الراديوم

الراديوم عنصر كيميائي ، رمزه Ra وعدده الذري 88. وهو العنصر السادس في المجموعة الثانية من الجدول الدوري ، والمعروفة أيضًا باسم الفلزات القلوية الترابية . الراديوم النقي أبيض فضي، لكنه يتفاعل بسهولة مع النيتروجين (بدلاً من الأكسجين) عند تعرضه للهواء، مكونًا طبقة سطحية سوداء من نتريد الراديوم ( _Ra₃N₂ ). جميع نظائر الراديوم مشعة ، وأكثرها استقرارًا هو الراديوم-226 بنصف عمر يبلغ 1600 عام. عند تحلل الراديوم، ينبعث منه إشعاع مؤين كناتج ثانوي، قادر على إثارة _{المواد الكيميائية} الفلورية والتسبب في التلألؤ الإشعاعي . لهذه الخاصية، استُخدم على نطاق واسع في الدهانات ذاتية الإضاءة بعد اكتشافه. من بين العناصر المشعة التي توجد بكميات كبيرة، يعتبر الراديوم سامًا بشكل خاص ، وهو مسرطن بسبب النشاط الإشعاعي لكل من الراديوم ومنتج تحلله المباشر الرادون، بالإضافة إلى ميله للتراكم في العظام .  

اكتُشف الراديوم، على شكل كلوريد الراديوم ، عام 1898 على يد ماري وبيير كوري من خام مُستخرج من منجم ياخيموف . استخلصا مركب الراديوم من اليورانينيت ونشرا الاكتشاف في الأكاديمية الفرنسية للعلوم بعد خمسة أيام. وفي عام 1910، عُزل الراديوم في حالته المعدنية بواسطة ماري كوري وأندريه لويس ديبيرن من خلال التحليل الكهربائي لكلوريد الراديوم، وسرعان ما بدأ إنتاج المعدن على نطاق أوسع في النمسا والولايات المتحدة وبلجيكا . مع ذلك، ظلت كمية الراديوم المنتجة عالميًا ضئيلة دائمًا مقارنةً بالعناصر الأخرى، وبحلول العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، كان الإنتاج السنوي للراديوم، الذي يُستخلص أساسًا من الوقود النووي المستهلك ، أقل من 100 غرام.

يوجد الراديوم في الطبيعة بكميات ضئيلة تصل إلى سُبع غرام لكل طن من اليورانينيت، وفي خامات الثوريوم بكميات ضئيلة جدًا. الراديوم ليس ضروريًا للكائنات الحية ، ونشاطه الإشعاعي وتفاعليته الكيميائية تجعل من المحتمل حدوث آثار صحية ضارة عند دخوله في العمليات الكيميائية الحيوية، نظرًا لتشابهه الكيميائي مع الكالسيوم ، كونهما عنصرين من عناصر المجموعة الثانية . اعتبارًا من عام 2018، لا توجد تطبيقات تجارية للراديوم باستثناء الطب النووي . سابقًا، من عشرينيات القرن العشرين وحتى سبعينياته، استُخدم كمصدر إشعاعي للأجهزة المشعة، وفي الطب الشعبي الذي يُروج له لعلاجات غير طبية. في جميع تطبيقاته تقريبًا، استُبدل الراديوم بنظائر مشعة أقل خطورة ، ومن بين استخداماته غير الطبية القليلة المتبقية إنتاج الأكتينيوم في المفاعلات النووية .

الراديوم هو أثقل فلزات المجموعة القلوية الترابية المعروفة، وهو العضو المشع الوحيد في مجموعته. وتتشابه خصائصه الفيزيائية والكيميائية إلى حد كبير مع نظيره الأخف ، الباريوم . ^{[ 4 ]}

الراديوم النقي معدن متطاير ، لامع ، ذو لون أبيض فضي، على الرغم من أن نظائره الأخف وزنًا ، الكالسيوم والسترونتيوم والباريوم، تميل إلى اللون الأصفر الخفيف. [ ^{4 ] يتحول} سطح الراديوم اللامع إلى اللون الأسود بسرعة عند تعرضه للهواء، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تكوّن نتريد الراديوم ( _Ra3N2 ). ^{[ 5 ]} تبلغ درجة انصهاره إما 700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت) أو 960 درجة مئوية (1760 _درجة فهرنهايت) ^{[ أ ]} ، بينما تبلغ درجة غليانه 1737 درجة مئوية (3159 درجة فهرنهايت) ؛ إلا أن هذه القيمة غير مؤكدة تمامًا. ^{[ 6 ]} كلا القيمتين أقل بقليل من قيم الباريوم ، مما يؤكد وجود اتجاهات دورية في عناصر المجموعة الثانية. ^{[ 7 ]} مثل الباريوم والفلزات القلوية ، يتبلور الراديوم في بنية مكعبة مركزية الجسم عند درجة الحرارة والضغط القياسيين : تبلغ المسافة بين ذرات الراديوم 514.8 بيكومتر . ^{[ 8 ]} تبلغ كثافة الراديوم 5.5 جم/سم³ ^، وهي أعلى من كثافة الباريوم، ويتشابه العنصران في البنية البلورية ( مكعبة مركزية الجسم عند درجة الحرارة والضغط القياسيين). ^{[ 9 ] [ 10 ]}         

للراديوم 33  نظيراً معروفاً بأعداد كتلية تتراوح بين 202 و234، وجميعها مشعة . ^{[ 2 ]} أربعة من هذه النظائر - ^223Ra ( نصف عمره 11.4  يوماً)، و 224 ^Ra (3.64  يوماً)، و ²²⁶ Ra (1600  عاماً)، و ²²⁸ Ra (5.75  عاماً) - توجد طبيعياً في سلاسل تحلل الثوريوم-232 واليورانيوم -235 واليورانيوم -238 البدائية ( ^223Ra من اليورانيوم-235، و ²²⁶ Ra من اليورانيوم-238، والنظيران الآخران من الثوريوم-232). ومع ذلك، فإن أنصاف أعمار هذه النظائر قصيرة جداً بحيث لا تُعتبر نويدات مشعة بدائية ، ولا توجد في الطبيعة إلا من خلال سلاسل التحلل هذه. ^{[ 11 ]} إلى جانب الراديوم ^-225 الاصطناعي في الغالب (عمر النصف 15 يومًا)، والذي يوجد في الطبيعة فقط كناتج تحلل لآثار ضئيلة من النبتونيوم-237 ، ^{[ 12 ]} تُعد هذه النظائر الخمسة الأكثر استقرارًا للراديوم. ^{[ 2 ]} جميع نظائر الراديوم الـ 27 الأخرى المعروفة لها أعمار نصف أقل من ساعتين، ومعظمها له أعمار نصف أقل من دقيقة. ^{[ 2 ]} من بين هذه النظائر، يوجد الراديوم ^-221 (عمر النصف 28 ثانية) أيضًا كناتج تحلل للنبتونيوم ^{-237 ، ويُعتقد أن الراديوم -220} والراديوم ^-222 ينتجان عن التحلل بيتا المزدوج غير المرصود حتى الآن لنظائر الرادون الطبيعية . ^{[ 13 ]} تم الإبلاغ عن 12 نظيرًا نوويًا على الأقل ، وأكثرها استقرارًا هو الراديوم-205m بعمر نصف يتراوح بين 130 و230 مللي ثانية. لا يزال هذا أقصر من أربعة وعشرين نظيراً من نظائر الراديوم في الحالة الأرضية . ^{[ 2 ]}     

^{يُعدّ الراديوم -226} النظير الأكثر استقرارًا للراديوم، وهو النظير الأخير في سلسلة اضمحلال اليورانيوم-238 ( 4n + 2) بنصف عمر يزيد عن ألف عام؛ ويُشكّل معظم الراديوم الطبيعي. ناتج اضمحلاله المباشر هو غاز الرادون النبيل المشعّ الكثيف (وتحديدًا النظير ^222Rn )، وهو المسؤول عن جزء كبير من خطر الراديوم البيئي. ^{[ 14 ] [ ب ]} وهو أكثر إشعاعًا بمقدار 2.7 مليون مرة من نفس الكمية المولية من اليورانيوم الطبيعي ( معظمه يورانيوم-238)، نظرًا لقصر نصف عمره نسبيًا. ^{[ 15 ] [ 16 ]} 

تحافظ عينة من معدن الراديوم على درجة حرارة أعلى من محيطها بسبب الإشعاع الذي تنبعث منه. ينبعث الراديوم الطبيعي (الذي يتكون في معظمه من نظير الراديوم ^{226 ) في الغالب} جسيمات ألفا ، لكن المراحل الأخرى في سلسلة تحلله ( سلسلة اليورانيوم أو سلسلة الراديوم ) تنبعث منها جسيمات ألفا أو بيتا ، وتصاحب جميع انبعاثات الجسيمات تقريبًا أشعة غاما . ^{[ 17 ]}

أظهرت الدراسات التجريبية في الفيزياء النووية أن أنوية العديد من نظائر الراديوم، مثل ^222Ra و ²²⁴ Ra و ²²⁶ Ra، لها أشكال غير متناظرة انعكاسياً ("تشبه الكمثرى"). ^{[ 18 ]} وعلى وجه الخصوص، تم الحصول على هذه المعلومات التجريبية حول الراديوم-224 في ISOLDE باستخدام تقنية تسمى الإثارة الكولومبية . ^{[ 19 ] [ 20 ]}

لا يُظهر الراديوم في المحلول إلا حالة الأكسدة +2. ^{[ 5 ]} ويُشكّل كاتيون ^Ra²⁺ عديم اللون في المحلول المائي ، وهو كاتيون قاعدي للغاية ولا يُكوّن معقدات بسهولة. ^{[ 5 ]} ولذلك، فإن معظم مركبات الراديوم هي مركبات أيونية بسيطة، ^{[ 5 ]} على الرغم من أنه من المتوقع مشاركة إلكترونات 6s و6p (بالإضافة إلى إلكترونات التكافؤ 7s) بسبب التأثيرات النسبية ، مما يُعزز الطابع التساهمي لمركبات الراديوم مثل RaF₂ و _{RaAt₂ .} ^{[ 21 ]} لهذا السبب، فإن ^جهد القطب القياسي لنصف التفاعل Ra²⁺ (aq) + 2e⁻ ^→ Ra(s) هو -2.916 فولت ، وهو أقل بقليل من قيمة -2.92 فولت للباريوم، بينما كانت القيم تتزايد تدريجيًا في المجموعة (الكالسيوم: -2.84 فولت؛ السترونتيوم: -2.89 فولت؛ الباريوم: -2.92 فولت). ^{[ 22 ]} تتطابق قيم الباريوم والراديوم تقريبًا مع قيم الفلزات القلوية الأثقل: البوتاسيوم ، والروبيديوم ، والسيزيوم . ^{[ 22 ]}     

جميع نظائر الراديوم لها أعمار نصفية أقصر بكثير من عمر الأرض ، لذا فإن أي راديوم بدائي كان سيتحلل منذ زمن بعيد. ومع ذلك، لا يزال الراديوم موجودًا في البيئة ، حيث أن نظائره ^223Ra و ²²⁴ Ra و ²²⁶ Ra و ²²⁸ Ra هي جزء من سلاسل تحلل نظائر الثوريوم واليورانيوم الطبيعية؛ ونظرًا لأن الثوريوم واليورانيوم لهما أعمار نصفية طويلة جدًا، ^{[ 2 ]} فإن هذه النظائر الناتجة عن تحللهما تتجدد باستمرار. ^{[ 11 ] من بين هذه النظائر الأربعة، يُعد 226Ra} الأطول عمرًا (عمر نصفي 1600  عام)، وهو ناتج تحلل اليورانيوم الطبيعي. وبسبب طول عمره النسبي، يُعد ^226Ra النظير الأكثر شيوعًا لهذا العنصر، حيث يشكل حوالي جزء واحد لكل تريليون من قشرة الأرض؛ أي أن جميع الراديوم الطبيعي تقريبًا هو ^226Ra . ^{[ 29 ]} بالتالي، يوجد الراديوم بكميات ضئيلة في خام اليورانيوم اليورانينيت وفي معادن يورانيوم أخرى متنوعة ، وبكميات أقل في معادن الثوريوم. ينتج طن واحد من اليورانيوم اليورانينيت عادةً حوالي سُبع غرام من الراديوم. ^{[ 30 ]} يحتوي كيلوغرام واحد من قشرة الأرض على حوالي 900 بيكوغرام من الراديوم، ويحتوي لتر واحد من ماء البحر على حوالي 89 فيمتوغرام من الراديوم. ^{[ 31 ]}  

اكتُشف الراديوم على يد ماري سكلودوفسكا-كوري وزوجها بيير كوري في 21 ديسمبر 1898 في عينة من اليورانينيت (البيتشبلند) من ياخيموف . ^{[ 32 ]} أثناء دراستهما للمعدن سابقًا، أزال الزوجان كوري اليورانيوم منه، ووجدا أن المادة المتبقية لا تزال مشعة. في يوليو 1898، وأثناء دراستهما للبيتشبلند، عزلا عنصرًا مشابهًا للبزموت، والذي تبيّن أنه البولونيوم . ثم عزلا خليطًا مشعًا يتكون من عنصرين: مركبات الباريوم ، التي أعطت لونًا أخضرًا لهبيًا ساطعًا، ومركبات مشعة غير معروفة أعطت خطوطًا طيفية قرمزية لم يسبق توثيقها من قبل. وجد الزوجان كوري أن المركبات المشعة تشبه إلى حد كبير مركبات الباريوم، إلا أنها أقل ذوبانًا. مكّن هذا الاكتشاف الزوجين كوري من عزل المركبات المشعة واكتشاف عنصر جديد فيها. أعلن آل كوري اكتشافهم للأكاديمية الفرنسية للعلوم في 26 ديسمبر 1898. ^{[ 33 ]} يعود اسم الراديوم إلى حوالي عام 1899، من الكلمة الفرنسية radium ، المشتقة في اللاتينية الحديثة من كلمة radius ( شعاع ): وذلك تقديرًا لانبعاث الراديوم للطاقة على شكل أشعة. ^{[ 34 ]} تم التعرف على الانبعاثات الغازية للراديوم، الرادون، ودراستها على نطاق واسع من قبل فريدريك إرنست دورن في أوائل القرن العشرين، على الرغم من أنها كانت تُوصف آنذاك بأنها "انبعاثات راديوم". ^{[ 35 ]}

في سبتمبر 1910، أعلنت ماري كوري وأندريه لويس ديبيرن أنهما تمكنا من عزل الراديوم كفلز نقي من خلال التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الراديوم النقي (RaCl₂ ₎ باستخدام مهبط من الزئبق ، مما أنتج ملغمًا من الراديوم والزئبق . ^{[ 36 ]} ثم سُخّن هذا الملغم في جو من غاز الهيدروجين لإزالة الزئبق، تاركًا فلز الراديوم النقي. ^{[ 37 ]} وفي وقت لاحق من العام نفسه، عزل إي. إبلر فلز الراديوم عن طريق التحلل الحراري لأزيده ، Ra(N₃ ₎ ₂ _. [ ^{38 ] [ 39 ] أُنتج} فلز الراديوم صناعيًا لأول مرة في بداية القرن العشرين بواسطة شركة بيراكو ، وهي شركة تابعة لشركة يونيون مينيير دو هوت كاتانغا (UMHK)، في مصنعها في أولين ببلجيكا. ^{[ 40 ]} وأصبح الفلز سلعة تصديرية مهمة لبلجيكا من عام 1922 حتى الحرب العالمية الثانية. ^{[ 41 ]}

تعتمد الوحدة التاريخية العامة للنشاط الإشعاعي، وهي الكوري ، على النشاط الإشعاعي للراديوم ^-226 . وقد عُرِّفت في الأصل بأنها النشاط الإشعاعي لغرام واحد من الراديوم-226، ^{[ 42 ]} ولكن تم تحسين التعريف لاحقًا ليصبح3.7 × 10 ¹⁰  تفككات في الثانية . ^{[ 43 ]}

التطبيقات التاريخية

طلاء مضيء

كان الراديوم يُستخدم سابقًا في الدهانات ذاتية الإضاءة للساعات، ومفاتيح الطائرات، وساعات الحائط، ومؤشرات ولوحات الأجهزة. تحتوي الساعة ذاتية الإضاءة النموذجية التي تستخدم طلاء الراديوم على حوالي 1 ميكروغرام من الراديوم. ^{[ 44 ]} في منتصف عشرينيات القرن الماضي، رُفعت دعوى قضائية ضد شركة راديوم الولايات المتحدة من قِبل خمس عاملات طلاء مؤشرات ساعات كنّ يحتضرن، عُرفن باسم " فتيات الراديوم "، حيث كنّ يطلين مكونات الساعات بطلاء مضيء قائم على الراديوم . ^{[ 45 ]} أُمرت عاملات طلاء المؤشرات بلعق فرشهن للحصول على طرف دقيق، مما أدى إلى ابتلاعهن للراديوم. ^{[ 46 ]} تسبب تعرضهن للراديوم في آثار صحية خطيرة، شملت تقرحات، وفقر دم ، وسرطان العظام . ^{[ 14 ]}

خلال التقاضي، تبيّن أن علماء الشركة وإدارتها قد اتخذوا احتياطات كبيرة لحماية أنفسهم من آثار الإشعاع، لكن يبدو أن هذه الاحتياطات لم تحمِ موظفيهم. إضافةً إلى ذلك، حاولت الشركات لسنوات عديدة التستر على الآثار وتجنب المسؤولية القانونية بالإصرار على أن فتيات الراديوم كنّ مصابات بمرض الزهري . ^{[ 47 ]}

نتيجةً للدعوى القضائية، ودراسةٍ مستفيضةٍ أجرتها دائرة الصحة العامة الأمريكية، أصبحت الآثار الضارة للإشعاع معروفةً على نطاقٍ واسع، وتمّ تدريب رسامي مينا الساعات بالراديوم على احتياطات السلامة المناسبة وتزويدهم بمعدات الوقاية. استمر استخدام الراديوم في مينا الساعات، لا سيما في التصنيع خلال الحرب العالمية الثانية ، ولكن منذ عام 1925 فصاعدًا لم تُسجّل أي إصابات أخرى بين رسامي مينا الساعات. ^{[ 45 ]}

توقف استخدام طلاء الراديوم منذ ستينيات القرن العشرين. وفي كثير من الحالات، استُخدمت مواد فلورية غير مشعة تُثار بالضوء لصنع أقراص مضيئة؛ إذ تتوهج هذه الأجهزة في الظلام بعد تعرضها للضوء، لكن هذا التوهج يتلاشى. ^{[ 14 ]} وعندما كانت هناك حاجة إلى إضاءة ذاتية طويلة الأمد في الظلام، استُخدم طلاء أكثر أمانًا من البروميثيوم -147 المشع (نصف عمره 2.6 سنة) أو التريتيوم (نصف عمره 12 سنة)؛ ولا يزال كلاهما يُستخدم حتى عام 2018. ^{[ 48 ]} وقد تميزت هذه المواد بميزة إضافية تتمثل في عدم تدهور الفوسفور بمرور الوقت، على عكس الراديوم. ^{[ 49 ]} يُعتبر التريتيوم، كما يُستخدم في هذه التطبيقات، أكثر أمانًا من الراديوم، ^{[ 50 ]} لأنه يُصدر إشعاع بيتا منخفض الطاقة للغاية ^{[ 51 ]} (أقل طاقة حتى من إشعاع بيتا الذي يُصدره البروميثيوم) ^{[ 52 ]} والذي لا يستطيع اختراق الجلد، ^{[ 53 ]} على عكس إشعاع جاما الذي تُصدره نظائر الراديوم. ^{[ 50 ]}

قد تكون الساعات والأجهزة التي يعود تاريخها إلى النصف الأول من القرن العشرين، والتي غالباً ما كانت تُستخدم في التطبيقات العسكرية، قد طُليت بطلاء مشعّ مضيء. وعادةً ما تفقد هذه الأجهزة إضاءتها؛ ولا يعود ذلك إلى التحلل الإشعاعي للراديوم (الذي يبلغ عمر النصف له 1600  عام)، بل إلى تلاشي خاصية التألق في وسط كبريتيد الزنك المتألق بفعل إشعاع الراديوم. ^{[ 54 ]} وكان معظم طلاء الراديوم الذي صُنع قبل ستينيات القرن الماضي أبيض اللون في الأصل، إلا أنه تحول إلى اللون الأصفر مع مرور الوقت. ولا تُشكل جرعة الإشعاع الصادرة من جهاز سليم خطراً إلا عند تجميع العديد من الأجهزة معاً، أو عند تفكيك الجهاز أو العبث به. ^{[ 55 ]}

يُستخدم في أنابيب الإلكترون

استُخدم الراديوم في أنابيب الإلكترون ، مثل أنبوب ويسترن إلكتريك 346B. تحتوي هذه الأجهزة على كمية صغيرة من الراديوم (على شكل بروميد الراديوم ) ^{[ 56 ]} لتأيين غاز التعبئة، وهو عادةً غاز نبيل مثل النيون أو الأرجون . يضمن هذا التأيين تشغيلًا موثوقًا ومتسقًا من خلال توفير تيار ثابت عند تطبيق جهد عالٍ، مما يُحسّن أداء الجهاز واستقراره. يُغلّف الراديوم داخل غلاف زجاجي مزود بقطبين كهربائيين، أحدهما مطلي بالمادة المشعة لإنشاء مسار أيوني بين القطبين. ^{[ 57 ]}

دجل

كان الراديوم يُستخدم سابقًا كمادة مضافة في منتجات مثل مستحضرات التجميل والصابون وشفرات الحلاقة، وحتى المشروبات، نظرًا لفوائده العلاجية المزعومة. وقد تم الترويج للعديد من المنتجات المعاصرة بشكل مضلل على أنها مشعة. ^{[ 59 ]} وسرعان ما تراجعت شعبية هذه المنتجات، وحظرتها السلطات في العديد من البلدان بعد اكتشاف آثارها الصحية الضارة الخطيرة. (انظر، على سبيل المثال، أنواع "مياه الراديوم" أو "محلول الراديوم القياسي للشرب" من نوعي Radithor و Revigator ). ^{[ 54 ]} ولا تزال المنتجعات الصحية التي تتميز بمياهها الغنية بالراديوم تُروج أحيانًا على أنها مفيدة، مثل تلك الموجودة في ميساسا، توتوري ، اليابان، ^{[ 60 ]} على الرغم من أن مصادر النشاط الإشعاعي في هذه المنتجعات تختلف، وقد تُعزى إلى الرادون ونظائر مشعة أخرى. ^{[ 61 ]}

الاستخدامات الطبية والبحثية

استُخدم الراديوم (عادةً على شكل كلوريد الراديوم أو بروميد الراديوم) في الطب لإنتاج غاز الرادون، الذي استُخدم بدوره كعلاج للسرطان . ^{[ 6 ]} استُخدمت العديد من مصادر الرادون هذه في كندا خلال عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين. ^{[ 62 ]} مع ذلك، لم تعد العديد من العلاجات التي كانت تُستخدم في أوائل القرن العشرين مستخدمة بسبب الآثار الضارة التي يُسببها التعرض لبروميد الراديوم. من أمثلة هذه الآثار فقر الدم والسرطان والطفرات الجينية . ^{[ 63 ]} اعتبارًا من عام 2011، تُستخدم عادةً مصادر أشعة غاما الأكثر أمانًا، مثل الكوبالت ^-60 ، الأقل تكلفة والمتوفرة بكميات أكبر، كبديل للراديوم في هذا التطبيق، ^{[ 28 ]} ولكن عوامل من بينها ارتفاع تكاليف الكوبالت ومخاطر الاحتفاظ بالمصادر المشعة في الموقع، أدت إلى زيادة استخدام مسرعات الجسيمات الخطية لنفس التطبيقات. ^{[ 64 ]}

في الولايات المتحدة، من عام 1940 وحتى ستينيات القرن العشرين، استُخدم الراديوم في تشعيع البلعوم الأنفي بالراديوم ، وهو علاجٌ كان يُعطى للأطفال لعلاج فقدان السمع والتهاب الأذن المزمن . كما استُخدم هذا الإجراء أيضًا لطياري القوات الجوية وأفراد طاقم الغواصات لعلاج الرضح الضغطي . ^{[ 65 ] [ 66 ]}

في أوائل القرن العشرين، استخدم علماء الأحياء الراديوم لإحداث طفرات ودراسة علم الوراثة . ففي عام ١٩٠٤، استخدم دانيال ماكدوغال الراديوم في محاولة لتحديد ما إذا كان بإمكانه إحداث طفرات كبيرة مفاجئة والتسبب في تحولات تطورية كبيرة. كما استخدم توماس هانت مورغان الراديوم لإحداث تغييرات أدت إلى ظهور ذباب الفاكهة ذي العيون البيضاء. ودرس عالم الأحياء الحائز على جائزة نوبل، هيرمان مولر، لفترة وجيزة تأثيرات الراديوم على طفرات ذباب الفاكهة قبل أن يلجأ إلى تجارب الأشعة السينية الأقل تكلفة. ^{[ ٦٧ ]}

لم يكن لليورانيوم استخدامات واسعة النطاق في أواخر القرن التاسع عشر، ولذلك لم تكن هناك مناجم يورانيوم كبيرة. في البداية، كانت مناجم الفضة في ياخيموف ، النمسا-المجر ( جمهورية التشيك حاليًا ) المصادر الرئيسية الوحيدة لخام اليورانيوم. ^{[ 32 ]} وكان خام اليورانيوم مجرد منتج ثانوي لأنشطة التعدين. ^{[ 68 ]}

في أول عملية استخلاص للراديوم، استخدم كوري مخلفات استخلاص اليورانيوم من خام اليورانيوم. استُخلص اليورانيوم بإذابته في حمض الكبريتيك ، تاركًا كبريتات الراديوم، وهي مشابهة لكبريتات الباريوم ولكنها أقل ذوبانًا في المخلفات. احتوت المخلفات أيضًا على كميات كبيرة من كبريتات الباريوم التي عملت كناقل لكبريتات الراديوم. تضمنت الخطوات الأولى لعملية استخلاص الراديوم الغليان مع هيدروكسيد الصوديوم، متبوعًا بمعالجة بحمض الهيدروكلوريك لتقليل شوائب المركبات الأخرى. ثم عُولجت المخلفات المتبقية بكربونات الصوديوم لتحويل كبريتات الباريوم إلى كربونات الباريوم (الحاملة للراديوم)، مما جعلها قابلة للذوبان في حمض الهيدروكلوريك. بعد الإذابة، أُعيد ترسيب الباريوم والراديوم على شكل كبريتات؛ ثم كُررت هذه العملية لتنقية الكبريتات المختلطة بشكل أكبر. أُزيلت بعض الشوائب التي تُشكّل كبريتيدات غير قابلة للذوبان بمعالجة محلول الكلوريد بكبريتيد الهيدروجين ، ثمّ بالترشيح. وعندما أصبحت الكبريتات المختلطة نقية بدرجة كافية، حُوّلت مرة أخرى إلى كلوريدات مختلطة؛ ثمّ فُصل الباريوم والراديوم بالتبلور الجزئي مع مراقبة العملية باستخدام مطياف (يُعطي الراديوم خطوطًا حمراء مميزة على عكس خطوط الباريوم الخضراء)، ومقياس كهربائي . ^{[ 69 ]}

بعد أن عزلت ماري وبيير كوري عنصر الراديوم من خام اليورانيوم في ياخيموف ، بدأ العديد من العلماء بعزل الراديوم بكميات صغيرة. لاحقًا، اشترت شركات صغيرة مخلفات مناجم ياخيموف وبدأت بعزل الراديوم. في عام 1904، أممت الحكومة النمساوية المناجم وأوقفت تصدير الخام. وحتى عام 1912، عندما ازداد إنتاج الراديوم، ظلّ توفره محدودًا. ^{[ 68 ]}

أدى تشكيل احتكار نمساوي ورغبة دول أخرى ملحة في الحصول على الراديوم إلى بحث عالمي عن خامات اليورانيوم. وتبوأت الولايات المتحدة مكانة المنتج الرئيسي في أوائل العقد الثاني من القرن العشرين، ^{[ 32 ]} حيث أنتجت 70  غرامًا إجمالًا في الفترة من 1913 إلى 1920 في بيتسبرغ وحدها. ^{[ 70 ]}

استُخدمت عملية كوري لاستخلاص الراديوم صناعيًا حتى عام 1940، ولكن استُخدمت حينها بروميدات مختلطة للتجزئة. إذا لم يكن محتوى الباريوم في خام اليورانيوم كافيًا، يُمكن إضافة باريوم إضافي لحمل الراديوم. طُبقت هذه العمليات على خامات اليورانيوم عالية الجودة، ولكنها قد لا تكون فعّالة مع الخامات منخفضة الجودة. ^{[ 71 ]} استمر استخلاص كميات صغيرة من الراديوم من خام اليورانيوم بهذه الطريقة، التي تجمع بين الترسيب المختلط والتبادل الأيوني، حتى تسعينيات القرن الماضي، ^{[ 29 ]} ولكن اعتبارًا من عام 2011، أصبح يُستخلص فقط من الوقود النووي المستهلك. ^{[ 72 ]} يُعزل معدن الراديوم النقي عن طريق اختزال أكسيد الراديوم باستخدام معدن الألومنيوم في فراغ عند درجة حرارة 1200  درجة مئوية. ^{[ 28 ]}

في عام 1954، بلغ إجمالي المعروض العالمي من الراديوم النقي حوالي 2.3 كيلوغرام . [ ^{44 ] وكانت} زائير وكندا لفترة وجيزة أكبر منتجي الراديوم في أواخر سبعينيات القرن العشرين. ^{[ 70 ]} وبحلول عام 1997، كانت بلجيكا وكندا وجمهورية التشيك وسلوفاكيا والمملكة المتحدة وروسيا من أبرز الدول المنتجة للراديوم. ^{[ 29 ]} وبلغ الإنتاج السنوي لمركبات الراديوم حوالي 100 غرام فقط في عام 1984؛ ^{[ 29 ]} وانخفض الإنتاج السنوي للراديوم إلى أقل من 100 غرام بحلول عام 2018. ^{[ 73 ]}   

يشهد الراديوم استخدامًا متزايدًا في مجال الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية . ^{[ 74 ] [ 20 ]} تتناسب قوى كسر التناظر طرديًا مع${\displaystyle \ Z^{3}\ ,}$^{[ 75 ]} مما يجعل الراديوم، أثقل عناصر الأرض القلوية، مناسبًا تمامًا لتقييد الفيزياء الجديدة التي تتجاوزالنموذج القياسي. بعض نظائر الراديوم، مثل الراديوم-225، لهاأزواج تكافؤ مشوهةثمانية الأقطابتنتهك تكافؤ الشحنةبمقدار يتراوح بين رتبتين إلى ثلاث رتب مقارنةً بالزئبق^-199. ^{[ 76 ]}

يُعد الراديوم أيضًا مرشحًا واعدًا للساعات الضوئية الأيونية المحصورة . يمتلك أيون الراديوم انتقالين بعرض خط طيفي دون الهرتز من${\displaystyle \ \mathrm {7s^{2}S_{1/2}} \ }$الحالة الأرضية التي يمكن أن تُستخدم كنقطة انتقال في الساعة الضوئية. ^{[ 77 ]} تم إثبات وجود ساعة ذرية باستخدام أيون محصور من نظير الراديوم 226 (Ra+ ) ^على${\displaystyle \ \mathrm {7s^{2}S_{1/2}} \ }$ل${\displaystyle \ \mathrm {6d^{2}D_{5/2}} \ }$^{[ 78 ]} وقد تم النظر في هذا الانتقال لإنشاء ساعة بصرية محمولة، حيث يمكن معالجة جميع الانتقالات اللازمة لتشغيل الساعة باستخدام ليزرات ثنائية مباشرة بأطوال موجية شائعة.

تُستمد بعض الاستخدامات العملية القليلة للراديوم من خصائصه الإشعاعية. وقد حلت النظائر المشعة المكتشفة حديثًا ، مثل الكوبالت-60 والسيزيوم -137 ، محل الراديوم حتى في هذه الاستخدامات المحدودة، نظرًا لأن العديد من هذه النظائر أكثر قوة في الإشعاع، وأكثر أمانًا في التعامل، ومتوفرة بتركيزات أعلى. ^{[ 79 ]}

وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية عام 2013 على استخدام نظير الراديوم -223 ^في الطب لعلاج النقائل العظمية لسرطان البروستاتا ، وذلك على شكل محلول ^{[ 80 ]} يحتوي على كلوريد الراديوم-223. ^{[ 81 ]} ويُعدّ الاستخدام الرئيسي لهذا العلاج هو علاج النقائل العظمية الناتجة عن سرطان البروستاتا المقاوم للعلاج الهرموني. ^{[ 82 ] كما استُخدم الراديوم -225} في تجارب العلاج الإشعاعي، كونه نظير الراديوم الوحيد طويل العمر نسبيًا الذي لا ينتج عنه الرادون. ^{[ 83 ]}

كان الراديوم لا يزال يُستخدم في عام 2007 كمصدر إشعاع في بعض أجهزة التصوير الإشعاعي الصناعية للكشف عن الأجزاء المعدنية المعيبة، على غرار التصوير بالأشعة السينية . ^{[ 14 ]} وعند مزجه مع البريليوم ، يعمل الراديوم كمصدر للنيوترونات . ^{[ 54 ] [ 84 ]} وحتى عام 2004 على الأقل، كانت مصادر النيوترونات الراديوم-بريليوم لا تزال تُستخدم أحيانًا، ^{[ 14 ] [ 85 ]} ولكن مواد أخرى مثل البولونيوم والأمريكيوم أصبحت أكثر شيوعًا في مصادر النيوترونات. وقد تم التخلي عن مصادر النيوترونات (α, n) القائمة على RaBeF4 _{على الرغم} من العدد الكبير من النيوترونات التي تُصدرها (1.84 × 10⁶ ^{نيوترون} في الثانية) لصالح مصادر ^241Am - Be. ^{[ 86 ]} اعتبارًا من عام 2011^{[ 28 ]} يُستخدم النظير ^{226Ra بشكل أساسي لتكوين 227Ac} عن طريق التشعيع النيوتروني في المفاعل النووي .

الراديوم عنصر شديد الإشعاع، وكذلك غاز الرادون ، وهو ناتج تحلله المباشر . عند ابتلاعه، يخرج 80% من الراديوم المبتلع من الجسم مع البراز ، بينما يدخل الـ 20% المتبقية إلى مجرى الدم ، ويتراكم معظمه في العظام. ويعود ذلك إلى أن الجسم يتعامل مع الراديوم على أنه كالسيوم ، فيُرسبه في العظام ، حيث يُؤدي الإشعاع إلى تدهور نخاع العظم ، وقد يُسبب طفرات في خلايا العظام . يُمكن أن يُسبب التعرض للراديوم، سواءً داخليًا أو خارجيًا، السرطان واضطرابات أخرى، لأن الراديوم والرادون يُصدران أشعة ألفا وجاما عند تحللهما، مما يُؤدي إلى موت الخلايا وتحولها. ^{[ 14 ]} يُعتبر الراديوم عمومًا أكثر العناصر المشعة سمية. ^{[ 86 ]}

تشمل بعض الآثار البيولوجية للراديوم أول حالة "التهاب الجلد الناتج عن الراديوم"، والتي سُجلت عام 1900، بعد عامين من اكتشاف العنصر. حمل الفيزيائي الفرنسي أنطوان بيكريل أمبولة صغيرة من الراديوم في جيب سترته لمدة ست ساعات، وأفاد بأن جلده قد تقرح . قام بيير كوري بتوصيل أنبوب مملوء بالراديوم بذراعه لمدة عشر ساعات، مما أدى إلى ظهور آفة جلدية، مما يشير إلى استخدام الراديوم لمهاجمة الأنسجة السرطانية كما هاجم الأنسجة السليمة. ^{[ 87 ]} يُعزى موت ماري كوري، بسبب فقر الدم اللاتنسجي ، إلى التعامل مع الراديوم ، ^{[ 88 ]} على الرغم من أن تحليل مستويات تعرضها للراديوم الذي أُجري بعد وفاتها وجد أنها ضمن المستويات الآمنة المقبولة، ويعزو مرضها ووفاتها إلى استخدامها للتصوير الشعاعي . ^{[ 89 ]} يكمن جزء كبير من خطورة الراديوم في غاز الرادون الناتج عنه، والذي يمكن أن يدخل الجسم بسهولة أكبر بكثير من الراديوم نفسه. ^{[ 14 ]}

• "اكتشاف الراديوم" . مجلة العلوم الجانبية . المملكة المتحدة. 8 يوليو 2012. مؤرشف من الأصل في 9 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 13 مايو 2017 .
• حمام مائي مشع بالراديوم في أوكلاهوما . markwshead.com (صور فوتوغرافية).
• "الراديوم، مادة مشعة" . قاعدة بيانات المواد الخطرة التابعة للمكتبة الوطنية للطب . المعاهد الوطنية للصحة في الولايات المتحدة . مؤرشف من الأصل في 1 يوليو 2018.
• "ببليوغرافيا مشروحة عن الراديوم" . مكتبة ألسوس الرقمية للقضايا النووية . ليكسينغتون، فرجينيا: جامعة واشنطن ولي . مؤرشفة من الأصل في 25 يونيو 2019.
• "الراديوم" . الجدول الدوري للفيديوهات . جامعة نوتنغهام .