Элементы начиная с номера 104 впервые синтезированы либо в подмосковной Дубне, либо в Германии.
Радиоактивные изотопы — источники излучений. Радиоактив­ные изотопы широко применяются в науке, медицине и технике как компактные источники γ-лучей. Главным образом используется ра­диоактивный кобальт ⁶⁰₂₇Со.
Получение радиоактивных изотопов. Получают радиоактивные изотопы в атомных реакторах и на ускорителях элементарных частиц.
Радиоактивные изотопы в биологии и медицине.

Меченые атомы. Химические свойства радиоактивных изотопов не отличаются от свойств нера­диоактивных изотопов тех же элементов, обнаружить радиоактивные изотопы можно по их излучению. Радиоактивность является своеобразной меткой, с по­мощью которой можно проследить за поведением элемента при раз­личных химических реакциях и физических превращениях веществ.

Одним из наи­более выдающихся исследований, проведенных с помощью меченых атомов, явилось исследование обмена веществ в организмах. За сравнительно небольшое время организм подвер­гается почти полному обновлению. Лишь железо является исключением. Железо входит в состав гемоглобина красных кровяных шариков. При введении в пищу радиоактивных атомов железа ⁵⁹₂₆Fe было обнаружено, что они почти не поступают в кровь. Только в том случае, когда запасы железа в организме иссякают, железо начинает усваиваться организмом.

Если не существует достаточно долгоживущих радиоактивных изо­топов, как, например, у кислорода и азота, меняют изотопный состав стабильных элементов. Так, добавлением к кислороду избытка изо­топа ¹⁸₈О было установлено, что свободный кислород, выделяющийся при фотосинтезе, первоначально входил в состав воды, а не угле­кислого газа.

Радиоактивные изотопы применяются в медицине как для по­становки диагноза, так и для терапевтических целей.

Радиоактивный натрий, вводимый в небольших количествах в кровь, используется для исследования кровообращения.

Большие дозы радиоактивного йода вызывают частичное разрушение аномально раз­вивающихся тканей, и поэтому радиоактивный йод используют для лечения базедовой болезни.

Интенсивное γ -излучение кобальта используется при лечении ра­ковых заболеваний (кобальтовая пушка).

Радиоактивные изотопы в промышленности.

Облучая порш­невое кольцо нейтронами, вызывают в нем ядерные реакции и делают его радиоактивным. При работе двигателя частички материала кольца попадают в смазочное масло. Исследуя уровень радиоактивности мас­ла после определенного времени работы двигателя, определяют износ кольца.

Радиоактивные изотопы позволяют судить о диффузии металлов, процессах в доменных печах и т. д. Мощное γ -излучение радиоак­тивных препаратов используют для исследования внутренней струк­туры металлических отливок с целью обнаружения в них дефектов.
Радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве. Все более ши­рокое применение получают радиоактивные изотопы в сельском хо­зяйстве. Облучение семян растений небольшими дозами γ -лучей от радиоактивных препаратов при­водит к заметному повышению урожайности.

Большие дозы радиации вызывают мутации у растений и мик­роорганизмов, что в отдельных случаях приводит к появлению му­тантов с новыми ценными свойствами (радиоселекция). Так выведены ценные сорта пшеницы, фасоли и других культур, а также получены высокопродуктивные микроорганизмы, применяемые в производстве антибиотиков.

Гамма-излучение радиоактивных изотопов использу­ется также для борьбы с вредными насекомыми и для консервации пищевых продуктов.

Широкое применение получили меченые атомы в агротехнике. Например, чтобы выяснить, какое из фосфорных удобрений лучше усваивается растением, помечают различные удобрения радиоактивным фосфором ³²₁₅Р. Исследуя затем растения на радиоактивность, можно определить количество усвоенного ими фосфора из разных сортов удобрения.
Радиоактивные изотопы в археологии.

В растениях всегда имеется β-радиоактивный изотоп углерода ¹⁴₆С с периодом полураспада Т=5700 лет. Соединяясь с кислородом, этот углерод образует углекислый газ, поглощаемый растениями, а через них и животными. Один грамм углерода из образцов молодого леса испускает около пятнадцати β – частиц в секунду.

После гибели организма пополнение его радиоактивным углеро­дом прекращается. Имеющееся же количество этого изотопа убывает за счет радиоактивности. Определяя процентное содержание радио­активного углерода в органических остатках, можно определить их возраст, если он лежит в пределах от 1000 до 50 000 и даже до 100 000 лет. Таким методом узнают возраст египетских мумий, остатков доисторических костров и др.

Радиоактивные изотопы широко применяются в биологии, меди­цине, промышленности, сельском хозяйстве и даже в археологии.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Живая клетка — это сложный механизм, не способный продол­жать нормальную деятельность даже при малых повреждениях от­дельных его участков. Между тем и слабые излучения способны нанести клеткам существенные повреждения и вызвать опасные заболевания (лучевая болезнь). При большой интенсивности излучения живые организмы погибают. Причина: излу­чение ионизирует атомы и молекулы и это приводит к изменению их химической ак­тивности. Наиболее чувствительны к излучениям ядра клеток, осо­бенно клеток, которые быстро делятся. Поэтому в первую очередь излучения поражают костный мозг, из-за чего нарушается процесс образования крови. Далее наступает поражение клеток пищевари­тельного тракта и других органов.

Сильное влияние оказывает облучение на наследственность, по­ражая гены в хромосомах. В большинстве случаев это влияние яв­ляется неблагоприятным.

Облучение живых организмов может оказывать и определенную пользу. Быстроразмножающиеся клетки в злокачественных (раковых) опухолях более чувствительны к облучению, чем нормальные. На этом основано подавление раковой опухоли γ -лучами радиоактивных препаратов, которые для этой цели более эффективны, чем рент­геновские лучи.
Доза излучения. Воздействие излучений на живые организмы ха­рактеризуется дозой излучения. Поглощенной дозой излучения на­зывается отношение поглощенной энергии Е ионизирующего излу­чения к массе m облучаемого вещества:

D=E/m (13.6)

В СИ поглощенную дозу излучения выражают в грэях (Гр).

1 Гр - доза излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия иони­зирующего излучения 1 Дж: 1 Гр=1Дж/кг.

Естественный фон радиации (космические лучи, радиоактивность окружающей среды и человеческого тела) составляет за год дозу излучения около 2·10^-3 Гр на человека. Международная комиссия по радиационной защите установила для лиц, работающих с излу­чением, предельно допустимую за год дозу 0,05 Гр.

Лучевую болезнь вызывает доза 1-6 Гр.

Доза излучения 3-10 Гр, полученная за короткое время, смертельна.
Рентген (Р) - внесистемная единица экспозиционной дозы излучения.

Доза излучения равна одному рентгену (1 Р), если в 1 см³ сухого воздуха при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст. образуется столько ионов, что их суммарный заряд каждого знака в отдельности равен 3·10^-10 Кл. При этом получается примерно 2·10⁹ пар ионов. Число образующихся ионов связано с поглощаемой веществом энергией. В практической дозиметрии можно считать 1 Р приблизительно эквивалентным поглощенной дозе излучения 0,01 Гр.
Защита организмов от излучения.

1. 
   Удаление персонала от ис­точника излучения на достаточно большое расстояние.
   
2. 
   Преграды из поглощающих материалов.
   

После аварии на Чернобыльской АЭС Международным агентст­вом по атомной энергии (МАГАТЭ) по предложению нашей страны приняты рекомендации по дополнительным мерам безопасности энер­гетических реакторов. Эти дополнительные меры приведут к неко­торому повышению расходов на получение одного киловатт-часа элек­троэнергии. Установлены более строгие регламенты работ персонала АЭС.
Задачи

1. В результате последовательной серии радиоактивных распадов уран ²³⁵₉₂U

превращается в свинец ²⁰⁶₈₂Рb. Сколько а- и β -превращений он при этом испытывает?

2. Период полураспада радия Т=1600 лет. Через какое время число атомов уменьшится в 4 раза?

3. Во сколько раз уменьшится число атомов одного из изотопов радона за 1,91 суток? Период полураспада этого изотопа радона Т=3,82 суток.

4. Пользуясь периодической системой элементов Д. И. Менделеева, определите число протонов и число нейтронов в ядрах атомов фтора, брома, цезия и золота.