Blog

Франций элементін қалай сақтайды: ғылымдағы күрделі үдеріс

March 21, 2025

35 2 minutes read

Химиялық элементтер әлемі — ғажайып әрі күрделі. Әрбір элементтің өзіне тән қасиеті, мінезі, тіпті «тәкәппарлығы» бар десек, артық айтқандық емес. Осындай ерекше сипатқа ие элементтердің бірі — франций. Бұл сирек, радиоактивті және тұрақсыз металл табиғатта өте аз кездеседі және оны сақтау — ғалымдар үшін шын мәнінде күрделі әрі қызықты міндет.

Франций дегеніміз не?

Франций — Менделеев кестесінің бірінші тобына жататын, сілтілік металдар тобының мүшесі. Ол 87-элемент ретінде белгілі және өте радиоактивті. Табиғатта тек изотоп түрінде кездеседі, яғни оның тұрақты нұсқасы жоқ. Францийдің ең ұзақ өмір сүретін изотопы — франций-223, оның жартылай ыдырау мерзімі небәрі 22 минут.

Міне, осы сипаттар оны зерттеу мен сақтауды қиындатады. Жоғары радиоактивтілігі мен қысқа өмір сүру уақыты оны тұрақсыз етеді. Бірақ соған қарамастан, ғалымдар оны зерттеп, сақтау жолдарын тапқан.

Неліктен францийді сақтау қиын?

Францийдің ең үлкен ерекшелігі — оның өте қысқа өмір сүру уақыты. Басқа радиоактивті элементтерге қарағанда, ол тез ыдырап кетеді. Сондықтан оны табу, сақтау және зерттеу уақытпен тығыз байланысты.

Сонымен қатар, франций жылу бөліп шығаратын альфа-бөлшектермен ыдырайды. Бұл өз кезегінде оны сақтау кезінде арнайы салқындату, радиациядан қорғайтын құрылғылар қолдануды талап етеді.

Сақтау үшін қандай орта қажет?

Францийді сақтау үшін ең алдымен ультра-таза және вакуумдалған орта қажет. Себебі ол ауамен, әсіресе ылғалмен оңай әрекеттесіп, бірден химиялық өзгерістерге ұшырайды. Сондай-ақ, сақтау процесінде келесі талаптар сақталуы тиіс:

Жоғары радиациядан қорғайтын экрандау: Франций ыдырағанда альфа-бөлшектер мен гамма-сәулелер шығарады. Бұлар зертханадағы адам денсаулығына қауіпті болғандықтан, қорғасынмен қапталған арнайы контейнерлер қолданылады.
Төмен температуралық орта: Францийдің тұрақсыздығы оны салқындатуды қажет етеді. Төмен температура элементтің қозғалысын баяулатып, ыдырау процесін аздап бәсеңдетеді.
Автоматты басқарылатын жүйелер: Радиоактивтілік әсерінен адаммен тікелей әрекеттесу мүмкін емес. Сондықтан роботталған манипуляторлар және қашықтан басқарылатын құралдар қолданылады.

Зертханаларда франций қалай жасалады?

Табиғи түрде франций өте сирек кездесетіндіктен, оны арнайы ядролық реакторларда немесе циклотрондарда жасанды жолмен алады. Бұл жерде ауыр элементтерге нейтрон немесе протон сәулесін жіберу арқылы франций изотоптары түзіледі. Бірақ алынған мөлшер нанограмм немесе пикограмм деңгейінде ғана болады.

Жасанды жолмен алынған франций бірден арнайы камераға орналастырылады. Мұнда жоғарыда айтылған барлық сақтау шарттары сақталады.

Франций не үшін қажет?

Көптеген радиоактивті элементтер сияқты, франций де ғылыми-зерттеу саласында қолданылады. Әсіресе:

Атом ядросын зерттеу
Бета және альфа ыдырау процестерін бақылау
Сілтілік металдардың қасиеттерін салыстыру

Францийдің коммерциялық немесе медициналық салада кең қолданысы жоқ, себебі оны сақтау да, тасымалдау да, өндіру де өте қиын әрі қымбат. Бірақ оның зертханалық маңызы зор.