Radio (química)
El radio es un elemento químico con el símbolo Ra y el número atómico 88. Es el sexto elemento en el grupo 2 de la tabla periódica, también conocido como los metales alcalinotérreos. El radio puro es de color blanco plateado, pero reacciona fácilmente con el nitrógeno (en lugar del oxígeno) al exponerse al aire, formando una capa superficial negra de nitruro de radio (Ra 3 N 2). Todos los isótopos de radio son radiactivos, siendo el isótopo más estable el radio-226. Cuando el radio se desintegra, emite radiación ionizante como subproducto, que puede excitar sustancias químicas fluorescentes y causar radioluminiscencia.
El radio, en forma de cloruro de radio, fue descubierto por Marie y Pierre Curie en 1898 a partir del mineral extraído en Jáchymov. Extrajeron el compuesto de radio de la uraninita y publicaron el descubrimiento en la Academia de Ciencias de Francia cinco días después. El radio fue aislado en su estado metálico por Marie Curie y André-Louis Debierne a través de la electrólisis del cloruro de radio en 1911.
En la naturaleza, el radio se encuentra en el uranio y (en menor medida) en los minerales de torio en cantidades mínimas de tan solo una séptima parte de un gramo por tonelada de uraninita. El radio no es necesario para los organismos vivos, y es probable que tenga efectos adversos para la salud cuando se incorpora a procesos bioquímicos debido a su radiactividad y reactividad química. A partir de 2014, aparte de su uso en medicina nuclear, el radio no tiene aplicaciones comerciales. Antiguamente, hacia los años 50, se utilizaba como fuente radiactiva para aparatos radioluminiscentes y también en charlatanería radiactiva por su supuesto poder curativo. Estas aplicaciones se han vuelto obsoletas debido a la toxicidad del radio; a partir de 2020, los isótopos menos peligrosos (de otros elementos) se utilizan en dispositivos radioluminiscentes.
Propiedades a granel
El radio es el metal alcalinotérreo conocido más pesado y es el único miembro radiactivo de su grupo. Sus propiedades físicas y químicas se asemejan más a su congénere más ligero, el bario.
El radio puro es un metal volátil de color blanco plateado, aunque sus congéneres más ligeros, el calcio, el estroncio y el bario, tienen un ligero tinte amarillo. Este tinte desaparece rápidamente al exponerse al aire, produciendo una capa negra de nitruro de radio (Ra 3 N 2). Su punto de fusión es 700 °C (1292 °F) o 960 °C (1760 °F) y su punto de ebullición es 1737 °C (3159 °F); sin embargo, esto no está bien establecido. Ambos valores son ligeramente inferiores a los del bario, lo que confirma las tendencias periódicas a la baja de los elementos del grupo 2. Al igual que el bario y los metales alcalinos, el radio cristaliza en la estructura cúbica centrada en el cuerpo a temperatura y presión estándar: la distancia de enlace radio-radio es de 514,8 picómetros. El radio tiene una densidad de 5,5 g/cm, mayor que la del bario, confirmando nuevamente tendencias periódicas; la relación de densidad de radio-bario es comparable a la relación de masa atómica de radio-bario, debido a las estructuras cristalinas similares de los dos elementos.
Isótopos
El radio tiene 33 isótopos conocidos, con números de masa de 202 a 234: todos ellos son radiactivos. Cuatro de estos, Ra (vida media de 11,4 días), Ra (3,64 días), Ra (1600 años) y Ra (5,75 años), se producen de forma natural en las cadenas de desintegración del torio-232, el uranio-235 y el uranio primordiales. -238 (Ra de uranio-235, Ra de uranio-238 y los otros dos de torio-232). Sin embargo, estos isótopos todavía tienen vidas medias demasiado cortas para ser radionucleidos primordiales y solo existen en la naturaleza a partir de estas cadenas de descomposición. Junto con el Ra mayormente artificial (15 d), que ocurre en la naturaleza solo como un producto de descomposición de trazas diminutas de neptunio-237, estos son los cinco isótopos de radio más estables.Los otros 27 isótopos de radio conocidos tienen vidas medias inferiores a dos horas, y la mayoría tienen vidas medias inferiores a un minuto. Se han informado al menos 12 isómeros nucleares; el más estable de ellos es el radio-205m, con una vida media de entre 130 y 230 milisegundos; esto es aún más corto que veinticuatro isótopos de radio en estado fundamental.
En la historia temprana del estudio de la radiactividad, los diferentes isótopos naturales del radio recibieron diferentes nombres. En este esquema, Ra se denominó actinio X (AcX), Ra torio X (ThX), Ra radio (Ra) y Ra mesotorio 1 (MsTh 1). Cuando se dio cuenta de que todos estos son isótopos del mismo elemento, muchos de estos nombres cayeron en desuso y "radio" pasó a referirse a todos los isótopos, no solo a Ra. Algunos de los productos de descomposición del radio-226 recibieron nombres históricos que incluyen "radio", que van desde el radio A hasta el radio G, y la letra indica aproximadamente qué tan lejos estaban en la cadena de su padre Ra. Emanación de radio = Rn, RaA = Po, RaB = Pb, RaC = Bi, RaC1 = Po, RaC 2 = Tl, RaD = Pb, RaE = Bi, RaF = Po y RaG = Pb.
Ra es el isótopo más estable del radio y es el último isótopo en la cadena de desintegración (4 n + 2) del uranio-238 con una vida media de más de un milenio: constituye casi todo el radio natural. Su producto de descomposición inmediata es el gas noble radiactivo denso radón (específicamente el isótopo Rn), que es responsable de gran parte del peligro del radio ambiental. Es 2,7 millones de veces más radiactivo que la misma cantidad molar de uranio natural (principalmente uranio-238), debido a su vida media proporcionalmente más corta.
Una muestra de radio metálico se mantiene a una temperatura más alta que su entorno debido a la radiación que emite: partículas alfa, partículas beta y rayos gamma. Más específicamente, el radio natural (que en su mayoría es Ra) emite principalmente partículas alfa, pero otros pasos en su cadena de desintegración (la serie de uranio o radio) emiten partículas alfa o beta, y casi todas las emisiones de partículas van acompañadas de rayos gamma.
En 2013, se descubrió en el CERN que el núcleo de radio-224 tiene forma de pera utilizando una técnica llamada excitación de culombio. Este fue el primer descubrimiento de un núcleo asimétrico. Esta es una fuerte evidencia circunstancial de que ciertos núcleos atómicos pesados e inestables tienen núcleos distorsionados, en este caso, en forma de pera.
Química
El radio, como el bario, es un metal altamente reactivo y siempre exhibe su estado de oxidación de grupo de +2. Forma el catión Ra incoloro en solución acuosa, que es muy básico y no forma complejos fácilmente. Por lo tanto, la mayoría de los compuestos de radio son compuestos iónicos simples, aunque se espera la participación de los electrones 6s y 6p (además de los electrones de valencia 7s) debido a los efectos relativistas y mejoraría el carácter covalente de los compuestos de radio como RaF 2 y RaAt 2. Por esta razón, el potencial de electrodo estándar para la semirreacción Ra (aq) + 2e→ Ra (s) es −2,916 V, incluso ligeramente más bajo que el valor −2,92 V para el bario, mientras que los valores anteriormente habían aumentado suavemente en el grupo (Ca: −2,84 V; Sr: −2,89 V; Ba: −2,92 V). Los valores del bario y el radio son casi exactamente los mismos que los de los metales alcalinos más pesados, el potasio, el rubidio y el cesio.
Compuestos
Los compuestos sólidos de radio son blancos ya que los iones de radio no proporcionan una coloración específica, pero gradualmente se vuelven amarillos y luego se oscurecen con el tiempo debido a la autoradiólisis de la descomposición alfa del radio. Los compuestos de radio insolubles coprecipitan con todo el bario, la mayoría de los compuestos de estroncio y la mayoría de los compuestos de plomo.
El óxido de radio (RaO) no se ha caracterizado mucho más allá de su existencia, a pesar de que los óxidos son compuestos comunes para los otros metales alcalinotérreos. El hidróxido de radio (Ra(OH) 2) es el más fácilmente soluble entre los hidróxidos alcalinotérreos y es una base más fuerte que su congénere de bario, el hidróxido de bario. También es más soluble que el hidróxido de actinio y el hidróxido de torio: estos tres hidróxidos adyacentes pueden separarse precipitándolos con amoníaco.
El cloruro de radio (RaCl 2) es un compuesto incoloro y luminoso. Se vuelve amarillo después de un tiempo debido al autodaño por la radiación alfa emitida por el radio cuando se descompone. Pequeñas cantidades de impurezas de bario dan al compuesto un color rosa. Es soluble en agua, aunque menos que el cloruro de bario, y su solubilidad disminuye al aumentar la concentración de ácido clorhídrico. La cristalización en solución acuosa da el dihidrato RaCl 2 ·2H 2 O, isomorfo con su análogo de bario.
El bromuro de radio (RaBr 2) también es un compuesto luminoso e incoloro. En agua, es más soluble que el cloruro de radio. Al igual que el cloruro de radio, la cristalización de una solución acuosa da el dihidrato RaBr 2 ·2H 2 O, isomorfo con su análogo de bario. La radiación ionizante emitida por el bromuro de radio excita las moléculas de nitrógeno en el aire, haciéndolo brillar. Las partículas alfa emitidas por el radio ganan rápidamente dos electrones para convertirse en helio neutro, que se acumula en el interior y debilita los cristales de bromuro de radio. Este efecto a veces hace que los cristales se rompan o incluso exploten.
El nitrato de radio (Ra(NO 3) 2) es un compuesto blanco que se puede obtener disolviendo carbonato de radio en ácido nítrico. A medida que aumenta la concentración de ácido nítrico, disminuye la solubilidad del nitrato de radio, una propiedad importante para la purificación química del radio.
El radio forma prácticamente las mismas sales insolubles que su congénere más ligero, el bario: forma el sulfato insoluble (RaSO 4, el sulfato conocido más insoluble), cromato (RaCrO 4), carbonato (RaCO 3), yodato (Ra(IO 3) 2), tetrafluoroberilato (RaBeF 4) y nitrato (Ra(NO 3) 2). Con la excepción del carbonato, todos estos son menos solubles en agua que las sales de bario correspondientes, pero todos son isoestructurales a sus contrapartes de bario. Además, el fosfato de radio, el oxalato y el sulfito probablemente también sean insolubles, ya que coprecipitan con las sales de bario insolubles correspondientes.La gran insolubilidad del sulfato de radio (a 20 °C, solo 2,1 mg se disolverán en 1 kg de agua) significa que es uno de los compuestos de radio menos peligrosos biológicamente. El gran radio iónico de Ra (148 pm) da como resultado una formación de complejos débil y una extracción deficiente de radio de soluciones acuosas cuando no se encuentra a un pH alto.
Ocurrencia
Todos los isótopos de radio tienen vidas medias mucho más cortas que la edad de la Tierra, por lo que cualquier radio primordial se habría desintegrado hace mucho tiempo. Sin embargo, el radio todavía se encuentra en el medio ambiente, ya que los isótopos Ra, Ra, Ra y Ra son parte de las cadenas de descomposición de los isótopos naturales de torio y uranio; dado que el torio y el uranio tienen vidas medias muy largas, estas hijas se regeneran continuamente por su descomposición. De estos cuatro isótopos, el más longevo es Ra (vida media 1600 años), un producto de descomposición del uranio natural. Debido a su relativa longevidad, Ra es el isótopo más común del elemento y constituye aproximadamente una parte por trillón de la corteza terrestre; esencialmente todo el radio natural es Ra.Por lo tanto, el radio se encuentra en pequeñas cantidades en el mineral de uranio uraninita y en otros minerales de uranio, y en cantidades aún más pequeñas en los minerales de torio. Una tonelada de pechblenda normalmente produce alrededor de una séptima parte de un gramo de radio. Un kilogramo de la corteza terrestre contiene alrededor de 900 picogramos de radio, y un litro de agua de mar contiene alrededor de 89 femtogramos de radio.
Historia
El radio fue descubierto por Marie Skłodowska-Curie y su esposo Pierre Curie el 21 de diciembre de 1898, en una muestra de uraninita (pitchblenda) de Jáchymov.Mientras estudiaban el mineral anteriormente, los Curie le extrajeron uranio y descubrieron que el material restante aún era radiactivo. En julio de 1898, mientras estudiaban la pechblenda, aislaron un elemento similar al bismuto que resultó ser polonio. Luego aislaron una mezcla radiactiva que constaba de dos componentes: compuestos de bario, que dieron un color verde brillante a la llama, y compuestos radiactivos desconocidos que dieron líneas espectrales carmín que nunca antes se habían documentado. Los Curie encontraron que los compuestos radiactivos eran muy similares a los compuestos de bario, excepto que eran menos solubles. Este descubrimiento hizo posible que los Curie aislaran los compuestos radiactivos y descubrieran en ellos un nuevo elemento. Los Curie anunciaron su descubrimiento a la Academia de Ciencias de Francia el 26 de diciembre de 1898.El nombre del radio data de alrededor de 1899, de la palabra francesa radio, formada en latín moderno de radio (rayo): esto fue en reconocimiento del poder del radio de emitir energía en forma de rayos.
En septiembre de 1910, Marie Curie y André-Louis Debierne anunciaron que habían aislado el radio como metal puro mediante la electrólisis de una solución de cloruro de radio puro (RaCl 2) utilizando un cátodo de mercurio, produciendo una amalgama de radio y mercurio. Luego, esta amalgama se calentó en una atmósfera de gas hidrógeno para eliminar el mercurio, dejando radio metálico puro. Más tarde ese mismo año, E. Eoler aisló el radio por descomposición térmica de su azida, Ra(N 3) 2. El radio metálico fue producido industrialmente por primera vez a principios del siglo XX por Biraco, una empresa subsidiaria de Union Minière du Haut Katanga (UMHK) en su planta de Olen en Bélgica.
La unidad histórica general para la radiactividad, el curie, se basa en la radiactividad de Ra: originalmente se definió como la radiactividad de un gramo de radio-226, pero la definición se refinó ligeramente más tarde para ser3,7 × 10 desintegraciones por segundo.
Aplicaciones históricas
Pintura luminiscente
El radio se usaba anteriormente en pinturas autoluminosas para relojes, paneles nucleares, interruptores de aeronaves, relojes y diales de instrumentos. Un reloj autoluminoso típico que usa pintura de radio contiene alrededor de 1 microgramo de radio. A mediados de la década de 1920, cinco "Radium Girls" moribundas, pintoras de esferas que habían pintado pintura luminosa a base de radio en las esferas de relojes, presentaron una demanda contra United States Radium Corporation. Se instruyó a los pintores de esferas para que lamieran sus pinceles para darles una punta fina, por lo que ingirieron radio. Su exposición al radio causó graves efectos en la salud que incluyeron llagas, anemia y cáncer de huesos.
Durante el litigio, se determinó que los científicos y la gerencia de la empresa habían tomado precauciones considerables para protegerse de los efectos de la radiación, pero no parecían proteger a sus empleados. Además, durante varios años las empresas habían intentado encubrir los efectos y evitar la responsabilidad al insistir en que las Radium Girls sufrían de sífilis. Este completo desprecio por el bienestar de los empleados tuvo un impacto significativo en la formulación de la legislación laboral sobre enfermedades profesionales.
Como resultado de la demanda, los efectos adversos de la radiactividad se hicieron ampliamente conocidos y se instruyó a los pintores de dial de radio sobre las precauciones de seguridad adecuadas y se les proporcionó equipo de protección. En particular, los pintores de esferas ya no lamían los pinceles para darles forma (lo que provocaba cierta ingestión de sales de radio). El radio todavía se usaba en los diales hasta la década de 1960, pero los pintores de diales no sufrieron más lesiones. Esto resaltó que el daño a las Radium Girls podría haberse evitado fácilmente.
A partir de la década de 1960 se suspendió el uso de pintura de radio. En muchos casos se implementaron diales luminosos con materiales fluorescentes no radiactivos excitados por la luz; dichos dispositivos brillan en la oscuridad después de la exposición a la luz, pero el brillo se desvanece. Cuando se requería una autoluminosidad de larga duración en la oscuridad, se utilizó prometio-147 radiactivo más seguro (vida media de 2,6 años) o tritio (vida media de 12 años); ambos continúan usándose a partir de 2004. Estos tenían la ventaja adicional de no degradar el fósforo con el tiempo, a diferencia del radio. El tritio emite radiación beta de muy baja energía (incluso de menor energía que la radiación beta emitida por el prometio) que no puede penetrar la piel, en lugar de la radiación gamma penetrante del radio, y se considera más segura.
Los relojes, relojes e instrumentos que datan de la primera mitad del siglo XX, a menudo en aplicaciones militares, pueden haber sido pintados con pintura luminosa radiactiva. Por lo general, ya no son luminosos; sin embargo, esto no se debe a la desintegración radiactiva del radio (que tiene una vida media de 1600 años), sino a la fluorescencia del medio fluorescente de sulfuro de zinc que se desgasta por la radiación del radio. La aparición de una capa a menudo gruesa de pintura verde o marrón amarillenta en los dispositivos de este período sugiere un peligro radiactivo. La dosis de radiación de un dispositivo intacto es relativamente baja y por lo general no representa un riesgo agudo; pero la pintura es peligrosa si se libera e inhala o se ingiere.
Uso comercial
El radio alguna vez fue un aditivo en productos como pasta de dientes, cremas para el cabello e incluso alimentos debido a sus supuestos poderes curativos. Dichos productos pronto pasaron de moda y fueron prohibidos por las autoridades en muchos países después de que se descubrió que podían tener efectos adversos graves para la salud. (Consulte, por ejemplo, los tipos Radithor o Revigator de "agua de radio" o "Solución estándar de radio para beber".) Los spas con agua rica en radio todavía se promocionan ocasionalmente como beneficiosos, como los de Misasa, Tottori, Japón. En los EE. UU., la irradiación nasal con radio también se administró a niños para prevenir problemas en el oído medio o amígdalas agrandadas desde finales de la década de 1940 hasta principios de la de 1970.
Uso medico
El radio (generalmente en forma de cloruro de radio o bromuro de radio) se usaba en medicina para producir gas radón, que a su vez se usaba como tratamiento contra el cáncer; por ejemplo, varias de estas fuentes de radón se utilizaron en Canadá en las décadas de 1920 y 1930. Sin embargo, muchos tratamientos que se usaron a principios del siglo XX ya no se usan debido a los efectos nocivos que causó la exposición al bromuro de radio. Algunos ejemplos de estos efectos son la anemia, el cáncer y las mutaciones genéticas. A partir de 2011, los emisores gamma más seguros, como el Co, que es menos costoso y está disponible en mayores cantidades, se utilizan generalmente para reemplazar el uso histórico del radio en esta aplicación.
A principios del siglo XX, los biólogos utilizaron el radio para inducir mutaciones y estudiar la genética. Ya en 1904, Daniel MacDougal utilizó radio en un intento de determinar si podía provocar grandes mutaciones repentinas y causar cambios evolutivos importantes. Thomas Hunt Morgan usó radio para inducir cambios que resultaron en moscas de la fruta de ojos blancos. El biólogo ganador del Nobel Hermann Muller estudió brevemente los efectos del radio en las mutaciones de la mosca de la fruta antes de pasar a experimentos de rayos X más asequibles.
Howard Atwood Kelly, uno de los médicos fundadores del Hospital Johns Hopkins, fue un importante pionero en el uso médico del radio para tratar el cáncer. Su primer paciente fue su propia tía en 1904, quien murió poco después de la cirugía. Se sabía que Kelly usaba cantidades excesivas de radio para tratar varios tipos de cáncer y tumores. Como resultado, algunos de sus pacientes murieron por exposición al radio. Su método de aplicación de radio consistía en insertar una cápsula de radio cerca del área afectada y luego coser las "puntas" de radio directamente al tumor. Este fue el mismo método utilizado para tratar a Henrietta Lacks, la huésped de las células HeLa originales, para el cáncer de cuello uterino. A partir de 2015, en su lugar, se utilizan radioisótopos más seguros y disponibles.
Producción
El uranio no tenía una aplicación a gran escala a fines del siglo XIX y, por lo tanto, no existían grandes minas de uranio. Al principio, la única gran fuente de mineral de uranio eran las minas de plata en Jáchymov, Austria-Hungría (ahora República Checa). El mineral de uranio era solo un subproducto de las actividades mineras.
En la primera extracción de radio, Curie utilizó los residuos de la extracción de uranio de la pechblenda. El uranio había sido extraído por disolución en ácido sulfúrico dejando sulfato de radio, que es similar al sulfato de bario pero aún menos soluble en los residuos. Los residuos también contenían cantidades bastante importantes de sulfato de bario que, por lo tanto, actuaba como vehículo para el sulfato de radio. Los primeros pasos del proceso de extracción de radio consistieron en hervir con hidróxido de sodio, seguido de un tratamiento con ácido clorhídrico para minimizar las impurezas de otros compuestos. Luego, el residuo restante se trató con carbonato de sodio para convertir el sulfato de bario en carbonato de bario (que lleva el radio), haciéndolo así soluble en ácido clorhídrico. Después de la disolución, el bario y el radio se volvieron a precipitar como sulfatos; esto se repitió luego para purificar adicionalmente el sulfato mixto. Algunas impurezas que forman sulfuros insolubles se eliminaron tratando la solución de cloruro con sulfuro de hidrógeno, seguido de filtración. Cuando los sulfatos mixtos eran lo suficientemente puros, se convertían una vez más en cloruros mixtos; posteriormente, el bario y el radio se separaron mediante cristalización fraccionada mientras se controlaba el progreso usando un espectroscopio (el radio da unas líneas rojas características en contraste con las líneas verdes del bario) y el electroscopio.
Después de que Marie y Pierre Curie aislaran el radio del mineral de uranio de Jáchymov, varios científicos comenzaron a aislar el radio en pequeñas cantidades. Más tarde, pequeñas empresas compraron relaves mineros de las minas Jáchymov y comenzaron a aislar el radio. En 1904, el gobierno austriaco nacionalizó las minas y dejó de exportar mineral en bruto. Hasta 1912, cuando aumentó la producción de radio, la disponibilidad de radio era baja.
La formación de un monopolio austríaco y la fuerte urgencia de otros países por tener acceso al radio llevaron a una búsqueda mundial de minerales de uranio. Estados Unidos asumió el cargo de principal productor a principios de la década de 1910. Las arenas de carnotita en Colorado proporcionan parte del elemento, pero se encuentran minerales más ricos en el Congo y en el área del Great Bear Lake y el Great Slave Lake en el noroeste de Canadá. Ninguno de los depósitos se extrae para obtener radio, pero el contenido de uranio hace que la minería sea rentable.
El proceso de Curies todavía se usaba para la extracción industrial de radio en 1940, pero luego se usaron bromuros mixtos para el fraccionamiento. Si el contenido de bario del mineral de uranio no es lo suficientemente alto, es fácil agregar algo para transportar el radio. Estos procesos se aplicaron a minerales de uranio de alta ley, pero es posible que no funcionen bien con minerales de baja ley.
Todavía se extraían pequeñas cantidades de radio del mineral de uranio mediante este método de precipitación mixta e intercambio de iones hasta la década de 1990, pero a partir de 2011 solo se extraen del combustible nuclear gastado. En 1954, el suministro mundial total de radio purificado ascendió a unas 5 libras (2,3 kg) y todavía se encuentra en este rango en 2015, mientras que la producción anual de compuestos de radio puro es de solo unos 100 g en total a partir de 1984. El principal Los países productores de radio son Bélgica, Canadá, la República Checa, Eslovaquia, el Reino Unido y Rusia. Las cantidades de radio producidas fueron y son siempre relativamente pequeñas; por ejemplo, en 1918 se produjeron 13,6 g de radio en los Estados Unidos.El metal se aísla reduciendo el óxido de radio con aluminio metálico en vacío a 1200 °C.
Aplicaciones modernas
Investigación en física atómica, molecular y óptica.
El radio está experimentando un uso cada vez mayor en el campo de la física atómica, molecular y óptica. Las fuerzas de ruptura de simetría escalan proporcional a 
El radio también es prometedor para un reloj óptico de iones atrapados. El ion de radio tiene dos transiciones de ancho de línea de subhercios desde el 
Aunque el radio no tiene isótopos estables, hay once isótopos de radio con vidas medias de más de un minuto que podrían compararse con alta precisión en un diagrama de King. Los cambios de isótopos podrían medirse con alta precisión en cualquiera de las transiciones de ancho de línea de subhercios de iones de radio desde el estado fundamental, o en la línea 
Algunos de los pocos usos prácticos del radio se derivan de sus propiedades radiactivas. Los radioisótopos descubiertos más recientemente, como el cobalto-60 y el cesio-137, están reemplazando al radio incluso en estos usos limitados porque varios de estos isótopos son emisores más potentes, más seguros de manejar y están disponibles en forma más concentrada.
El isótopo Ra (con el nombre comercial Xofigo) fue aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos en 2013 para su uso en medicina como tratamiento del cáncer de metástasis ósea. La principal indicación de tratamiento con Xofigo es la terapia de metástasis óseas del cáncer de próstata resistente a la castración debido a las favorables características de este radiofármaco emisor alfa. Ra también se ha utilizado en experimentos relacionados con la irradiación terapéutica, ya que es el único isótopo de radio de vida razonablemente larga que no tiene radón como uno de sus hijos.
El radio todavía se usa en 2007 como fuente de radiación en algunos dispositivos de radiografía industrial para verificar si hay piezas metálicas defectuosas, de manera similar a las imágenes de rayos X. Cuando se mezcla con berilio, el radio actúa como fuente de neutrones. A partir de 2004, las fuentes de neutrones de radio-berilio todavía se usan a veces, pero otros materiales como el polonio son más comunes: alrededor de 1500 fuentes de neutrones de polonio-berilio, con una actividad individual de 1850 Ci (68 TBq), se han utilizado anualmente en Rusia. Estas fuentes de neutrones basadas en RaBeF 4 (α, n) han quedado obsoletas a pesar de la gran cantidad de neutrones que emiten (1,84 × 10 neutrones por segundo) en favor de las fuentes Am-Be. A partir de 2011, el isótopoRa se utiliza principalmente para formar Ac por irradiación de neutrones en un reactor nuclear.
Riesgos
El radio es altamente radiactivo y su hijo inmediato, el gas radón, también es radiactivo. Cuando se ingiere, el 80% del radio ingerido sale del cuerpo a través de las heces, mientras que el otro 20% pasa al torrente sanguíneo, acumulándose principalmente en los huesos. Esto se debe a que el cuerpo trata el radio como calcio y lo deposita en los huesos, donde la radiactividad degrada la médula y puede mutar las células óseas. La exposición al radio, interna o externa, puede causar cáncer y otros trastornos, porque el radio y el radón emiten rayos alfa y gamma al desintegrarse, que matan y mutan las células. En el momento del Proyecto Manhattan en 1944, la "dosis de tolerancia" para los trabajadores se fijó en 0,1 microgramos de radio ingerido.
Algunos de los efectos biológicos del radio incluyen el primer caso de "dermatitis por radio", informado en 1900, dos años después del descubrimiento del elemento. El físico francés Antoine Becquerel llevó una pequeña ampolla de radio en el bolsillo de su chaleco durante seis horas e informó que su piel se ulceró. Pierre y Marie Curie estaban tan intrigados por la radiación que sacrificaron su propia salud para aprender más sobre ella. Pierre Curie colocó un tubo lleno de radio en su brazo durante diez horas, lo que provocó la aparición de una lesión en la piel, lo que sugiere el uso de radio para atacar el tejido canceroso como había atacado el tejido sano.Se ha culpado al manejo del radio por la muerte de Marie Curie debido a la anemia aplásica. Una cantidad significativa del peligro del radio proviene de su hijo, el radón: al ser un gas, puede ingresar al cuerpo mucho más fácilmente que su padre, el radio.
A partir de 2015, Ra se considera el más tóxico de los radioelementos cuantitativos y debe manipularse en cajas de guantes herméticas con una circulación de aire significativa que luego se trata para evitar el escape de su hijo Rn al medio ambiente. Las ampollas viejas que contienen soluciones de radio deben abrirse con cuidado porque la descomposición radiolítica del agua puede producir una sobrepresión de gas hidrógeno y oxígeno. La mayor concentración de Ra del mundo se almacena dentro de la Estructura provisional de contención de desechos, aproximadamente a 9,6 millas (15,4 km) al norte de las Cataratas del Niágara, Nueva York.
Contenido relacionado
Nylon
Configuración electrónica
Amoníaco