镭(radium)

一种天然放射性元素。元素符号Ra，原子序数88，相对原子质量226.0254，属元素周期表第7周期ⅡA族。

1899年居里夫妇(P.&M.Curie)从沥青铀矿渣中发现镭。由于新元素的放射性很强，遂以拉丁文radius(放射性)命名。

现已发现质量数从206至230的25种镭同位素。除²²³Ra、²²⁴Ra、²²⁶Ra和²²⁸Ra是天然放射性核素外，其余都是通过人工核反应合成的核素。重要镭同位素的核性质列于表1。²²⁶Ra是最重要的镭同位素，是铀镭放射性衰变系的成员，存在于铀矿石中。在达到放射性平衡的矿石中，²²⁶Ra和铀的质量比为3.4×10^-7：1。

镭为银白色金属，它的一些主要物理性质列于表2。镭原子的电子构型为[Rn]7s²，氧化态为+2。镭的化学性质活泼，与空气迅速反应生成氧化镭和氮化镭，与水反应生成氢氧化镭。新制得的镭盐为白色，放置后因辐照作用而变色，在镭盐的水溶液中，水分子受辐照分解生成氢和氧。含1g镭的水溶液，每天约产生13cm³气体。

镭的化学性质与钡相似，所有镭盐的晶体结构都与相应钡盐的晶体结构相同。硫酸镭、碳酸镭、铬酸镭和碘酸镭微溶于水，而氯化镭、溴化镭、硝酸镭和氢氧化镭却易溶于水。

从铀矿石中提取镭有两种工艺流程。一种是从铀矿石硫酸浸出后的尾渣中提取。提取的方法是用碳酸钠溶液将尾渣中的硫酸镭转化成碳酸镭，然后用稀盐酸溶解，经多次分级结晶提纯，得到高纯度的镭盐。1902年居里夫人用这种方法制得92mg氯化镭，并测定了镭的原子量。另一种是用硝酸浸出富铀矿，往浸出液中加入铅载体和硫酸根，使镭以硫酸镭形式与相应的铅、钡盐共沉淀。用乙二胺四乙酸碱性溶液溶解沉淀物，加酸选择沉淀除铅后，通过离子交换色层分离(见稀土元素色层分离)、蒸发结晶，得到纯度为95％以上的镭盐。这种镭盐在热室内用分级结晶法进一步提纯，制得纯度99.9％的氯化镭。后一种工艺流程是中国科研人员研究出来的。

在现代核工业兴起以前，镭曾是一种最重要的放射性物质，广泛应用于医疗、工业和科研等领域。它的主要用途有：(1)镭及其衰变产物发射的γ射线，能破坏人体恶性组织，可用镭针或镭管来治疗癌疾；(2)把镭盐与硫化锌等荧光物质混匀制得的发光粉，可用作钟表和仪表指针的永久性发光粉；(3)镭可用作无损探伤仪器的γ射线源，无损探伤可以检查出金属或其他固体材料内部的裂缝或缺陷，又不破坏被测样品。20世纪50年代以后，镭的这些用途已逐渐被人造元素所取代。镭现在仍然是一种重要的放射性标准物质，在科研和工、农业生产中，经常使用镭7标准源和镭一铍中子标准源。此外，²²⁶Ra是由(n，γ)核反应制取锕–227的原料。

镭的最高年产量约100g，到目前为止，全世界总共生产出4kg左右的镭。其中，85％用于医疗(镭针或镭管)，10％用于制造永久性发光粉。