.jpg?s3=1)
Roku 1896 objevil francouzský fyzik Henry Becquerel nový druh záření, který můžeme sami zjistiti tímto pokusem: Položme klíč na citlivou stranu fotografické desky, zabalené do černého papíru! Na něj postavme kulatou papírovou krabici, na jejímž dně je rozprostřen prášek nerostu smolince a ponechme vše v klidu několik hodin! Vyvoláme-li tuto desku, objeví se na ní obrázek klíče. Nabitý elektroskop, který stojí poblíž na témže stole, ztratí elektřinu. Jak si vysvětlíme tyto jevy? Ze smolince vycházejí paprsky, které pronikají dnem krabice, černým obalem a působí na citlivou stranu fotografické desky jako paprsky denního světla. Zároveň částečky okolního vzduchu se staly elektricky vodivými čili, jako říkáme, ionizovaly se a odvedly elektřinu z elektroskopu, jehož lístky klesly. Již dříve z rudy smolince, vytěžené ve Freiburce v Sasku a v Čechách u Jáchymova, dobyli v Německu vzácného kovu, který byl nazván uran. Po něm se dostalo smolnici nového názvu, uranová ruda. O něco později Pařížané, manželé – učenci, Curieovi obdrželi z Jáchymova tunu zbytků surového smolince, z něhož byl již vyroben uran. Úmornou, několikaměsíční prací, ve dne i v noci trvající, získali z tohoto množství toliko 120 miligramů chloridu neznámého prvku, jenž světélkoval a zahříval se. Nazvali jej radium, tj. zářící. Jeho chemická značka je Ra a jeho atom je asi 226kráte těžší než atom vodíku. Výroba Ra je zdlouhavá a proto nákladná. K výrobě 1 g Ra by bylo potřebí 5 000 kg zbytků smolince zbaveného uranu. Před válkou byl za 30 000 K rak., dnes stojí 1 mg 64 dolary tj. 260 marek čili 2 080 Kč, tedy 1 g Ra by dnes byl asi za 2 080 000 Kč! Jest ho však vyrobeno na světě porůznu sotva několik g.
Zajímavé je, že v temné místnosti světélkuje radiová sůl (např. bromid radia) v uzavřené olověné nádobce modravým světlem, které vidíme, i když zavřeme oči, neboť její paprsky pronikají stejně olovem jako očními víčky.
Ale i jiné prvky vyzařují paprsky ovšem menší měrou. Tomu jevu říkáme radioaktivita. Radiový výron působí, mírně užit, blahodárně při některých kožních nemocech nebo rakovině.Tímto způsobem se léčí nemocní v Jáchymově ve Stát. ústavě pro léčení radiem.
Delší působení radia na tělo má zhoubné následky. Pan Curie říkával, že kg radia by člověka svou přítomností zabil. Paní Curieová, dnes profesorka Sorbonny (pařížské university), má stálými pracemi s radiovými sloučeninami prsty úplně zmrzačené.
V látkách, které radium vyzařuje, dokázán byl prvek, jenž je také v slunci; i nazván byl heliem (hélios=slunce). Z toho soudíme, že Ra se mění samovolně v helium.
Sen starých alchymistů o přeměně prvků (zatím ovšem samovolně) je tím do jisté míry splněn. Radiový výron má konečně tu podivuhodnou vlastnost, že rozzáří některé látky, např. blejno zinkové, démant aj. pohleďme do přístroje, zvaného spintariskop! Jest to trubka, na jejímž dně je destička, potřená sirníkem zinečnatým. Ve středu deska na špičce jehly je trochu radiové sloučeniny.
Nahlédneme-li lupou dovnitř, máme dojem světelného mraveniště, množství nepatrných záblesků: Radiový výron jsou vlastně četná vyletující tělíska (elektrony), která narážejí na destičku a rozzáří ji zeleně.
Dr. Al. Majer
Jáchymov
V Jáchymově jsou státní radioaktivní lázně RČS s nejsilnější radioaktivním pramenem na všem světě. Jáchymov je dnes také na světě jediné místo, kde se prvek radium vyrábí po továrnicku. V poslední době stal se Jáchymov světoznámým jednak svými radioaktivními lázněmi, jednak svými doly a továrnou na výrobu tajuplného zářícího prvku radia. Poměrně blízké lázně karlovarské (16 km) přispívají k popularitě Jáchymova, lázeňští hosté karlovarští navštěvují hojně Jáchymov a jeho dobrou pověst rozšiřují pak po všem světě.
Jméno „Jáchymov“ rozlétlo se po všem světě vlastně již r. 1898, kdy manželé Curieovi v Paříži připravili z jáchymovské rudy smolincové nový prvek radium. Objevení tohoto prvku, který se samovolně rozpadá za vysílání záření na prvky jiné, vzbudilo rozruch ve vědeckém světě a mělo revoluční vliv na názory o podstatě hmoty. Po sedmi letech, r. 1905, byla obrácena pozornost všeho světa znova k Jáchymovu, tentokráte již trvale. Vídenští fyzikové Mayer a Mache navštívili toho roku Jáchymov a zjistili, že voda vyvěrající v jáchymovských šachtách je silně radioaktivní. Z prvku radia vzniká totiž radioaktivní plyn, tzv. radiová emanace, která se pohlcuje ve vodě prosakující radiovými rudami. Protože emanace vysílá také radioaktivní záření, hodí se radioaktivní voda znamenitě k účelům léčebným. Léčebné účinky radioaktivního záření byly totiž objeveny záhy po objevu prvku radia. Nejsilnější radioaktivní pramen zjištěn na dole Vernerově ve štole Danielově a nazván „pramen Štěpův“. (Na počest iniciátora lázní jáchymovských a dlouholetého přednosty jáchymovských dolů inž. Štěpa). Obsahuje přes 5 000 Macheových jednotek emanace a je nejsilnější radioaktivní pramen na světě. Silné a zejména vydatné prameny objeveny také na dole „Svornost“, odkudž svedeny potrubím 2 ½ km dlouhým do tzv. lázeňské čtvrti jáchymovské. Tato čtvrť dnes tvoří dva lázeňské pavilony a obrovský státní hotel (Radium-Palace Hotel). Je projektována však výstavba ještě několika dalších pavilonů, které by byly úměrné stoupajícímu lázeňskému ruchu jáchymovskému.
Jáchymov prožil svůj „zlatý věk“ v 16. Století. Tenkráte se tu dolovalo na stříbro, kterého byla hojnost. Říkalo se, že roste pod drnem. Jeden čas pracovalo tam na 8000 horníků, byla tu mincovna hrabat Šliků, kde se razily groše a později památné jáchymovské tolary. Podle toho tolaru (Thaler, Joachimshaler) zachoval se dnešní název amerického dolaru.
Sláva rodiny Šliků zářící jako hvězda však ponenáhlu zapadá na obzoru středověkých dějin. Také stříbrné doly jáchymovských chudnou, výroba stříbra se přestává vypláceti a ř. 1870 je úplně zastavena. Druhé období v dějinách jáchymovského dolování je doba dolování uranu. Nevyrovná se ovšem svým leskem a blahobytem době stříbrné, přesto však má veliký význam pro dnešní Jáchymov. V jáchymovských dolech vyskytovala se vždy hojnost černě zbarvené rudy smolného lesku, tzv. smolince. Je to v podstatě kysličník uraničito-uranový (U3O8), který je velmi vhodný pro přípravu krásně zbarvených jiných uranových solí, používaných k barvení vzácných druhů skla a porcelánu. V druhé polovině min. století vzniká v Jáchymově průmysl uranových barev. Udržel se až dodnes; dnes je důležitou složkou tovární výroby radia. Brzo se zjistilo, že prvek uran vysílá nový druh záření, a konečně bylo objeveno v jáchymovském smolinci radium, zářící podobně jako uran, avšak mnoho a mnohokráte silněji. Dnes víme, že radium vzniká z uranu, uran stojí v čele celé řady radioaktivních prvků, které z něho vznikají rozpadem za nepřetržitého vysílání radioaktivního záření. Atomy radioaktivních prvků nejsou věčné, rodí se, již od narození mají v sobě zárodek zkázy a umírají náhlou smrtí. Umírající atom vybuchuje s úžasnou prudkostí a rozmetává do okolí své úlomky. Úlomky nazýváme radioaktivním zářením.
Tovární výroba radia začíná se v Jáchymově v r. 1906. Od té doby až do dnes bylo ve státní továrně na výrobu radia a uranových barev RČS vyrobeno asi 35 gramů tohoto prvku, jehož 1 gram se prodává za 1 750 000 Kč. Jáchymov je dnes jediné město na světě, kde se radium vyrábí po továrnicku. Amerika a zejména Belgie, které s Jáchymovem v posledních letech soutěžily, zastavily již výrobu pro nedostatek a chudobu rudy. Nemusíme míti obav, že také Jáchymov se vyčerpá, v Jáchymově je zatím nevyčerpatelná zásoba rudy smolincové. Ruda se těží na třech dolech, na dole Vernerove, na Svornosti a na Štole saských šlechticů. Nejbohatší na rudu je dnes „Vernerka“, nehlubší je důl Svornost (500 metrů). Těžení v tak velikých hloubkách je ovšem nákladné. Uvážíme-li mimo to, že na výrobu jednoho gramu radia je zapotřebí 10 tun rudy smolincové a spousty chemikálií, pak uznáme, že 1 gram radia nelze prodávati levněji než za 1 ¾ milionu Kč.
V lázeňských pavilonech jáchymovských léčí se jednak koupelemi, jednak pitím radioaktivní vody. Pacienti jsou však také přímo ozařování paprsky radia. Krásné jáchymovské okolí, hojnost lesů a čistý horský vzduch podporují oblibu Jáchymova u pacientů.
Dr. V. Santholzer
Jak se dobývá prvku radia?
Prvek se těží v našem radium Jáchymově. Tento tajuplný zářící prvek, který se bez jakéhokoli vnějšího zásahu ustavičně rozpadá a při tom září, byl objeven r. 1898 manželi Curieovými v Paříži. Z uranových nerostů lze jej oddělit, společně s prvkem baryem, s kterým má příbuzné chemické vlastnosti. Od jeho objevu až dodnes bylo ho na celém světě připraveno necelých 400 gramů, u nás v Jáchymově asi 30 gramů.
Před cizím radiem má naše velikou výhodu: je neobyčejně čisté. Z uranových rud, obsahujících radium, je nejdůležitější smolinec, jehož hlavní součástí je kysličník uraničito-uranový (U3O8). V 10 000 kg smolincové rudy jsou asi 2 gramy radia, jejichž příprava je velmi obtížná a namáhavá. Radium jest svými chemickými vlastnostmi velmi podobné baryu, na jeho přípravu lze tedy použití každého způsobu, kterým lze od rud odděliti barium.
Výroba radia je vždycky individuelní podle rázu rudy, z které se těží. Vcelku dají se rozlišiti tři hlavní stupně při výrobě:
1. rozpuštění uranu,
2. odloučení nerozpustných síranů, při kterých je také radium s baryem,
3. přeměna síranů v soli rozpustné (chloridy),
4. frakciovaná krystalizace chloridu radia a barya.
Radium-chlorid (jakožto méně rozpustnější) hromadí se v krystalech. V Jáchymově se doluje od r. 1910, ročně se vytěží asi 2 až 3 gramy radia. Jako vedlejší výrobek vyrábějí se v továrně také uranové barvy, znázorňuje přípravu těchto barev. Také v cizině se těží radium. V Americe (Spojené státy, stát Colorado, město Denver) a v Belgii (město Oolen poblíže Antverp) jsou velké továrny na výrobu radia, velikosti daleko převyšující naši továrnu. V Denveru se pracuje od roku 1914, v Oolen od r. 1922. Belgiačné dovážejí rudy z Katandy z belgického Konga v Africe. Na radium je však mnohem čistší. Radium se prodává (gram za necelé 2 miliony Kč) a také zapůjčuje universitním klinikám k léčebným účelům. Jinak zužitkovati radium než pro účely léčebné (terapeutické) se dosud nepodařilo.
Velikým pokrokem a záslužným činem bylo založení továrny „Radiumchemy“ při Kolínské lučební továrně. Tato továrna vznikla po dohodě se státem a zabývá se přípravou léčebných a kosmetických pomůcek z našeho jáchymovského radia. Z léčebných pomůcek vyrábí Radiumchema tzv. kompresy, které obsahují menší dávky radia. Kompresy mají tvar polštářků a přikládají se na churavá místa při různých bolestech, např. rheumatických. Radiumchema vyrábí také radioaktivní umělé vody, obsahující radiovou emanaci (tj. zářící plyn, vznikající z radia), a radioaktivní oleje.
Dr. V. Santholzer
Zužitkování prvku radia
Prvek radium se po továrnicku vyrábí v Československu, Belgii a Spojených státech severoamerických. Československá výroba trvá od roku 1910, od kteréž doby bylo v jáchymovské továrně až dosud vyrobeno asi 30 gramů tohoto vzácného, zářícího prvku, který je dnes vědě s mnohých stránek záhadou (30 gramů radia má dnes cenu asi 60 milionů Kč). Dnes jsou zatím jen dvě možnosti praktického užití prvku radia a radioaktivního záření, především v lékařství, kde vznikl nový obsáhlý obor, zvaný radium-therapie, tj. léčení radiem. Avšak také technika se snaží zužitkovati radioaktivní záření, zatím jen ve velice úzkém oboru, tzv. svítivých barev, kde se s úspěchem užívá radioaktivních prvků.
Svítivými barvami natírají se ručičky a čísla hodinek, kompasů apod. Svítící barvy jsou vhodně chemicky upravené látky, které působením radioaktivního záření ve tmě světélkují nazelenalou barvou. Záření bombarduje atomy látky a povzbuzuje je k vysílání světla. Je to prostě přeměna energie záření v energii viditelného světla.
Jako zářící přísady do svítivých barev se užívá prvku mesothoria a radiothoria, radium samotné by na to bylo příliš drahocenné. Zvláště Němci, kteří mají velikou výrobu thoriovou (výroba punčošek pro plynové hořáky) vyrábějí takto „svítivé barvy“. Mnohem větší obor výroby svítivých barev jsou však takové barvy, které světélkují jen dočasně (až 10 hodin) po předchozím osvětlení. Tedy tzv. „fosfory“ bez jakékoliv přísady látky radioaktivní, která sice činí světélkování stálým a nezávislým na předchozím osvětlení, avšak svítící barvu značně zdražuje. Vcelku lze tedy říci, že průmysl užívá prvků radioaktivních dosud nepatrně.
Jinak je tomu v lékařství. Léčení radiem vynucuje si znenáhla celého průmyslového odvětví, které se zabývá výlučně zpracováním radioaktivních prvků pro účely lékařské. Lze jen chváliti podnět činitelů, kteří po dohodě se státem založili při kolínské lučební továrně tzv. Radiumchemu, která se zabývá výhradně výrobou radioaktivních přípravků pro lékařství. Radiumchema provedla nedávno výrobu a plnění platinových zářičů a jehel pro Jugoslávii, které náš stát odprodal 1 gram radia. Tímto rádiem naplnila Radiumchema vzorně platinové zářiče, kterých budou užívati jihoslovanské nemocnice a kliniky k ozařování pacientů. Spolupracujeme s našimi odborníky-lékaři a za vědecké kontroly Státního radiologického ústavu vyrábí Radiumchema tzv. kompresy, jakési malé polštářky, plněné hmotou, obsahující radium. Polštářky vysílají záření a lze je přikládati na churavá místa při bolestech různých druhů. Lékaři se s kompresami dodělali již pěkných úspěchů. Radiumchema dala do prodeje také radioaktivní umělé vody, hodící se pro pokračování lázeňské léčby jáchymovské doma, a tzv. radioaktivní oleje, výhodné k mazání bolestivých míst.
Zlomkem gramu prvku radia bylo by možné poháněti během jedné hodiny ustavičně motor o několika tisících koňských silách, kdyby bylo, lze rozpad radia urychliti a energii, která se v něm pozvolna vybíjí, získati v kratší době. Nejvíce při tom překvapuje, že uvažované množství radia je jen zlomek gramu. V tak nepatrné hmotě je ukryta energie úžasné velikosti. Radium samo se ovšem rozpadá velice pomalu. Za 1600 let rozpadne se gram radia na půl gramu, za 20 000 let rozpadne se teprve skoro celý gram radia. Život radia je tedy pro získání energie z radia nepohodlně dlouhý. Příroda sice v prvku radia poskytla prvek, rozpadající se samovolně bez vlivu jakýchkoli vnějších účinků, žárlivě však střeží svého tajemství a žádnému fyzikovi dosud se nepodařilo rozpad radia urychliti. Urychlení rozpadu radia by znamenalo nový, velmi veliký zdroj energie. Motory poháněné radiem existují proto zatím jen ve fantasiích vynálezců.
Tak např. francouzský vynálezce Esnault Pelterie (enol peltry) snaží se navrhnouti raketové letadlo, poháněné energií, vyvíjenou při rozpadu radia. Zatím jsou to jen utopie. Dokud se nepodaří v laboratoři dostati z radia vskutku příslušného množství energie, je zbytečné teoreticky se o to snažiti. Radium samo je na pohon nějakého motoru příliš drahé; cena 1 gramu počítá se na miliony. Až se zdaří povzbuditi i jiné prvky než radium k rychlému radioaktivnímu rozpadu, pak teprve bude možné mluviti o nějakém motoru, „poháněném“ hmotou. Radium dokazuje vlastně do jisté míry tvrzení Einsteinovy teorie, že každá hmota představuje jistou energii.
Z radia jsou vysílány tři druhy záření, podobné vyletujícím projektilům (střelám). Alfa a beta paprsky jsou vskutku malé úlomky hmoty prudce z radia vymršťované. Tyto úlomky se brzdí v okolí radia, jejich pohybová energie se tím mění v energii tepelnou, silně radiové preparáty jsou vskutku vždy teplejší než okolí. Gram radia (v rovnováze s dalšími svými produkty rozpadu) vyvíjí za hodinu 137 malých kalorií tepla. Jedna malá kalorie je množství tepla, potřebné k zahřátí vody o 1 stupeň Celsia. Než by se jeden gram radia rozpadl úplně (asi za 20 000 let), vyvinul by skoro 4 miliony velikých kalorií (velká kalorie je množství tepla, které nutno dodati 1 kilogramu vody, aby se zahřál o jeden stupeň Celsia). Je to tak veliké tepel. množství, že by přivedlo 40 hektolitrů vody do varu.
Teprve asi 500 kilogramů uhlí vytvořilo by spálením takové tepelné množství, jaké vytvoří za svého života 1 gram radia. Kdyby bylo možné využitkovati veškeré energie radia v době např. jedné hodiny, mohl by jeden gram radia poháněti motor o 7000 koňských silách. Z tohoto jednoduchého výpočtu si uděláme představu o veliké energii, kterou dosud příroda tak žárlivě střeží před praktickým využitkováním.
Energie uvolňující se při rozpadu radioaktivních prvků vůbec je vzhledem k hmotě, na kterou působí, až 100 000kráte větší než energie, vybavované chemickými pochody. Při radioaktivním rozpadu se tedy odehrávají děje s velikou energetickou koncentrací (soustředěním). Je nasnadě domněnka, že uměle nějak zasáhnout do rozpadávání radia by vyžadovalo rovněž tak velikého soustředění energie. Tak soustředěnou energii není však možné žádnými technickými prostředky získati. Zkoušelo se vše možné, silná elektrická i magnetická pole, velké zahřátí atd., a přece nebylo možné rozpad radia nějak urychliti. Otázka zrychlení rozpadu radioaktivního prvku je do jisté míry spřízněna s otázkou přeměny jednoho prvku v druhý.
K tomu je potřebí také velkého množství energie soustředěné na nepatrné úlomky hmoty; takové malé „projektily“ bylo by lze získati jediné právě použitím radioaktivních alfa částic. Alfa částice (alfa záření) jsou heliová jádra (jádra atomů plynu helia), vymršťovaná s velkou prudkostí z radioaktivních prvků. Jediné bombardováním hmoty tímto alfa zářením bylo by možné přeměniti jeden prvek v druhý, dosud ovšem bez praktického zužitkování.
Alfa částice vyletují z radioaktivních prvků rychlostí 14 000 – 20 000 km za vteřinu. Alfa částice jsou vlastně jakousi „třaskavinou v malém“; přepočítáme-li energii alfa částic na kilogram hmoty, získáme čísla, shodující se se 100 000 x větší energií, než je energie ekrasitu. První, kdo si uvědomil tento fakt, byl Sir William Ramsay, slavný anglický chemik, který navrhl právě užití alfa částic jakožto „projektilů“, kterými lze dosíci „rozbití atomů“ a přeměnu jednoho prvku v druhý.
Atomy každého plynu i za obyčejné teploty jsou v ustavičném pohybu. Je to tzv. termický (tepelný) pohyb atomů a molekul. Čím větší je teplota, tím čilejší se jeví tento pohyb. Alfa částice jsou v podstatě atomy plynu helia; aby se atomy obyčejného heliového plynu pohybovaly tak rychle jako částice, vymršťované z radioaktivních prvků, bylo by nutno zahřáti heliový plyn na 60 milionů stupňů. Energie radioaktivního záření, stručně řečeno, předstihuje nesmírně vše, čeho můžeme zatím v tomto ohledu dosíci uměle.
Dr. V. Santholzer
Zdroj: Encyklopedie československé mládeže, Praha 1931