Para a 13ª edição (1926) do , Marie Curie, co-fundadora do Prêmio Nobel de Física de 1903 e vencedora do Prêmio Nobel de Química de 1911, escreveu o verbete sobre o rádio com sua filha Irène Curie, mais tarde Irène Joliot-Curie e co-coinheira de o Prêmio Nobel de Química de 1935. O artigo relata a descoberta do rádio por Marie e Pierre Curie e discute suas propriedades, produção e aplicações. O artigo menciona apenas de passagem que a radioatividade emitida pelo rádio causa "uma destruição seletiva de certas células e pode ter consequências muito perigosas" - uma propriedade tristemente demonstrada em anos posteriores, quando Marie Curie e depois Irène Curie morreram de leucemia possivelmente causada pela exposição a tal radiação.
RÁDIO
[Rádio] é um elemento de peso atômico 226, o termo mais alto na série alcalino-terrosa, cálcio, estrôncio, bário. É um metal que possui muitas analogias com o bário e também é uma “substância radioativa”, ou seja , uma substância que sofre uma desintegração espontânea acompanhada pela emissão de radiação ( verRADIOATIVIDADE). Esta propriedade radioativa confere ao rádio uma importância especial para fins científicos ou para uso médico, sendo também a causa da extrema raridade do elemento. Embora o rádio seja apenas uma das inúmeras substâncias radioativas, não sendo nem a mais radioativa nem a mais abundante, sua taxa de decomposição e a natureza dos produtos de sua desintegração têm se mostrado particularmente favoráveis nas aplicações de radioatividade, e o tornam o mais importante de radioelementos.
PROPRIEDADES QUIMICAS
Espectro. —Se não considerarmos as ações químicas das radiações que ele emite, o rádio tem exatamente as propriedades que podem ser esperadas de seu lugar na classificação química. O rádio é colocado por seu peso atômico 226, na segunda coluna da tabela de Mendelyeev. Com um número atômico 88, é o último termo da série alcalino-terrosa. Os sais de rádio são incolores e quase todos solúveis em água; o sulfato e o carbonato são insolúveis. O cloreto de rádio é insolúvel em ácido clorídrico concentrado e em álcool. Os sais de rádio e bário são isomorfos.
Preparação de rádio. —O rádio metálico foi preparado da mesma forma que o bário metálico, por eletrólise de um sal de rádio com um cátodo de mercúrio, sendo o mercúrio eliminado pelo aquecimento do amálgama em hidrogênio seco. O metal é branco e derrete a cerca de 700 °. Ele ataca a água e é rapidamente alterado pelo contato do ar. O peso atômico pode ser determinado pelos métodos usados para o bário, por exemplo , pesando o cloreto de rádio anidro e o cloreto ou brometo de prata equivalente.
Espectro óptico. —O espectro óptico é composto, como os demais metais alcalino-terrosos, por um número relativamente pequeno de linhas de grande intensidade; a linha mais forte no limite do espectro violeta é 3814,6Å, e esta linha é um teste muito sensível para a presença de rádio; mas a análise espectral é pouco usada na detecção de radioelementos, as propriedades radioativas oferecendo um grau de sensibilidade consideravelmente maior. O espectro de alta frequência está de acordo com a previsão para o elemento de número atômico 88.
PROPRIEDADES RADIOATIVAS
Elementos radioativos em geral. —A teoria da transformação radioativa foi estabelecida por Rutherford e Soddy ( veja RADIOATIVIDADE). Se n é o número de átomos de um radioelemento, a proporção dos átomos destruídos em um certo tempo t é sempre a mesma, seja qual for o n ; o número de átomos diminui com o tempo t de acordo com uma lei exponencial, n = n 0 e-λt onde λ é a constante radioativa da substância.
O recíproco de λ é chamado de “vida média” do elemento; o tempo T necessário para a transformação da metade dos átomos é denominado “período” e relacionado à constante λ pela expressão T = logε2 / λ.
As substâncias radioativas emitem três tipos de raios conhecidos como raios α, β e γ. Os raios α são núcleos de hélio carregando cada um uma carga positiva igual ao dobro da carga elementar; eles são expelidos dos núcleos dos átomos radioativos com grande velocidade (cerca de 1,5 x 109 a 2,3 x 109 cm / seg.). Os raios β são elétrons de várias velocidades que podem se aproximar da velocidade da luz. Os raios γ constituem uma radiação eletromagnética do mesmo tipo que a luz ou os raios X, mas seu comprimento de onda é geralmente muito menor e pode ser tão curto quanto 0,01Å. Enquanto a emissão de alguns radioelementos consiste quase inteiramente em raios α cujo poder de penetração é muito pequeno, outros radioelementos emitem raios β e γ que são capazes de penetrar uma espessura considerável da matéria.
Família Urânio-Rádio. —O rádio é um membro da família do urânio, ou seja , um dos elementos resultantes da transformação do átomo de urânio; seu período é de cerca de 1.700 anos. […]
Os átomos de cada elemento são formados a partir dos átomos destruídos do elemento anterior. Nenhum desses átomos pode existir na natureza a não ser nos minerais de urânio, a menos que tenham sido recentemente transferidos desses minerais por um processo químico ou físico. Quando separados do mineral de urânio, devem desaparecer, sua destruição não sendo compensada por sua produção. Apenas o urânio e o tório são elementos radioativos de uma vida tão longa que foram capazes de durar durante os tempos geológicos sem qualquer produção conhecida.
De acordo com as leis da transformação radioativa, em minerais muito antigos atinge-se um estado de equilíbrio em que a proporção do número de átomos das diferentes substâncias é igual à proporção de sua vida média. A proporção rádio / urânio é de cerca de 3,40 x 10-7 nos minerais mais antigos; conseqüentemente, não podemos esperar encontrar um mineral contendo uma alta proporção de rádio. No entanto, o rádio puro pode ser preparado em quantidades ponderáveis, enquanto os outros radioelementos, exceto o urânio e o tório que se desintegram lentamente, não são capazes de preparar em quantidade, a maioria deles porque existem em quantidades muito menores. Quanto mais rápida é a desintegração de uma substância radioativa, menor é sua proporção entre os minerais da terra, mas maior é sua atividade. Assim, o rádio é vários milhões de vezes mais ativo do que o urânio e 5,000 vezes menos do que o polônio.
Radiação de um tubo de rádio. —Pequenas quantidades de rádio são freqüentemente mantidas em tubos de vidro lacrados chamados "tubos de rádio". O rádio emite apenas raios α e uma fraca radiação β; a radiação penetrante emitida por um tubo de rádio provém dos produtos de desintegração gradualmente acumulados pelas transformações radioativas do rádio; primeiro, radônio ou emanação de rádio, um gás radioativo, o próximo termo a xenônio na série de gases inertes; em segundo lugar, rádio A, B, C, denominado “depósito ativo de mudança rápida”; em terceiro lugar, rádio D, E e rádio F ou polônio, denominado “depósito ativo de mudança lenta”; finalmente, chumbo inativo e também hélio gerado na forma de raios α.
A forte radiação penetrante de um tubo de rádio é emitida pelo rádio B e C. Quando o sal de rádio puro é selado em um tubo, a atividade aumenta durante cerca de um mês, até que um estado de equilíbrio seja alcançado entre o rádio, o radônio e o depósito ativo de mudança rápida, quando a produção de cada um desses elementos é compensada por sua destruição. A radiação penetrante consiste em raios β e em raios γ, estes últimos particularmente conhecidos por seu valioso uso em terapia.
A quantidade de radônio em equilíbrio com um grama de rádio é chamada de "curie". Se o radônio for extraído e selado separadamente em um tubo, o rádio A, B, C se acumulará e a radiação penetrante para um curie de radônio será a mesma que para um grama de rádio. Mas a atividade do tubo de radônio diminui à metade de seu valor em 3,82 dias, o período do radônio, enquanto a atividade de um tubo de rádio permanece praticamente constante após o equilíbrio ter sido alcançado; a redução é de apenas 0,4% em 10 anos.
Efeitos da radiação. —A radiação do rádio produz todos os efeitos normais dos raios ( veja RADIOATIVIDADE); ionização dos gases, produção contínua de calor, excitação da fosforescência de certas substâncias (sulfureto de zinco, etc.), coloração do vidro, ações químicas (decomposição da água por exemplo), ações fotográficas, ações biológicas. Os compostos de rádio observados no escuro exibem uma luminosidade espontânea, que é particularmente brilhante em cloreto ou brometo recém-preparado, e é determinada pela ação sobre o sal de sua própria radiação.
Atividade do rádio.—Os raios α pertencentes ao próprio rádio têm um alcance de 3,4 cm. no ar a 15 ° C. e pressão normal. O número de partículas α emitidas pelo rádio foi medido por diferentes métodos de numeração (cintilações ou câmara de contagem); o resultado varia de 3,40 x 1010 a 3,72 x 1010 partículas por segundo. e por grama de rádio; a partir desses dados, a vida média do rádio pode ser deduzida. Três outros grupos de raios α, de intervalos de 4,1 cm., 4,7 cm. e 7 cm. são emitidos pelo radônio e o depósito ativo, rádio A, B, C. O calor produzido pelo próprio rádio é de cerca de 25 calorias por hora e por grama. Para um tubo de rádio em equilíbrio com os produtos de desintegração de mudança rápida, a produção de calor é de cerca de 137 calorias por hora e por grama. Este efeito de aquecimento deve-se principalmente à absorção da energia dos raios α.
