Radium and E- Radium

RADIUM & E-RADIUM

इतिहास 

                         रेडियम क्लोराइड के रूप में 21 दिसंबर 1898 को मैरी क्यूरी और उनके पति पियरे क्यूरी ने रेडियम की खोज की थी , उन्होंने  uraninite (pitchblende) से रेडियम यौगिक निकाला।          क्यूरी दंपति ने जुलाई 1898 में पिचब्लेंडे से बिस्मुथ के समान तत्व को अलग किया, जो पोलोनियम बन गया। फिर उन्होंने एक रेडियोधर्मी मिश्रण को अलग किया जिसमें ज्यादातर दो घटक 

शामिल थे. पहला बेरियम के यौगिक, जो एक शानदार हरे रंग की लौ देते थे, और  दुसरा अज्ञात रेडियोधर्मी यौगिक जिसने कारमिन वर्णक्रमीय रेखाएं दीं जो की पहले कभी दस्तावेज नहीं किये गए थे । उन्होंने देखा कि जब रेडियोधर्मी खनिज से यूरेनियम अलग कर दिया जाता है तो बाकी बचे हिस्से में भी रेडियोधर्मी गुण होता है जिसे उन्होंने रेडियम नाम दिया और पांच दिनों बाद फ्रांसीसी एकेडमी ऑफ साइंसेज में खोज प्रकाशित की। रेडियम का नाम 1899 में आया

यह रेडियम की किरणों के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करने की शक्ति में था। जिससे "रे" ray शब्द लिया गया फिर इसे आधुनिक लैटिन में रेडियम कहा गया।  
 1911 में मैडम क्यूरी और आंद्रे  लुईस डेविएशन ने इलेक्ट्रोलिसिस (विद्युत अपघटन ) की प्रक्रिया द्वारा रेडियम को शुद्ध धातु के रूप में अलग किया।  

4 फरवरी 1936 को अमेरिका में पहली बार विश्व में रेडियम बनाया गया, इसे ही ई -रेडियम कहा गया. कृत्रिम रूप से तैयार किया जाने वाला यह पहला रेडियोधर्मी तत्व था।बेल्जियम में ओलेन संयंत्र में  Union Miniere Du Haut Katanga (UMHK) की सहायक कंपनी Biraco द्वारा 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में रेडियम धातु का पहला औद्योगिक रूप से उत्पादन किया गया था।

स्थिति 

रेडियम का प्रतीक Ra और परमाणु संख्या 88 होता है यह एक रासायनिक तत्व है जो की आवर्त सारणी के समूह 2 में छठा तत्व है, जिसे क्षारीय मृदा धातु भी कहा जाता है।

गुण 

शुद्ध रेडियम चांदी की तरह सफेद होता है, लेकिन यह रेडियम नाइट्राइड (Ra₃N₂) का एक काला परत सतह पर बना लेता है।  रेडियम  हवा के संपर्क में ऑक्सीजन की बजाय नाइट्रोजन के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है।
विशेषतः इसको रेडिओधर्मिता के लिए जाना जाता है।  

प्राप्ति 

प्रकृति में, रेडियम यूरेनियम में पाया जाता है और (थोड़ी सी सीमा तक) थोरियम अयस्क ट्रेसियम प्रति ग्राम के सातवें के रूप में छोटा सा होता है। 

संरचना 

रेडियम के 33 ज्ञात आइसोटोप हैं,जिनमें परमाणु द्रव्यमान 202 से 234 शामिल हैं उनमें से सभी रेडियोधर्मी हैं। इनमें से चार प्रमुख हैं :- Ra 223(अर्ध आयुकाल 11.4 दिन), Ra 224(अर्ध आयुकाल 3.64 दिन), Ra 226(अर्ध आयुकाल 1600 वर्ष), और Ra 228(अर्ध आयुकाल 5.75 वर्ष).
इनकी प्राप्ति मूल रूप से थोरियम -232(Th-232),यूरेनियम -235(U-235)और यूरेनियम-238 (U-238) की क्षरण श्रृंखलाओं में स्वाभाविक रूप से होती है। यूरेनियम-235 से Ra-223,यूरेनियम-238 से Ra-226 और अन्य दो थोरियम-232 से प्राप्त होते हैं । इनके साथ बहुत ही काम मात्रा में कृत्रिम Ra-225(अर्ध आयुकाल 15 दिन) पाए जाते हैं। ये रेडियम के पांच सबसे स्थिर आइसोटोप हैं। अन्य सभी ज्ञात रेडियम आइसोटोपों में अर्ध आयुकाल दो घंटे से कम रहता है, और अधिकांश में एक मिनट के भीतर अर्ध आयुकाल होते हैं। 
कम से कम 12 परमाणु आइसोमर की सूचना मिली है। उनमें से सबसे स्थिर रेडियम -205 है। जिसमें 130 और 230 मिलीसेकंड के बीच अर्ध आयुकाल है,जो अभी भी  सामान्य रेडियम आइसोटोप से छोटा है।

रेडियोधर्मिता के अध्ययन के प्रारंभिक इतिहास में,रेडियम के विभिन्न प्राकृतिक आइसोटोपों को अलग-अलग नाम दिए गए थे। इस योजना में Ra 223 को एक्टिनियम एक्स(AcX), Ra 224 को थोरियम एक्स(ThX), Ra 226 को रेडियम (Ra), और Ra 228 को मेसोथोरियम(MsTh₁)नाम दिया गया था। जब यह महसूस किया गया कि ये सभी एक ही तत्व के आइसोटोप हैं, तो इनमें से कई नाम उपयोग से बाहर हो गए हैं, और "रेडियम (Ra)" सभी आइसोटोपों को संदर्भित करने के लिए आया है, न कि केवल Ra-226 के लिए ।
Ra 226 रेडियम का सबसे स्थिर आइसोटोप है और यूरेनियम-238 की एक शताब्दी अर्ध आयुकाल के साथ (4 n + 2 समूह के) क्षय श्रृंखला में अंतिम आइसोटोप है। यह लगभग सभी प्राकृतिक रेडियम बनाता है। इससे प्रमुख उत्पाद महान रेडियोधर्मी गैस रेडॉन (Rn ) प्राप्त होता है,जो पर्यावरणीय रेडियम के खतरे के लिए ज़िम्मेदार है। रेडॉन (Rn ) आनुपातिक यूरेनियम-238 की समान राशि की तुलना में 2.7 मिलियन गुना अधिक रेडियोधर्मी है।

रेडियम धातु से लगातार अल्फा, बीटा, और गामा किरणें निकलते रहती है। Ra-238 ज्यादातर अल्फा कण उत्सर्जित करता है,लेकिन इसके क्षय श्रृंखला (यूरेनियम या रेडियम श्रृंखला) में अन्य उत्पाद अल्फा या बीटा कण उत्सर्जित करते हैं,और लगभग सभी कणों के साथ गामा किरणों का उत्सर्जन भी होता है।

2013 में यह पता चला था कि रेडियम -224 का नाभिक नाशपाती के आकार का है। यह असममित नाभिक की पहली खोज थी।

 

उपयोग 

 रेडियम का इस्तेमाल पहले घड़ियों, परमाणु पैनलों, विमान स्विच, घड़ियों के उपकरण, डायल के लिए चमकदार रंगों के रूप में किया जाता था। रेडियम का उपयोग करने वाली एक सामान्य स्व-चमकदार घड़ी में लगभग 1 माइक्रोग्राम रेडियम होता है।

20 वीं शताब्दी के पहले अक्सर घड़ियों और उपकरणों, जो सैन्य अनुप्रयोगों में रहते हैं, को रेडियोधर्मी चमकदार रंग से चित्रित किया जाता था ।
वर्तमान में, परमाणु चिकित्सा में इसके उपयोग के अलावा, रेडियम का कोई वाणिज्यिक अनुप्रयोग नहीं है।
पूर्व में, इसे रेडियोल्यूमिनिसेंट उपकरणों के लिए एक रेडियोधर्मी स्रोत के रूप में और इसकी अनुमानित शक्तियों के लिए रेडियोधर्मी क्वैरी में भी इस्तेमाल किया गया था। आज, ये पूर्व अनुप्रयोग अब प्रचलित नहीं हैं क्योंकि रेडियम की विषाक्तता ज्ञात हो गई है, और रेडियोल्यूमिनिसेंट उपकरणों के बजाय कम खतरनाक आइसोटोप का उपयोग किया जाता है।
जीवित जीवों के लिए रेडियम आवश्यक नहीं है, और प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभाव होने की संभावना है । 

वाणिज्य उपयोग

रेडियम  टूथपेस्ट, हेयर क्रीम, और यहां तक ​​कि खाद्य पदार्थों में एक योजक के रूप में उपयोग होता था। इस तरह के उत्पाद उस समय जल्द ही प्रचलित हो गए। 

रेडियम युक्त समृद्ध पानी की विशेषता वाले स्पा को कभी-कभी फायदेमंद माना जाता है, विशेषकर मिसासा, टोटोरी, जापान आदि देशों में । 
यू.एस. में, 1940 -1970 के दशक दौरान बच्चो में कान (मध्य कर्ण )की समस्याओं ,ट्रांसिल की समस्या को समाप्त करने के लिए बच्चों को नासल रेडियम विकिरण भी प्रशासित किया गया था। परन्तु कुछ समय बाद कई देशों में अधिकारियों को यह पता चला कि इसके उपयोग से उन्हें गंभीर प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभाव हो सकते हैं।

चिकित्सा उपयोग

रेडियम (आमतौर पर रेडियम क्लोराइड या रेडियम ब्रोमाइड के रूप में) का उपयोग दवा में  रेडॉन गैस का उत्पादन करने के लिए प्रयोग किया जाता था जो बदले में कैंसर उपचार के रूप में 

उपयोग किया जाता था। उदाहरण के लिए 1920 और 1930 के दशक में कनाडा में इन रेडॉन स्रोतों में से कई का उपयोग किया गया था। हालांकि, 1900 के दशक के शुरू में उपयोग किए जाने वाले कई उपचारों का उपयोग अब हानिकारक प्रभावों के कारण रेडियम ब्रोमाइड एक्सपोजर के कारण नहीं किया जाता है। इन प्रभावों के कुछ उदाहरण एनीमिया, कैंसर, और अनुवांशिक उत्परिवर्तन हैं। वर्तमान में  ⁶⁰Co (कोबाल्ट ) जैसे सुरक्षित गामा उत्सर्जक, जो कम महंगे हैं और बड़ी मात्रा में उपलब्ध हैं, आमतौर पर रेडियम के ऐतिहासिक उपयोग को प्रतिस्थापित करने के लिए प्रयोग किए जाते हैं।

1900 के दशक के प्रारंभ में, जीवविज्ञानियों ने उत्परिवर्तन प्रेरित करने और जेनेटिक्स का अध्ययन करने के लिए रेडियम का उपयोग किया। 1904 के आरंभ में, डैनियल मैकडौगल ने यह निर्धारित करने के प्रयास में रेडियम का उपयोग किया कि क्या यह अचानक बड़े उत्परिवर्तन को उत्तेजित कर सकता है और प्रमुख विकासवादी बदलावों का कारण बन सकता है। 

थॉमस हंट मॉर्गन ने रेडियम का इस्तेमाल परिवर्तनों को प्रेरित करने के लिए किया था जिसके परिणामस्वरूप सफ़ेद आँख वाले मक्खियां प्रभाव में आये  थे। 
नोबेल विजेता जीवविज्ञानी हरमन मुलर ने अधिक किफायती एक्स-रे प्रयोगों को जानने से पहले सफ़ेद आँख वाले मक्खिययों के उत्परिवर्तनों पर रेडियम के प्रभावों का संक्षेप में अध्ययन किया था। 

जॉन्स हॉपकिन्स अस्पताल के संस्थापक चिकित्सकों में से एक हॉवर्ड एटवुड केली कैंसर के इलाज के लिए रेडियम के चिकित्सा उपयोग करने वालो में से प्रमुख थे। 1904 में उनका पहला रोगी उनकी अपनी चाची थी, जो सर्जरी के तुरंत बाद मर गई । केली विभिन्न कैंसर और ट्यूमर के इलाज के लिए अत्यधिक मात्रा में रेडियम का उपयोग करने के लिए जाने जाते थे । नतीजतन, उनके कुछ रोगियों को रेडियम एक्सपोजर से मृत्यु हो गई। रेडियम अनुप्रयोग की उनकी पद्धति प्रभावित क्षेत्र के पास एक रेडियम कैप्सूल डालने वाली थी,  फिर सीधे ट्यूमर स्थान को सिलाई कर देते थे। गर्भाशय ग्रीवा के कैंसर के इलाज के लिए Henretta Lacks ने यही विधि का उपयोग किया था। वर्तमान में, इसके बजाय सुरक्षित और अधिक उपलब्ध रेडियोसोटोप का उपयोग किया जाता है।

आधुनिक अनुप्रयोग

             रेडियम के कुछ व्यावहारिक उपयोग इसके रेडियोधर्मी गुणों से प्राप्त किए गए हैं। कोबाल्ट -60 और सीसियम-177 जैसे हाल ही में खोजे गए रेडियोसोटोप, इन सीमित उपयोगों में रेडियम की जगह ले रहे हैं क्योंकि इनमें से कई आइसोटोप अधिक शक्तिशाली उत्सर्जक हैं, हैंडल करने के लिए सुरक्षित हैं, और अधिक केंद्रित रूप में उपलब्ध हैं।

आइसोटोप Ra-223 (व्यापार नाम Xofigo के तहत) 2013 में संयुक्त राज्य खाद्य एवं औषधि प्रशासन द्वारा हड्डी मेटास्टेसिस के कैंसर उपचार के रूप में दवा में उपयोग के लिए अनुमोदित किया गया था। Ra-225 का प्रयोग चिकित्सकीय विकिरण से संबंधित प्रयोगों में भी किया गया है, क्योंकि यह एकमात्र उचित रूप से लंबे समय तक रहने वाले रेडियम आइसोटोप है, जिसमें इसके उपजात के रूप में रेडॉन नहीं है।

रेडियम का उपयोग आज भी कुछ औद्योगिक रेडियोग्राफी उपकरणों में विकिरण स्रोत के रूप में किया जाता है ताकि एक्स-रे इमेजिंग के समान त्रुटिपूर्ण धातु भागों की जांच हो सके।

बेरेलियम के साथ मिश्रित होने पर, रेडियम न्यूट्रॉन स्रोत के रूप में कार्य करता है। लेकिन पोलोनियम जैसी अन्य सामग्री अब अधिक आम हैं। 

खतरे 

   1920  के दशक के मध्य में, संयुक्त राज्य अमेरिका रैडियम कॉर्पोरेशन के खिलाफ रेडियम गर्ल्स (डायल पेंटर्स जिन्होंने घड़ियों और घड़ियों के डायल पर रेडियम आधारित चमकदार पेंट चित्रित किया था) ने एक मुकदमा दायर किया था।जिसमे निर्देश दिया था कि वे अपने ब्रश को एक अच्छा बिंदु दें, जिससे रेडियम में प्रवेश हो।रेडियम के संपर्क में गंभीर स्वास्थ्य प्रभाव पड़ा, जिसमें घाव, एनीमिया और हड्डी का कैंसर शामिल था।ऐसा इसलिए है क्योंकि रेडियम शरीर के कैल्शियम से क्रिया कर लेता है।और हड्डियों में जमा मज्जा को कम कर देता है और हड्डी की कोशिकाओं को बदल देता है।

मुकदमे के परिणामस्वरूप, रेडियोधर्मिता के प्रतिकूल प्रभाव व्यापक रूप से ज्ञात हो गए, और रेडियम-डायल पेंटर्स को उचित सुरक्षा सावधानी बरतने और सुरक्षात्मक गियर के साथ प्रदान 

किया गया। 

1960 के दशक से रेडियम पेंट का उपयोग बंद कर दिया गया था।कई मामलों में प्रकाश द्वारा उत्साहित गैर रेडियोधर्मी फ्लोरोसेंट सामग्री के साथ चमकीले डायल लागू किए गए थे ,प्रकाश के संपर्क में आने के बाद अंधेरे में ऐसे उपकरण चमकते हैं, लेकिन चमकदार फीड जहां अंधेरे में लंबे समय तक चलने 
वाली आत्म-चमक की आवश्यकता थी, सुरक्षित रेडियोधर्मी प्रोमेथियम -147  (अर्ध आयुकाल 2.6 वर्ष) या ट्रिटियम (अर्ध आयुकाल 12 साल) पेंट का उपयोग किया गया था; दोनों आज इस्तेमाल किया जा रहा है। ट्रिटियम बहुत कम बीटा विकिरण (प्रोमेथियम द्वारा उत्सर्जित बीटा विकिरण से भी कम ऊर्जा) उत्सर्जित करता है . जो रेडियम के घुमावदार गामा विकिरण के बजाय त्वचा में प्रवेश नहीं कर सकता है, और इसे सुरक्षित माना जाता है।

रेडियम अत्यधिक रेडियोधर्मी है और इसकी तत्काल उपजात, रेडॉन गैस भी रेडियोधर्मी है। 
जब रेडियम को निगल लिया जाता है, तो 80%  रेडियम शरीर से मल के माध्यम से निकल जाता है, जबकि अन्य 20% रक्त प्रवाह में चला जाता है, जो ज्यादातर हड्डियों में जमा हो जाता है । रेडियम, आंतरिक या बाहरी रूप से कैंसर और अन्य विकारों का कारण बन सकता है, 

क्योंकि रेडियम और रेडॉन अल्फा और गामा किरणों को अपने विघटन पर उत्सर्जित करते हैं, जो कोशिकाओं को नष्ट करते और बदल देते हैं।

रेडियम के कुछ जैविक प्रभाव शुरुआत से स्पष्ट थे। तथाकथित "रेडियम-डार्माटाइटिस" का पहला मामला 1900 में तत्व की खोज के केवल 2 साल बाद हुआ था। फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी 

एंटोनी बेकेलेल ने 6 घंटे तक अपनी कमर की जेब में रेडियम का एक छोटा टुकड़ा लिया और बताया कि उनकी त्वचा में अल्सर हो गई है। पियरे और मैरी क्यूरी विकिरण से इतने

चिंतित थे कि उन्होंने इसके बारे में और जानने के लिए अपने स्वास्थ्य का त्याग किया। पियरे क्यूरी ने अपनी बांह को रेडियम से दस घंटे तक भरने वाली ट्यूब संलग्न की, जिसके 

परिणामस्वरूप त्वचा घाव की उपस्थिति हुई, जिससे कैंसर के ऊतक पर हमला करने के लिए रेडियम के उपयोग का सुझाव दिया गया क्योंकि यह स्वस्थ ऊतक पर हमला कर रहा था। 

मैरी क्यूरी की मौत ऐप्पलस्टिक एनीमिया के कारण हुई थी जिसके लिए रेडियम  के साथ उनके अत्याधिक संपर्क को जिम्मेदार ठहराया गया है। रेडियम का खतरा इसकी उपजात रेडॉन से आता है . रेडॉन एक गैस होने के कारण, शरीर को मूल रेडियम की तुलना में कहीं अधिक आसानी से संपर्क कर सकता है।

आज, Ra-226 को सबसे ज़्यादा जहरीला माना जाता है, और इसे महत्वपूर्ण एयरस्ट्रीम परिसंचरण के साथ तंग दस्ताने के बक्से में संभाल कर रखा जाता है , ऐसा इसलिए क्योंकि रेडॉन  Rn-222 से पर्यावरण को बचाने के लिए Ra-226 से इलाज किया जाता है। रेडियम युक्त  पुराने सोल्युशन ampoules को देखभाल के साथ खोला जाना चाहिए क्योंकि पानी की रेडियोलैटिक अपघटन हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैस का एक overpressure पैदा कर सकते हैं और दुर्घटना हो सकती है।