviació per poder ser observats en la foscor. No obstant això, els seus efectes nocius es van posar de manifest durant la dècada de 1920, quan els treballadors que feien servir radi emmalaltien per motius laborals. Un notori cas fou les anomenades Radium Girls que patiren enverinament per radiació en recobrir les esferes dels rellotges que fabricaven amb una pintura basada en el radi utilitzada en la fàbrica United States Radium Corporation a Orange (Estats Units) l'any 1917.

Inicialment els productes de desintegració del radi s'anomenaren com a radi A, B, C... La seva equivalència amb els noms dels radionúclids actuals figura a la següent taula:

Estat natural i obtenció 

El radi es troba en ínfimes quantitats a l'escorça de la Terra, essent la concentració mitjana de 0,6 ng/kg. Dels 90 elements naturals, ocupa la posició 86a quant a abundància.

Inicialment el radi s'obtingué de les mines d'uraninita de Jáchymov, al nord-est de Bohèmia (Txèquia). Posteriorment també s'extragué de les arenes de carnotita de Colorado (EUA), però els jaciments més importants es troben al Congo-Kinshasa i al Canadà, a la regió del Gran Llac dels Ossos. El radi es pot obtenir a partir de la seva extracció de minerals d'urani com la uraninita o carnotita o de tori com la monazita i torianita, però també dels residus del combustible de la indústria nuclear. Es comercialitza en forma de clorur de radi o de bromur de radi. Pràcticament no existeix al món radi metàl·lic.

Propietats

Propietats físiques 
El radi és un element metàl·lic que pertany al grup 2 de la taula periòdica o grup dels alcalinoterris. La seva densitat és de 5 g/cm³ i el seu punt de fusió 696 °C. El seu color és blanc brillant, però exposat a l'aire es recobreix ràpidament d'una fina capa de nitrur de radi que li lleva brillantor. Com que és inestable emet raigs beta, alfa i gamma. Algunes desintegracions són:

^226_88Ra -> ^222_84Rd + ^4_2He + \gamma^228_88Ra -> ^228_89Ac + ^0_{-1}e + \gamma

Un gram de radi 226 té una radioactivitat de 3,7×10¹⁰ Bq, que equivalen a 1 curie (Ci). Els rajos beta produïts pel radi poden fer que certes substàncies brillin (radioluminescència).

Propietats químiques 
El radi és atacat per l'aigua amb una vigorosa evolució de l'hidrogen i per l'aire amb la formació del nitrur de radi. La seva forma natural és en forma de catió radi(2+) en tots els seus compostos. El sulfat de radi RaSO4 és el sulfat més insoluble conegut, i l'hidròxid de radi Ra(OH)2, és el més soluble dels hidròxids alcalinoterris. L'acumulació gradual d'heli dins dels cristalls de bromur de radi, RaBr2, els debilita i ocasionalment exploten. En general, els compostos del radi són molt similars als del bari, el que dificulta la separació dels dos elements.

Isòtops 

El radi té quatre isòtops radioactius naturals que tenen períodes de semidesintegració (T1/2) molt inferiors a l'edat de la Terra, de manera que provenen de diferents cadenes de desintegració (238U, 235U i 232Th). Així, el 226Ra (T1/2 = 1 600 anys) procedeix de la cadena de desintegració de l'238U; el 228Ra (T1/2 = 5,75 anys), descobert el 1905 per l'alemany Otto Hahn, i el 224Ra (T1/2 = 3,6 dies), descobert pels britànics Ernest Rutherford i Frederick Soddy en 1902, pertanyen a la cadena del 232Th; i el 223Ra (T1/2 = 11,4 dies), descobert pel químic polonès T. Godlewski el 1905, a la cadena del 235U.

Per altra banda, actualment es coneixen trenta-dos isòtops més del radi, que van des del radi 201 fins al radi 234.

Aplicacions

Generació de radó 
El radi té un ús limitat. La seva principal aplicació és la preparació de gas radó en els laboratoris de recerca. El radó és un element químic gasós, radioactiu, incolor, inodor i insípid, que procedeix de la desintegració natural del radi (urani-radi-radó). Pesa més que l'aire i, com que surt del sòl, té tendència a acumular-se als soterranis de les cases. El gas radó s'utilitza per a estudiar el transport de masses d'aire, els fenòmens físics de dispersió i per a la validació de models de transport atmosfèrics.

Medicina 

Els pocs usos del radi deriven de les seves propietats radioactives per al tractament del càncer. Tot i això, radioisòtops com el cobalt 60 i el cesi 137 l'han anat substituint, ja que són més potents i més fàcils de manipular que el radi. Actualment, hi ha alguns tractaments radioterapèutics que fan servir radi 226 en braquiteràpia. També s'usa el radi 223, com a emissor alfa, per al tractament de les metàstasis òssies derivades de càncer de pròstata.

Altres camps 
Mitjançant la mescla de radi amb sulfur de zinc fosforescent s'obtenen pintures lluminoses que produeixen una feble llum verdosa en la foscor i que s'empraven en pantalles lluminoses de rellotges, interruptors, panells, etc. Avui dia ja no s'utilitzen.

Referències

Vegeu també 
 Les noies del radi

Enllaços externs 

 Los Alamos National Laboratory - Radi  .
 webelements.com - Radi .
 environmentalchemistry.com - Radi .
 Lateral Science - Desconriment del Radi  .

Metalls alcalinoterris