Ruten. Właściwości rutenu. Zastosowanie rutenu. Ruten - pierwiastek chemiczny: opis, historia i skład Tajemniczy i bogaty

Ruś oznacza po łacinie „Rosję”. Podobnie jak Rosja, ruten jest piękny, tajemniczy i niezwykle niewygodny dla człowieka. Po pierwsze, uzyskanie czystego rutenu stanowi problem, nie został jeszcze rozwiązany. Po drugie, ruten jest tak delikatny, że nie można go używać w czystej postaci. Po trzecie, ruten występujący w postaci różnych związków chemicznych jest często niebezpieczny. W tym wybuchowe!

Dlaczego nie Rosja?

Historia metalu

Większość wypowiedzi profesora K.K. Pomysły Klausa, zbyt odważne jak na swoje czasy, okazały się słuszne. Realizując jedno z nich, w 1844 roku Klaus otrzymał sześć gramów nieznanego nauce metalu, który później nazwano rutenem.

Luluminarze społeczności światowej zauważyli bliskość nowego metalu, częściowo z żelazem, częściowo z osmem. Pojawiła się – i od tamtej pory nie zanikła – silna opinia, że Ze wszystkich tak zwanych metali „szlachetnych” ruten jest najbardziej zasadowym...

Właściwości rutenu

Naukowcy rozumieją, że obecność różnicy we właściwościach wskazuje jedynie, że próbki są zanieczyszczone. Świadomość problemu jest częściowo zastanawiająca, ponieważ nie ma skutecznego sposobu na oczyszczenie rutenu z zanieczyszczeń; i częściowo jest to zachęcające, ponieważ teoretyczne właściwości substancji są godne pozazdroszczenia.

Tak czy inaczej, dziś nie można pozbyć się rutenu z wrodzonej kruchości jego odlewów. Próby obróbki mechanicznej (kucie, prasowanie, cięcie) kończą się zniszczeniem rutenowego przedmiotu obrabianego.

Tymczasem pracownicy produkcyjni są bardzo zainteresowani „podbijaniem” metalu: możliwości absorpcji gazów przez ruten są niezrównane. Jeśli pallad jest w stanie wchłonąć wodór w ilości 940 razy większej niż jego objętość, to w przypadku rutenu liczba ta jest prawie dwukrotnie większa! Ponadto zdolność absorpcyjna rutenu dotyczy nie tylko wodoru, ale także azotu i – w mniejszym stopniu – innych niemetali.

Czterotlenek rutenu RuO4 (podobnie jak drobno rozdrobniony rod) jest tak aktywny chemicznie, że może nawet wybuchnąć. To prawda, że ​​zarówno rodowe, jak i rutenowe materiały wybuchowe są dość drogie...

Cena i rozpowszechnienie

Ograniczony popyt powoduje jednak korekty cennika metali szlachetnych. Ruten jest najtańszym z nich. Jego wartość rynkowa na początku 2016 roku jest zaledwie 2,7 razy wyższa od ceny rutenu, który jest prawie 30 razy droższy – mimo że roczna produkcja rutenu rzadko przekracza 20 ton, a na rynek światowy trafia 2500 ton złota na rok.

Brak uczciwości w ustalaniu cen! Tak jak nie ma go na Rusi...

Gdzie trafia ruten?

Urządzenia do oczyszczania wody na statkach kosmicznych działają na katalizatorach rutenowych – to one są najskuteczniejsze. W metalurgii metali nieżelaznych ruten jest cennym dodatkiem stopowym. W stężeniach dziesiątych i setnych procenta metal szlachetny znacznie podnosi właściwości wytrzymałościowe wyrobów. Łopatki turbin silników odrzutowych, wysokotemperaturowe części rakiet i wyposażenie paliwowe samolotów zawierają ruten.

Niektóre technologie produkcji grafenu opierają się na wykorzystaniu zdolności rutenu do pochłaniania niemetali. Podłoże rutenowe okazuje się być niezawodną podstawą do uprawy węgla modyfikowanego.

Sproszkowana mieszanina dwutlenku rutenu i czterotlenku rutenu umożliwia kryminalistom identyfikację słabych odcisków palców. Żadne inne związki nie „wgryzają się” w cząsteczki tłuszczu z taką siłą!

Zastosowanie farby rutenowej jako... baterii słonecznej wydaje się bardzo obiecujące. W przyszłości człowiek będzie mógł wykorzystać energię słoneczną za pomocą konwertera noszonego w postaci puszki z farbą i dwóch przewodów - a taki system zapowiada się na grosze.

Problematyczny ruten

Aż jedna trzecia masy żużla w reaktorze to niebezpieczny radioruten. Niezwykle lepki metal jest niezwykle trudny do usunięcia. Ale w przypadku ochrony odpadów nuklearnych ruten jako pierwszy znajduje sposób na uniknięcie składowania! Migracja aktywnego rutenu zachodzi wszystkimi możliwymi sposobami.

Nie zawsze da się postawić niezawodną barierę na drodze zbyt „ruchomego” elementu i odkazić metal. Rośliny strączkowe, ulubione pożywienie ludzi i zwierząt, koncentrują w swoich korzeniach ruten glebowy.

Ruten jest pierwiastkiem bocznej podgrupy ósmej grupy piątego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, liczba atomowa 44. Oznaczony symbolem Ru (łac. Ruten).

Historia odkrycia tego pierwiastka rozpoczęła się w Rosji, kiedy w latach 20. XIX wieku na Uralu odkryto złoża platyny. Wiadomość o tym odkryciu szybko rozeszła się po całym świecie i wywołała wiele niepokoju i ekscytacji na rynku międzynarodowym. Wśród zagranicznych spekulantów krążyły pogłoski o potwornych bryłkach, o piasku platynowym, który górnicy platyny wydobywali bezpośrednio łopatami. Rzeczywiście złoża platyny okazały się bogate, a hrabia Kankrin, będący wówczas ministrem finansów Rosji, wydał rozkaz bicia monet platynowych. Zaczęto bić monety o nominałach 3,6 i 12 rubli. Wyemitowano 1 400 000 platynowych monet, wykorzystując ponad 20 ton rodzimej platyny.

W roku, w którym Kankrin nakazał bicie monet, profesor Uniwersytetu Juryjewa Ozanne, badając próbki platyny Ural, doszedł do wniosku, że platynie towarzyszyły trzy nowe metale. Ozanne nazwał jeden z nich półbiegunem, drugi wielomianem, a trzeci na cześć nazwy łacińskiej. Rosja - Ruś nadała nazwę - ruten. Chemicy z niedowierzaniem przyjęli „odkrycie” Ozanne’a. Szczególnie protestował szwedzki chemik Berzelius, którego władza była wówczas prawdziwie globalna. Spór, jaki powstał pomiędzy Ozanne’em a Berzeliusem, rozstrzygnął K. K. Klaus, profesor chemii na Uniwersytecie Kazańskim. Otrzymawszy do swojej dyspozycji niewielką ilość pozostałości z bicia monet platynowych, Klaus odkrył w nich nowy metal, dla którego zachował zaproponowaną przez Ozanne’a nazwę ruten. 13 września 1844 roku Klaus sporządził w Akademii Nauk raport na temat nowego pierwiastka i jego właściwości. W 1845 roku w osobnej książce ukazał się raport Klausa zatytułowany „Badania chemiczne pozostałości Uralu Platyny i Rutenu Metalu”. „...Mała ilość zbadanego materiału – nie więcej niż sześć gramów całkowicie czystego metalu – nie pozwoliła mi na kontynuowanie badań” – napisał Klaus w swojej książce. Jednak uzyskane dane na temat właściwości nowego metalu pozwoliły Klausowi stanowczo zadeklarować odkrycie nowego pierwiastka chemicznego.

Chcąc zaznajomić zagranicznych naukowców z odkryciem nowego pierwiastka, Klaus wysłał do Berzeliusa próbkę metalu. Odpowiedź Berzeliusa była co najmniej dziwna. Mając w rękach nowy pierwiastek ze szczegółowym opisem jego właściwości, nie zgodził się z opinią Klausa. Berzelius stwierdził, że metal otrzymany od Klausa to „próbka zanieczyszczonego irydu”, pierwiastka od dawna znanego. Berzelius był później zmuszony przyznać się do błędu.

Separacja metali platynowych i otrzymanie ich w czystej postaci (rafinacja) jest zadaniem bardzo trudnym, wymagającym dużego nakładu pracy, czasu, drogich odczynników, a także wysokich umiejętności. Platynę rodzimą, „złom” platyny i inne materiały poddaje się najpierw obróbce „wódką regia” w niskiej temperaturze. W tym przypadku platyna i pallad są całkowicie przenoszone do roztworu w postaci H2 i H2, miedzi, żelaza i niklu - w postaci chlorków CuCl2, FeCl3, NiCl2. Rod i iryd są częściowo rozpuszczone w postaci H3 i H2. Pozostałość, nierozpuszczalna w wodzie królewskiej, składa się ze związku osmu z irydem oraz towarzyszących mu minerałów (kwarc SiO2, ruda chromowo-żelazowa FeCr2O4, magnetyczna ruda żelaza Fe3O4 itp.). Po przefiltrowaniu roztworu wytrąca się z niego platyna z chlorkiem amonu. Aby jednak osad heksachloroplatynianu amonu nie zawierał irydu, który tworzy także trudno rozpuszczalny heksachloroirydyt amonu (IV) (NH4)2, konieczna jest redukcja Ir (IV) do Ir (III). Odbywa się to poprzez dodanie np. cukru trzcinowego C12H22O14 (metoda I.I. Czerniajewa). Heksachloroirydyn(III) amonu jest rozpuszczalny w wodzie, a chlorek amonu nie wytrąca się. Osad heksachloroplatynianu amonu odsącza się, przemywa, suszy i kalcynuje. Powstałą gąbkę platynową prasuje się, a następnie stapia w płomieniu tlenowo-wodorowym lub w piecu elektrycznym o wysokiej częstotliwości. Pallad, rod i iryd ekstrahuje się z filtra z heksachloroplatynianem amonu; stopy irydu obejmują iryd, osm i ruten. Wymagane do tego operacje chemiczne są bardzo złożone. Obecnie głównym źródłem metali platynowych są rudy siarczkowe miedzi i niklu. W wyniku ich złożonej obróbki wytapiane są tzw. „szorstkie” metale – zanieczyszczony nikiel i miedź. Podczas rafinacji elektrolitycznej metale szlachetne gromadzą się w postaci szlamu anodowego, który kierowany jest do rafinacji.

Istotnym źródłem rutenu do jego ekstrakcji jest jego izolacja z fragmentów rozszczepienia materiałów jądrowych (pluton, uran, tor), gdzie jego zawartość w wypalonych prętach paliwowych sięga 250 gramów na tonę „spalonego” paliwa jądrowego.

Pod względem ogniotrwałości (temperatura topnienia 2250 ° C) ruten ustępuje tylko kilku pierwiastkom - renowi, osmowi i wolframowi.

Najcenniejsze właściwości rutenu to ogniotrwałość, twardość, odporność chemiczna i zdolność przyspieszania niektórych reakcji chemicznych. Najbardziej typowymi związkami są te o wartościowościach 3+, 4+ i 8+. Ma tendencję do tworzenia złożonych związków. Stosowany jest jako katalizator, w stopach z platyną, jako materiał na ostre końcówki, na styki, elektrody oraz w biżuterii.

Ruten i osm są kruche i bardzo twarde. Pod wpływem tlenu i silnych utleniaczy tworzą tlenki RuO4 i OsO4. Są to topliwe żółte kryształy. Opary obu związków mają silny, nieprzyjemny zapach i są bardzo trujące. Obydwa związki łatwo oddają tlen, ulegając redukcji do RuO2 i OsO2 lub do metali. Z zasadami RuO4 daje sole (rutenaty): 2Ru04 + 4KOH = 2K2RuO4 + 2H2O + O2

• Niewielki dodatek rutenu (0,1%) zwiększa odporność tytanu na korozję.
• Dodawany do platyny, służy do wykonywania niezwykle odpornych na zużycie styków elektrycznych.
• Katalizator wielu reakcji chemicznych. Ruten zajmuje bardzo ważne miejsce jako katalizator w systemach oczyszczania wody stacji orbitalnych.

Zdolność rutenu do katalitycznego wiązania azotu atmosferycznego w temperaturze pokojowej jest również wyjątkowa.

Ruten i jego stopy są stosowane jako żaroodporne materiały konstrukcyjne w inżynierii lotniczej i do 1500 ° C mają lepszą wytrzymałość niż najlepsze stopy molibdenu i wolframu (mają również tę zaletę, że charakteryzują się wysoką odpornością na utlenianie).

W ostatnich latach szeroko badano tlenek rutenu jako materiał do produkcji superkondensatorów do wytwarzania energii elektrycznej o właściwej pojemności elektrycznej przekraczającej 700 faradów/gram.

Zastosowanie rutenu do uprawy grafenu

Naukowcy z Brookhaven National Laboratory (USA) wykazali, że podczas epitaksjalnego wzrostu grafenu na powierzchni Ru(0001) tworzą się makroskopowe obszary grafenu. W tym przypadku wzrost następuje warstwa po warstwie i choć pierwsza warstwa jest silnie połączona z podłożem, to druga praktycznie z nim nie oddziałuje i zachowuje wszystkie unikalne właściwości grafenu.

Synteza opiera się na fakcie, że rozpuszczalność węgla w rucie jest silnie zależna od temperatury. W temperaturze 1150°C ruten nasyca się węglem, a gdy temperatura spada do 825°C, węgiel wydostaje się na powierzchnię, w wyniku czego tworzą się wyspy grafenowe o wielkości przekraczającej 100 mikronów. Wyspy rosną i łączą się, po czym rozpoczyna się wzrost drugiej warstwy.

Myślę, że słyszeliście ważną historię o odkryciu radioaktywnego pierwiastka rutenu-106 w Europie pod koniec września. Szereg źródeł, w tym niemieckich (Niemcy jako jedne z pierwszych ogłosiły obecność radioizotopu w powietrzu), podaje, że źródłem rutenu-106 był południowy Ural. Jest to wersja całkowicie prawdopodobna, ponieważ to właśnie w tych miejscach nadal działa specjalne przedsiębiorstwo Mayak, gdzie w 1957 r. Miał miejsce wypadek nuklearny - jeden z największych w historii ludzkości.

Zatem w dzisiejszym poście dowiemy się, czym jest ruten-106, przypomnimy sobie wypadek w Mayak w 1957 roku i zastanowimy się, co mogło się tam wydarzyć tej jesieni. Przejdź do cięcia, to interesujące)

Co to jest ruten-106.

Najpierw trochę o rutenie, którego izotop (ruten-106) odkryto w powietrzu.

Ruten jest pierwiastkiem ósmej grupy piątego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych, liczba atomowa - 44. Został odkryty przez profesora Uniwersytetu Kazańskiego Karla Klausa w 1844 r., który w tym samym roku opublikował obszerny artykuł na temat nowego pierwiastka pt. „Badania chemiczne pozostałości rudy platyny i rutenu metalicznego na Uralu”. Klaus wyizolował ruten z rudy platyny Uralu w czystej postaci i nazwał ten pierwiastek na cześć Rosji (łac. Ruś).

Radioaktywne izotopy rutenu nie występują w przyrodzie, ale powstają w wyniku rozszczepienia jąder uranu i plutonu wszędzie tam, gdzie zachodzi reakcja łańcuchowa - w reaktorach elektrowni jądrowych, łodziach podwodnych, a także podczas wybuchu bomb atomowych. Większość radioizotopów rutenu jest krótkotrwała, ale dwa z nich - ruten-103 i faktycznie ruten-106 - mają dość długi okres półtrwania - odpowiednio 40 dni i 1 rok.

Specjalny zakład „Majak” i zamknięte miasto Ozyorsk.

Władze niemieckie, które jako jedne z pierwszych wykryły w powietrzu ruten-106, jako prawdopodobne miejsce uwolnienia radioizotopu wskazały południowy Ural. Jeśli spojrzysz na mapę, to u podnóża Uralu zobaczysz zamknięte miasto Ozyorsk, które kiedyś nazywało się Czelabińsk-65. W Ozyorsku znajduje się specjalny zakład „Majak”, gdzie we wrześniu 1957 r. doszło do strasznego wypadku na dużą skalę, o którym szczegółowo mówiłem tutaj, w tym poście.

Jedna z takich „puszek” eksplodowała w 1957 r., niszcząc betonowe perekt magazynu – w wyniku czego cała zawartość znalazła się na zewnątrz magazynu, na krawędzi pęknięcia płyty, tło radioaktywne osiągnęło 1000 r/h . Wiatr przeniósł skażenie na północny wschód, powodując powstanie śladu radioaktywnego na Uralu Wschodnim, który później stał się strefą wykluczenia.

Co może się wydarzyć « Latarnia morska » ?

Zwolennicy wersji, że przyczyną wycieku promieniowania była instalacja Mayak, podają następującą chronologię wydarzeń. 19 września do Majaku przewieziono napromieniowane paliwo jądrowe z reaktora WWER-1000 w elektrowni jądrowej Bałakowo. Zdjęcia z tego wydarzenia pojawiły się później w grupie „Jesteśmy z Mayaka” w sieci społecznościowej VKontakte:

22 września wypalone paliwo jądrowe w kontenerze TUK-131O zostało dostarczone bezpośrednio do zakładów radiochemicznych Mayak, gdzie rozpoczęły się testy nowego sprzętu technologicznego. Testy zakończono w okolicach 1-2 października, o czym w tej samej grupie ukazał się osobny post:

Następnie rankiem 25 września (tj. w czasie, gdy najprawdopodobniej trwały testy nowego sprzętu) na terenach miejskich Ozerska zaczęły pojawiać się wiadomościże w dniach 25 i 26 września miasto przeprowadzi planową kontrolę syren i transmisji komunikatów głosowych w przemysłowej sieci radiowej. Na stronie internetowej „Ozersk.ru” opublikowano następujące instrukcje działania:

Alarm „Uwaga wszyscy”. Po ich wysłuchaniu musisz:

1. Natychmiast włącz telewizor, radio, głośnik audycji radiowej.
2. Wysłuchaj uważnie komunikatu alarmowego dotyczącego aktualnej sytuacji i procedury.
3. Trzymaj wszystkie te narzędzia stale włączone przez cały okres reagowania kryzysowego, katastrofy lub klęski żywiołowe.

Co mogło się ostatnio wydarzyć w Mayaku? Podczas testowania nowego sprzętu i pracy z nim może dojść do wycieku materiału radiowego - i może to być albo zwykłe rozprężenie, albo coś w rodzaju eksplozji, tj. zupełnie nienormalna sytuacja. Władze Ozyorska kategorycznie zaprzeczają, jakoby cokolwiek wydarzyło się pod Majakiem, mimo to władze obwodu czelabińskiego zdecydowały się przeprowadzić twoje śledztwo co wydarzyło się na południowym Uralu.

Tak to idzie.

Napisz w komentarzach co o tym myślisz.

Ruten (na podstawie zawartości rud platyny) jest najrzadszym metalem platynowym. Odkrył go kazański profesor Klaus, który w 1844 roku w pozostałościach rudy platyny Uralu znalazł nowy pierwiastek, który nazwał rutenem (od późnej Rusi Łacińskiej – Rosja). Klaus uzyskał ruten w czystej postaci, zbadał jego właściwości chemiczne, określił masę atomową i wskazał podobieństwa pomiędzy triadami ruten – rod – pallad i osm – iryd – platyna.
Ruten jest satelitą platyny. Zawarta jest głównie w osmirydzie – pozostałości po oddzieleniu rud platyny wodą królewską. Bardzo rzadko występuje w postaci niezależnego minerału - laurytu, siarczku rutenu RuS 2 zawierającego osm.

Paragon:

Pozostałości z rafinacji platyny lub elektrorafinacji miedzi przekształcają się w (NH 4) 2, który kalcynuje się do RuO 2, który jest redukowany wodorem.
W stanie koloidalnym ruten można otrzymać poprzez redukcję jego soli hydrazyną w obecności gumy arabskiej lub akroleiny.
Obecnie źródłem rutenu może być także wypalone paliwo z elektrowni jądrowych, gdyż jest to jeden z produktów rozszczepienia materiałów jądrowych (pluton, uran, tor).

Właściwości fizyczne:

Ruten, w zależności od sposobu jego przygotowania, jest matowym szarym lub srebrzystobiałym błyszczącym metalem o wyjątkowo dużej twardości; Ponadto jest na tyle kruchy, że można go łatwo zmielić na proszek. Jest bardzo ogniotrwały i topi się w znacznie wyższej temperaturze niż platyna. W łuku elektrycznym podczas topienia Ru jednocześnie odparowuje. Do fazy gazowej przechodzi również po silnej kalcynacji w powietrzu, ale w tym przypadku to nie metal leci, ale czterotlenek, który jest stabilny w bardzo wysokich temperaturach.

Właściwości chemiczne:

W przypadku braku tlenu atmosferycznego żaden kwas, nawet woda królewska, nie wpływa na ruten. Jednakże kwas solny zawierający powietrze powoli rozpuszcza go w zwykłych temperaturach, a w temperaturze 125° (w szczelnie zamkniętej rurze) nawet dość szybko. Po podgrzaniu na powietrzu ruten staje się czarny w wyniku utleniania powierzchniowego. Fluor działa na sproszkowany ruten już poniżej temperatury czerwonego ciepła, a chlor - przy czerwonej temperaturze. Sproszkowany ruten reaguje z siarką tylko w specjalnych warunkach. Z fosforem tworzy związek RuP 2 i RuP oraz Ru 2 P; z arsenem, podobnie jak platyna, ruten daje diarsenek RuAs 2. Silnie działają zasady w obecności tlenu lub substancji łatwo oddających tlen, np. mieszanin KOH z KNO 3 lub K 2 CO 3 z KCIO 3, a także nadtlenków, np. Na 2 O 2 lub BaO 2 ruten w wysokich temperaturach, tworząc nim ruthenates(VI) M 1 2 RuO 4 . Tc 2 O 7.

Ważne połączenia:

Dwutlenek rutenu RuO 2 otrzymuje się w postaci niebiesko-czarnego proszku poprzez ogrzewanie sproszkowanego rutenu, chlorku lub siarczku w strumieniu tlenu. W niskich temperaturach RuO 2 ulega redukcji przez wodór; w bardzo wysokich temperaturach RuO 2 zaczyna rozkładać się na ruten i tlen.
Czterotlenek rutenu RuO 4 otrzymuje się przez przepuszczenie chloru przez roztwór rutenianów metali alkalicznych lub przez dodanie nadmiaru zasady do roztworów soli rutenu; tworzy żółte igły, które w temperaturze 25° topią się i tworzą pomarańczową ciecz. Po podgrzaniu do około 108° RuO 4 rozkłada się na RuO 2 i O 2 z silną eksplozją. Czterotlenek rutenu reaguje niezwykle energicznie z substancjami organicznymi, a jego reakcja z alkoholem zachodzi wybuchowo.
Pentakarbonyl rutenu Ru(CO) 5 jest lotną cieczą, łatwopalną w powietrzu. Stosowany do nakładania powłok Ru na szkło, ceramikę i metale.
Złożone związki rutenu bardzo liczne. W szczególności może tworzyć w nich wiązanie nawet z tak nietypowym ligandem jak azot cząsteczkowy, tworząc np. związek Cl2.

Aplikacja:

Produkcja katalizatorów, powłok dekoracyjnych i ochronnych, stopów. Niewielkie dodatki rutenu na ogół zwiększają odporność na korozję, wytrzymałość i twardość stopu, co jest cenne przy produkcji odpornych na zużycie styków elektrycznych.
Roczną produkcję rutenu w 2009 roku oszacowano na około 18 ton.

G. Elfimova

Zobacz też:
Fedorenko N.V. K.K. Klaus: odkrycie rutenu. Chemia w szkole, 1977, nr 4
Shulchus A. Kilka historii o odkryciu rutenu Chemia w szkole, 2010, nr 9, s. 79

Temat rutenu jest poruszany w mediach już od kilku dni. Nie będę tego powtarzał – myślę, że wiesz.

Zatem co to jest, czy tak się stało, a jeśli tak, to dlaczego jest niebezpieczne?

Co to jest ruten i gdzie jest stosowany?

Ruten jest metalem platynowym. Obecnie znanych jest siedem stabilnych i 27 radioaktywnych izotopów rutenu.

Ruten stosuje się w stopach w celu zwiększenia odporności na zużycie - na przykład w tytanie udział rutenu wynosi 0,1%, a przy produkcji styków elektrycznych ruten jest stopowany z platyną. Stopy rutenu są wyjątkowo odporne na wysokie temperatury, dlatego wykorzystuje się je w inżynierii lotniczej jako materiały konstrukcyjne. Związki rutenu stosuje się w biżuterii, elektronice - w szczególności w rezystorach cienkowarstwowych (stanowi to 50% wszystkich zastosowań rutenu), a także w panelach słonecznych. Ponadto metal ten jest ważnym katalizatorem reakcji chemicznych: służy np. do oczyszczania wody na stacjach orbitalnych.

Jak odkryto ruten?

W rzeczywistości pierwiastek ten został odkryty trzykrotnie. Ale oficjalnie odkrycie należy do profesora Uniwersytetu Kazańskiego Karla Klausa. W 1844 r. Naukowiec zbadał pozostałości uzyskane po wydobyciu platyny i metali platynowych z rudy. Klaus połączył te pozostałości saletrą. Część powstałego stopu, która nie rozpuszczała się w wodzie, poddał działaniu wody królewskiej, mieszaniny kwasu azotowego i solnego rozpuszczającej metale, a resztę destylował do sucha. Z powstałej substancji chemik wyodrębnił wodorotlenek żelaza w postaci osadu i rozpuścił go w kwasie solnym. Ciemnofioletowo-czerwony kolor roztworu skłonił go do przypuszczenia, że ​​w środku znajduje się nieznany pierwiastek. Klausowi udało się wyizolować ten pierwiastek – jednak nie w czystej postaci, ale w połączeniu z siarką.

Nowy pierwiastek otrzymał nazwę na cześć Rosji – ruten (od łacińskiego Ruś). Początkowo pomysł na nazwę należał do innego naukowca, niemieckiego chemika Gottfrieda Ozanne’a – nadał tę nazwę jednemu z trzech metali platynowych, który również uzyskał podczas analizy rudy platyny Ural w 1928 roku. Odkrycie Ozanne’a nie zostało jednak potwierdzone w trakcie testu. Klaus jednak uważał, że Ozanne zdobył ruten i wspomniał o tym. Istnieje również wersja, że ​​pierwiastek został odkryty trzydzieści lat wcześniej przez polskiego profesora Andrzeja Śniadeckiego – zaproponował nazwanie metalowej westii na cześć odkrytej w 1807 roku planetoidy Westa.

Co wiadomo o rutenie-106?

Jest to izotop radioaktywny, którego okres półtrwania wynosi nieco ponad rok — ze wszystkich niestabilnych izotopów rutenu jest najdłużej żyjącym. Nie ma go w przyrodzie: pojawia się podczas rozszczepienia uranu i plutonu w reaktorach jądrowych - w rzeczywistości jest produktem ubocznym unieszkodliwiania wypalonego paliwa jądrowego (SNF). aktywność 106Ru sięga 2,01 Bq na tonę SNF – jest to dość duża liczba.

Głównym problemem rutenu-106 jest to, że podczas ponownego przetwarzania paliwa jądrowego tworzy stabilne związki, które zakłócają wytwarzanie nowych produktów. Chemicy muszą usuwać ruten z komponentów na każdym etapie procesu przekształcania wypalonego paliwa jądrowego w nowe paliwo.

Ruten-106 jest stosowany w radioterapii złośliwych nowotworów oka. Można go także zastosować w radioizotopowych generatorach termoelektrycznych, które wykorzystywane są w szczególności do zasilania statków kosmicznych oddalonych od Słońca. Jednak w praktyce do tych celów stosuje się pluton-238, ale nie stosuje się izotopów rutenu.

Czy ruten-106 jest niebezpieczny dla zdrowia?

Ruten-106, jak każde inne źródło promieniowania jonizującego, ma wpływ na organizm. Zaliczany jest do grupy B – drugiej pod względem radiotoksyczności. Do grupy A zaliczają się szczególnie niebezpieczne radionuklidy: polon-210, rad-226, pluton-238 i inne emitery alfa. Przed strumieniem cząstek alfa łatwo jest zabezpieczyć się kartką papieru, ponieważ mają one słabą zdolność przenikania, ale jeśli dostaną się do organizmu, powodują chorobę popromienną.

Ruten-106 jest emiterem beta – mówiąc najprościej, emituje strumień elektronów. Rozpad beta najpierw wytwarza rod-106, który natychmiast rozpada się do stabilnego palladu-106. W obu etapach emitowane są elektrony oraz niewielka część promieniowania gamma. Jeśli cząstka beta dostanie się do organizmu, powoduje 20 razy mniej szkód niż cząstka alfa - ale jej siła penetracji jest większa.

Po co to całe zamieszanie wokół rutenu?

12 października Roshydromet opublikował biuletyn na temat sytuacji radiacyjnej w Rosji za wrzesień 2017 r., w którym wskazano przypadki zwiększonej aktywności beta w powietrzu i podczas opadów. W szczególności mówiono o zwiększonej aktywności rutenu-106 - na przykład w dzielnicy Dema w Ufie w dniach 26–27 września wystąpił „deszcz rutenu”. Już wcześniej, we wrześniu, europejskie stacje monitorujące odnotowały nadmiar rutenu-106 w powietrzu. Niemiecki Federalny Urząd ds. Ochrony Przed Promieniowaniem oraz Federalne Ministerstwo Środowiska, Ochrony Przyrody i Bezpieczeństwa Reaktorów zasugerowały, że źródło rutenu znajduje się na południowym Uralu.

Czy jest to naprawdę niebezpieczne?

Diabeł nie jest taki straszny, jak go malują. Aktywność rutenu-106 jest o kilka rzędów wielkości niższa od maksymalnej dopuszczalnej normy i nie powoduje szkody dla zdrowia – co początkowo podkreślał w swoim oświadczeniu Roshydromet.

„Oznaczenie rutenu w atmosferze jest bardzo trudne, zwłaszcza w tak niskich stężeniach” – mówi pracownik Katedry Radiochemii Uniwersytetu Państwowego w Petersburgu.

Przykładowo dla Argayash biuletyn zawiera dane na temat 7,72 x 10 -5 Bq/m3, natomiast dopuszczalna wartość aktywności rutenu-106 według współczesnych norm wynosi 4,4 Bq/m3. Pojawienie się w raporcie danych dotyczących nadmiaru rutenu-106 w próbkach w stosunku do poprzedniego okresu „setki” Roshydromet wyjaśnił faktem, że ten radionuklid był całkowicie nieobecny w poprzednich próbkach. Jak wyjaśnia Boris Martsinkevich, redaktor naczelny portalu Geoenergetics.ru, fakt, że stacje monitoringu radiologicznego były w stanie wykryć tak niskie stężenia 106Ru, można uznać za „testy, które w przekonujący sposób wykazały, że stacje działają na dobrym poziomie technicznym” .” Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA) dokonała przeglądu dostarczonych danych i zaprzeczył oskarżeniom wobec Rosji.

Ponadto istnieje wiele naturalnych emiterów alfa, beta i gamma.

„Jeśli udasz się na nasyp w Petersburgu, promieniowanie tła będzie tam wyższe niż w naszym laboratorium” – mówi pracownik Katedry Radiochemii Uniwersytetu Państwowego w Petersburgu. „Ponieważ granit naturalnie ma wysokie promieniowanie tła.”

Dlaczego aktywność rutenu-106 nagle wzrosła?

Dokładnie nieznane. Jak podał Rosatom, w rosyjskich przedsiębiorstwach nie doszło do dużych uwolnień substancji radioaktywnych. Z kolei stowarzyszenie produkcyjne Mayak kategorycznie zaprzecza udziałowi w możliwym zanieczyszczeniu powietrza izotopem rutenu-106. Do znacznego skażenia atmosfery rutenem może dojść w przypadku przerwania uszczelnienia płaszcza elementu paliwowego w reaktorze, a także zniszczenia źródeł promieniowania jonizującego opartego na tym izotopie. PA Mayak twierdzi, że od wielu lat w przedsiębiorstwie nie prowadzi się separacji izotopu z wypalonego paliwa jądrowego, a także produkcji z niego źródeł promieniowania. Co więcej, w przypadku pierwszej opcji zwykle następuje uwolnienie innych izotopów „fragmentacyjnych”, co z pewnością wpłynie na wskaźniki tych pierwiastków.

Mówią, że ruten przybył z kosmosu - czy to prawda?

Interfax opublikował wersję, według której podczas zniszczenia satelity mogło nastąpić uwolnienie rutenu-106. Jednak Aleksander Żeleznyakow, pracownik naukowy Rosyjskiej Akademii Kosmonautyki Ciołkowskiego, twierdzi, że ruten-106 nie jest stosowany w satelitarnych generatorach prądu – a gdyby takie urządzenie zostało usunięte z orbity, jego trajektoria byłaby dokładnie monitorowana. Dlatego ta wersja jest na granicy fantazji.

Skąd więc mógłby pochodzić?

Założenie kierownika Katedry Radiochemii Wydziału Chemii Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego Łomonosowa, członka korespondenta Rosyjskiej Akademii Nauk Stepana Kałmykowa, wydaje się prawdopodobne. Uważa on, że wysokiej czystości roztwór radionuklidu mógł przedostać się do atmosfery z placówki medycznej lub przedsiębiorstwa, w którym pracuje się lub produkuje radiofarmaceutyki. Mogło to nastąpić na etapie procesu technicznego, w którym ruten zamienia się w aerozol – ze względu na swoją lotność może przedostać się do atmosfery. Choć inni eksperci twierdzą, że nie wygląda to na wyciek rutenu przeznaczonego do celów medycznych (wykorzystuje się go w radioterapii): chmura jest zbyt duża. Ale wypadek z udziałem paliwa jądrowego lub jego odpadów jest praktycznie wykluczony – mówi ekspert.

Natomiast wicegubernator obwodu czelabińskiego Oleg Klimow poinformował, że „25 września, jeszcze przed doniesieniami o rutenie w Europie, w punktach kontrolnych na południowym Uralu zarejestrowano stężenia rutenu. Ich wielkość jest 20 tysięcy razy mniejsza niż dopuszczalna dawka roczna. Kontrola wykazała, że ​​jest to czysty ruten, który przybył do nas z innego miejsca” – zauważył Oleg Klimow. „Sytuacja jest sztucznie napięta i nie ma podstaw”.

Może przestraszeni Europejczycy powinni poszukać źródła w innym kraju? Okazuje się jednak, że w Starym Świecie przedsiębiorstwa mające cokolwiek wspólnego z pracą z substancjami radioaktywnymi są ściśle sklasyfikowane. Wiemy wszystko, a ofiarą tej przezroczystości padli rosyjscy meteorolodzy, którzy stwierdzili, że tak, zawartość izotopów rutenu w dwóch punktach skupu setki razy przekroczyła tło z poprzedniego miesiąca. Jeśli chodzi o substancje radioaktywne, dla amatorów wszystko to wygląda przerażająco. A specjalista, patrząc na liczby, rozumie, że zarówno w Rosji, jak i w Europie stężenie rutenu-106 było tysiące razy niższe niż jakikolwiek niebezpieczny poziom. Aby nie straszyć ludzi w przyszłości, postanowiliśmy odtąd uwzględniać w tabelach sprawozdawczych porównania z tymi samymi maksymalnymi stężeniami.

Jest mało prawdopodobne, że sprawa rutenu sierocego zostanie rozwiązana. Promieniowanie jest tu tylko tłem dla szumu. Przecież w lutym nad Europą przeszła chmura izotopu jodu, znacznie groźniejszego od rutenu, ale czy ktoś o tym słyszał?
Źródło

0

Podążaj za nami