Każdy pierwiastek ma charakterystyczną liczbę atomową. Liczba atomowa reprezentuje liczbę protonów w jądrach. Izotopy mają tę samą liczbę protonów, to znaczy są tym samym pierwiastkiem, ale różną liczbą neutronów. Na przykład węgiel ma trzy izotopy - węgiel-12, węgiel-13 i węgiel-14. Każdy z nich ma sześć protonów, ale mają odpowiednio sześć, siedem i osiem neutronów. Jeśli chodzi o izotopy, jest to dość nudne, a niektóre mają niezwykłe właściwości.
10. Okres półtrwania telluru-128 jest niewiarygodnie długi.
Tellur ma numer 52 w układzie okresowym i jest srebrzystym pierwiastkiem metaloidalnym. Jest również lekko toksyczny, więc staraj się nim nie bawić. Ma 8 izotopów, a jeden z nich, tellur-128, faktycznie zarobił Rekord Guinnessa dzięki temu, że ma zdumiewająco długi okres półtrwania.
Liczbę obliczono jako 2,2 x (10 do potęgi 24) lat. Dla większości z nas jest to liczba niejasna, dlatego można ją wyrazić na inne sposoby. Ten 160 bilionów razy większy niż wiek samego Wszechświata. Wszechświat ma prawie 14 miliardów lat, więc okres półtrwania telluru-128 jest tak bliski wieczności, jak wszystko, co można znaleźć w naturze.
9. Rozpad izotopów astatu w mgnieniu oka
Na drugim końcu spektrum w stosunku do telluru astat nie ma wcale długiego okresu półtrwania. Na 85. miejscu w układzie okresowym jest również najwięcej rzadki pierwiastek na Ziemi: W danym momencie na planecie znajduje się tylko około 25 gramów tego pierwiastka. Dlaczego tak rzadko? To są znowu te same okresy półtrwania.
Najdłużej żyjącym izotopem astatyny jest astat-210, którego okres półtrwania wynosi 8,1 godziny. W sumie są 32 izotopy i żaden z nich nie jest stabilny. Najkrócej żyje astat-213, którego czas życia wynosi 125 nanosekund . Mówi się również, że radioaktywność astatyny jest tak silna, że w rzeczywistości ulega samozniszczeniu.
Wszystkie izotopy są radioaktywne i mogą powstawać z bizmutu w laboratorium. Czasami wykorzystuje się je jako znaczniki radioaktywne, ale poza tym mają niewielkie zastosowanie w świecie nauki.
8. Złoto ma 41 izotopów, ale tylko jeden z nich jest stabilny
Złoto to bardzo znany pierwiastek, który większość z nas chętnie spotkałaby na wolności. Jest bardzo cenny i nie koroduje jak wiele innych metali. Mniej znane jest to, że w rzeczywistości znanych jest 41 izotopów tego metalu. Ten, którego znamy i pragniemy, to złoto-197 i jest jedyny stabilny izotop, który jest w złocie. Pozostałe 40 jest radioaktywnych.
Co ciekawe, złoto ma próbę 197 obserwacyjnie stabilny . Oznacza to, że nauka twierdzi, że powinna być radioaktywna, ale jej obserwacje nie spełniają tej obietnicy. Więc nawet jeśli spodziewasz się, że będzie radioaktywny, tak nie jest. Ogólnie rzecz biorąc, było to dobre dla prawie każdej gospodarki w historii.
7. German-72 ulega niezwykłej przemianie fazowej
German jest 32. pierwiastkiem w układzie okresowym i kolejnym metaloidem leżącym na granicy metalu i niemetalu. Składa się z pięciu stabilnych izotopów, a german-76 jest z nich najdłużej żyjącym, z okresem półtrwania około 130 miliardów razy dłuższym niż wiek wszechświata. Jednak nie jest to najciekawszy z izotopów. Jeśli chodzi o german, jest to izotop 72, który wykazuje bardzo niezwykłą cechę, gdy zaczyna się nagrzewać.
Rozumiemy, że pewne rzeczy dzieją się z atomami, gdy do substancji doprowadza się ciepło. Podobnie jak w przypadku wody, ciepło pobudza atomy i powoduje ich szybszy ruch. Ale co dzieje się wewnątrz samych atomów? German-72 udowadnia, że nie jest to takie oczywiste jak myślisz.
German ma 32 protony, a german 72 ma 40 neutronów. Protony te tworzą silne pary, które stają się słabsze w miarę nagrzewania się atomu. Ma to sens w naszym przykładzie z wodą. Problem w tym, że w pewnym momencie dzieje się coś niezwykłego. Kiedy temperatura staje się wystarczająco wysoka, następuje wiązanie pomiędzy parami protonów ponownie się wzmacnia . Powodem tego jest coś, co nazywa się zmianą fazową. Stabilizacja następuje na początku przejścia, zanim ponownie osłabnie wraz ze wzrostem temperatury.
6. W śniegu Antarktyki znaleziono żelazo-60
Wszyscy znają żelazo, jeden z najpowszechniej występujących pierwiastków na świecie, tak ważny, że dosłownie nazwano nim całe stulecie. Bez żelaza wszystkie nasze magnesy upadłyby na podłogę, nie wspominając o naszej niezdolności do wytworzenia prawie wszystkiego, co na świecie produkujemy z metalu. Szacowany , na świecie istnieje około 800 miliardów ton nierafinowana ruda żelaza zawierająca 230 miliardów ton żelaza, więc mamy trochę pracy do wykonania.
Istnieją cztery stabilne izotopy żelaza i 24 izotopy radioaktywne. Jeden z nich, żelazo-60, jest najbardziej stabilny, a jego okres półtrwania wynosi około 2,6 miliona lat. Nie jest to też rzecz, która pojawia się gdziekolwiek. Jeśli chcesz mieć własne żelazo-60, musisz na nie polować, ponieważ powstaje ono podczas eksplozji gwiazd, co oznacza, że eksploduje jak supernowa. Kiedy gwiazda eksploduje, do wszechświata uwalniane jest żelazo-60, a niewielkie jego ilości czasami trafiają na Ziemię. Niektóre z nich odnaleziono nawet w Antarktyczne śniegi . Z 500 kilogramów czystego śniegu zebranego w celu poszukiwania próbek naukowcy odkryli pięć atomów żelaza-60. Izotop odkryto po raz pierwszy na Ziemi zaledwie 23 lata temu w osadach głębinowych.
5. Na dnie oceanu znaleziono pluton-244
Podobnie jak żelazo-60, pluton-244 nie jest izotopem, który pojawia się znikąd. W przeciwieństwie do żelaza, nie ma izotopów plutonu, do których chciałbyś się zbytnio zbliżyć. W sumie jest ich 20 i wszystkie są radioaktywne, ale najbardziej stabilny jest pluton-244.
Znaleziono na nim ślady plutonu-244 dno oceanu w 2021 r. i uważa się, że przebył sporą odległość, aby tu dotrzeć. Pluton-244 produkowany jest w dość trudnych warunkach. W tym przypadku pluton powstał, gdy zderzenie dwóch gwiazd , co doprowadziło do potężnej eksplozji. Prawdopodobnie utworzy się również w supernowych wraz z żelazem-60.
Pluton-244 wcale nie jest izotopem, który możemy łatwo wytworzyć na Ziemi. Reaktory jądrowe wytwarzają różne izotopy, ale kiedy pluton-242 zamienia się w 243, jego okres półtrwania wynosi zaledwie kilka godzin i nie może zmienić się w 244. Wysunięto teorię, że eksplozja broni jądrowej mogłaby potencjalnie wytworzyć 244, ale pozostaje to tylko teoria i nie została zaobserwowana.
4. Magnez-18 rozkłada się przed utworzeniem
Widzieliśmy, że astat ma bardzo krótki okres półtrwania, ale naukowcy stworzyli izotop magnezu, który jest tak niestabilny, że prawie niemożliwe jest jego zaobserwowanie. Zwykle magnez ma trzy stabilne izotopy i 19 niestabilnych.
Spośród niestabilnych szczególnie interesujące są magnez-18 i magnez-19 ze względu na ich niewiarygodnie krótką żywotność. Magnez-19 ma okres półtrwania 5 pikosekund . To pięć bilionowych części sekundy. Jeśli wydaje się to krótkim okresem czasu i rzeczywiście tak jest, przygotuj się na magnez-18.
Magnez-18 nie został odpowiednio zmierzony, ponieważ jego czas życia wynosi około jednego sekstylionowa część sekundy . Rozpada się tak szybko, że elektrony nie są w stanie nawet ułożyć elektronów wokół niego, aby stać się prawdziwym atomem. To tylko jądro, które potem się rozpada. Oznacza to, że naukowcy nie mogą go badać bezpośrednio, ale po prostu obserwują, co robił w ciągu krótkiego czasu istnienia.
3. Na świecie jest tylko 500 g naturalnego prometu.
Promet jest wyjątkowo rzadkim pierwiastkiem, który nie ma stabilnych izotopów, chociaż ma 38 niestabilnych izotopów. Emituje promieniowanie rentgenowskie i jest niezwykle rzadkie. W tej chwili na całej planecie można znaleźć wszystko około jednego funta naturalny promet. Można to jednak zrobić także w laboratorium, bombardując uran-235 i neodym-147 neutronami.
W 1902 roku czeski chemik Boguslav Braun zasugerował, że promet powinien istnieć wraz z sześcioma innymi nieodkrytymi pierwiastkami, a jego przypuszczenie potwierdziło się kilka lat później, gdy Henry Moseley potwierdził, że w układzie okresowym powinno znajdować się coś pomiędzy neodymem a samarem z atomowy o wadze 61. Kolejne 20 lat poszukiwań zajęło ustalenie, że czymkolwiek byłby pierwiastek 61, nie miałby on stabilnych izotopów.
Po latach poszukiwań promet w końcu odkryto nie w przyrodzie, ale w laboratorium, kiedy naukowcy zdali sobie sprawę, że mogą stworzyć pierwiastki i ich izotopy.
Można by pomyśleć, że w przypadku czegoś tak rzadkiego i radioaktywnego będzie miało to poważne zastosowanie na całym świecie, ale myliłbyś się. Zamiast tego używa się go głównie do takich rzeczy, jak świecąca farba i baterie nuklearne.
2. Stront-90 jest przetwarzany w organizmie podobnie jak wapń.
Stront jest metalem ziem alkalicznych i zajmuje 38. miejsce w układzie okresowym. Posiada 4 stabilne izotopy występujące w przyrodzie i 32 niestabilne. Spośród tych izotopów należy uważać na stront-90, ponieważ jest to trochę trudne.
Stront-90 jest bardzo reaktywny i może wytwarzać ciepło. Ta reakcja czyni go użytecznym jako a źródło energii i jest stosowany w odległych stacjach pogodowych, a nawet w statkach kosmicznych, a także w przemyśle medycznym. Chociaż nie jest to stabilny izotop występujący w naturze, jest produktem ubocznym rozszczepienia jądrowego, z którego pochodzi większość światowych dostaw, chociaż został również wyprodukowany w wyniku testów broni jądrowej w latach pięćdziesiątych XX wieku.
Oczywiście, ze względu na jego radioaktywność, należy unikać strontu-90, jednak w przypadku kontaktu z nim w podstępny sposób wywołuje on chorobę. Jego można wdychać , ale może również przedostać się do organizmu poprzez skażoną żywność i wodę. Gdy znajdziesz się w środku, organizm przetworzy go w taki sam sposób jak wapń. Oznacza to, że radioaktywny stront przeniknie do zębów i kości. Gdy stanie się częścią ciebie, może prowadzić do raka kości, raka szpiku kostnego i raka tkanek miękkich w obszarach wokół części radioaktywnych.
1. Tryt jest jedną z najdroższych rzeczy na Ziemi.
Wodór jest najobficiej występującym pierwiastkiem we wszechświecie, ma siedem izotopów, chociaż tylko trzy występują w naturze. Ten ostatni, wodór-3, nazywamy trytem i jest równie rzadki, co cenny. Może powstawać naturalnie w atmosferze, kiedy promienie kosmiczne uderzające w azot , ale powstają jedynie śladowe ilości. Powstaje także podczas wybuchów jądrowych oraz jako produkt uboczny reaktorów jądrowych.
Tryt jest używany do produkcji broni nuklearnej, a także do jej produkcji świecące tarcze oraz do różnych celów naukowo-badawczych. Funt za funtem, to także jedna z najcenniejszych substancji na ziemi. Na przykład gram czystego złota może kosztować około 70 dolarów, w zależności od wielu czynników. Gram platyny może kosztować około 40 dolarów. Gram kokainy może kosztować około 120 dolarów, w zależności od tego, gdzie ją kupujesz. A co z gramem trytu? To będzie cię kosztować około 25 000 dolarów .
W broni nuklearnej wykorzystuje się około czterech gramów trytu zwiększyć efektywność i uczynić broń bardziej niszczycielską, ale jednocześnie lżejszą.
