ラジウムは、ウラン-238の崩壊系列（4n+2系列）における重要な中間元素です。トリウム-230（イオニウム）のアルファ崩壊によって生成され、自身はアルファ放出によってラドン-222に崩壊します。ラジウムには複数の同位体が存在しますが、最も重要なのはラジウム-226（半減期1600年）で、古代の鉱物中でウラン-238と永年平衡状態にあります。そのため、その存在と相対的な存在量は、環境中のウラン含有量に直接関連しています。
ウラン-トリウム/ラジウム同位体システムは、数年から約50万年の時間スケールで地質学的プロセスの年代測定に使用されます。\(^{226}\mathrm{Ra}/^{230}\mathrm{Th}\)比は、特に海洋炭酸塩（サンゴ、コンクリーション）や最近の海洋堆積物の年代測定に有用です。ラジウムはトリウムよりも溶解性が高いため、大陸から溶出され海洋に運ばれます。堆積物コア中のラジウムの活性を測定することで、堆積速度や過去の気候変動を再構築することができます。
ラジウムには、異なる半減期を持つ4つの天然同位体（\(^{223}\mathrm{Ra}\)、11.4日；\(^{224}\mathrm{Ra}\)、3.66日；\(^{226}\mathrm{Ra}\)、1600年；\(^{228}\mathrm{Ra}\)、5.75年）があります。これらの同位体は、時間スケールが異なるため、さまざまなスケールのプロセスに対する理想的なトレーサーとなります：
土壌や岩石中のラジウム-226は、ラドン-222の直接的な源であり、ラドンは建物内に移動する放射性ガスです。そのため、土壌中のラジウム含有量は、地域のラドンポテンシャルの主要な決定要因となります。
"ラジウム"という名前は、その発見者であるピエール・キュリーとマリー・キュリーによって選ばれ、ラテン語の"radius"（光線）に由来します。この名前は、新元素の最も顕著な特性である強い放射能を称えています。放射能は、目に見えないが検出可能な「光線」の放出として現れます。キュリー夫妻は既に「ポロニウム」と名付けており、「ラジウム」は彼らがピッチブレンド（ウラン鉱石）から抽出した2つの放射性元素を完成させました。
1898年、アンリ・ベクレル（1852-1903）のウランに関する研究を受け継ぎ、マリー・キュリー（1867-1934）は、ピッチブレンド（ウラン鉱石）が純粋なウランよりもはるかに放射能が強いことを発見しました。夫のピエールと共に、未知の放射性元素の存在を推論しました。原始的な納屋での数ヶ月に及ぶ過酷な作業の末、2つの新元素を分離することに成功しました：まずポロニウム（1898年7月）、次にラジウム（1898年12月）。1898年12月26日、科学アカデミーに発表しました。決定的な証明と純粋な塩化ラジウム（RaCl₂）としてのラジウムの単離は、数トンの鉱石を処理した後の1902年まで実現しませんでした。
純粋な金属ラジウムは、1910年にマリー・キュリーとアンドレ＝ルイ・ドビエルヌ（1874-1949）によって、溶融塩化ラジウムの水銀陰極での電気分解とその後の水銀の蒸留によって初めて単離されました。この成功は、マリー・キュリーの国際的な名声を確固たるものとし、1911年に2度目のノーベル賞（今回は化学賞）を受賞し、異なる分野で2つのノーベル賞を受賞した最初の人物となりました。
ラジウムの驚異的な特性—強い放射能、自発的な発光（空気や不純物の励起による）、崩壊熱—は、それを真の科学的および商業的なセレブリティにしました。ほぼ奇跡的な効能が帰せられ、「ブーム」が起こりました：
この時代は、新技術への魅了とその危険性の理解との間のギャップを示しています。
ラジウムは天然の状態では存在しません。ウラン鉱石、主にピッチブレンド（UO₂）とカルノタイト（K₂(UO₂)₂(VO₄)₂·3H₂O）に、微量（約10¹¹分の1）含まれています。歴史的に最も豊富な鉱山は、ヨアヒムスタール（現在のチェコ共和国）とベルギー領コンゴにありました。抽出は極めて困難で高価でした：1グラムのラジウムを得るために数百トンの鉱石を処理する必要があり、世界で最も高価な物質となりました（1910年代には1グラムあたり12万ドル、現在の価値では数百万ドル）。
現在、ラジウムは意図的に生産されていません。医療で使用される少量のラジウムは、歴史的な在庫から供給されるか、核廃棄物処理の副産物として生産されます。需要はほとんどなくなりました。
ラジウム（記号Ra、原子番号88）は、第2族のアルカリ土類金属に属します。このグループには、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが含まれ、ラジウムはその中で最も重く、最も放射性の強い元素です。その原子は88個の陽子と、同位体によって135から150個の中性子を持ちます。最も安定な同位体である\(^{226}\mathrm{Ra}\)は138個の中性子を持ちます。その電子配置は[Rn] 7s²で、7s殻に2個の価電子があります。
ラジウムは銀白色のアルカリ土類金属で、空気中で酸化と窒化により急速に黒変します。その性質は主にバリウムの性質から外挿されますが、強い放射能により複雑になります。
固体状態では、体心立方構造で結晶します。
推定融点：〜973 K（〜700 °C）。
推定沸点：〜2010 K（〜1737 °C）。
化学的には、ラジウムはバリウムに非常に似ていますが、さらに反応性が高いです。非常に電気陽性な金属です。
ラジウムの化学は、その放射能と崩壊生成物による溶液の汚染のため、研究が困難です。
原子番号：88。
グループ：2（アルカリ土類金属）。
電子配置：[Rn] 7s²。
酸化状態：+2（排他的）。
最も安定な同位体：\(^{226}\mathrm{Ra}\)（T½ = 1600年）。
外観：空気中で黒変する銀白色の金属。
| 同位体 / 表記 | 陽子 (Z) | 中性子 (N) | 原子質量 (u) | 親系列 | 半減期 / 崩壊モード | 備考 / 应用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ラジウム-223 — \(^{223}\mathrm{Ra}\) | 88 | 135 | 223.018502 u | ウラン-235 (4n+3) | 11.43日 (α) | 医療用としてXofigo®の商品名で、前立腺がんによる痛みを伴う骨転移の治療（標的アルファ療法）に使用されます。 |
| ラジウム-224 — \(^{224}\mathrm{Ra}\) | 88 | 136 | 224.020212 u | トリウム-232 (4n) | 3.66日 (α) | 歴史的に医療で使用されました。現在、アルファ療法の研究が行われています。 |
| ラジウム-226 — \(^{226}\mathrm{Ra}\) | 88 | 138 | 226.025410 u | ウラン-238 (4n+2) | 1600年 (α) | 歴史的かつ最も重要な同位体。キュリー夫妻によって発見され、数十年にわたりキュリー療法や発光塗料に使用されました。ラドン-222の源です。 |
| ラジウム-228 — \(^{228}\mathrm{Ra}\) | 88 | 140 | 228.031070 u | トリウム-232 (4n) | 5.75年 (β⁻) | メソトリウムI。歴史的に発光塗料に単独で使用されました。トリウム-228の生成物です。 |
注記：
電子殻： 原子核の周りの電子の配置。
ラジウムは88個の電子を持ち、7つの電子殻に分布しています。その電子配置[Rn] 7s²は単純で、ラドン（貴ガス）の配置に7s殻に2個の電子が追加されたものです。これはK(2) L(8) M(18) N(32) O(18) P(8) Q(2)とも表記でき、完全な形式では1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 7s²となります。
K殻 (n=1)：2個の電子 (1s²)。
L殻 (n=2)：8個の電子 (2s² 2p⁶)。
M殻 (n=3)：18個の電子 (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)。
N殻 (n=4)：32個の電子 (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)。
O殻 (n=5)：18個の電子 (5s² 5p⁶ 5d¹⁰)。
P殻 (n=6)：8個の電子 (6s² 6p⁶)。
Q殻 (n=7)：2個の電子 (7s²)。
ラジウムは2個の価電子（7s²）を持ちます。他のアルカリ土類金属と同様に、これらの2個の電子を容易に失い、Ra²⁺イオンを形成し、貴ガスであるラドンの安定した電子配置を実現します。この高い電気陽性度が、水や酸との高い反応性を説明しています。
1910年代から1920年代にかけて、U.S. Radium Corporationは、何百人もの若い女性を雇い、ラジウム塗料で時計の文字盤を手作業で塗装させました。細かい筆先を得るため、労働者たちは唇で筆を尖らせる（「lip-pointing」）ことを奨励され、毎日微量のラジウムを摂取していました。さらに、埃っぽい作業場で働き、時には髪や爪を発光塗料で塗って遊ぶこともありました。
1920年代初頭から、労働者たちは恐ろしい病気を発症し始めました：重度の貧血、顎壊死（「ラジウム顎」、顎の骨が文字通り崩壊する）、自然骨折、骨肉腫、さまざまながん。当初は医師も困惑しましたが、ハリソン・マートランド博士（1883-1954）によってラジウムとの関連性が明らかになりました。摂取されたラジウムはカルシウムのように振る舞い、骨に固定され、数十年にわたり骨髄や周囲の組織を内部から照射しました。
5人の労働者、「ラジウム・ガールズ」（グレース・フライヤー、キャサリン・ショーブなど）は、1927年に雇用主を相手取り訴訟を起こしました。企業の遅延戦術や原告の健康悪化にもかかわらず、1928年に勝利を収めました。この裁判は：
ラジウムの毒性は純粋に放射線学的です（鉛や水銀のような化学的毒性とは異なります）。摂取（主に経口、まれに粉塵の吸入）されると、Ra²⁺イオンはカルシウムの代謝に従います：
ラジウム労働者、ラジウム治療を受けた患者、時計職人の長期的な疫学研究により、内部アルファ放射の影響に関する基本的なデータが提供されました。
現在、ラジウムの取り扱いは厳重な予防措置の下で行われます：
ラジウムの過去の産業利用は、汚染サイト（発光塗料工場、時計工房、廃棄物処分場など）の遺産を残しました。Ra-226の長い半減期（1600年）は、この汚染が数千年にわたって持続することを意味します。
収集家や博物館はリスクを認識する必要があります。物品は換気されたケースに保管し、手袋を使用して取り扱い、専門知識なしに開けたり修理したりしてはなりません。剥がれた塗料は特に危険です。
ラジウムの「奇跡の物質」としての時代は終わりました。その未来は、2つの非常に異なる分野にあります：
ラジウムは、放射能の時代を開いた元素として歴史に残ります。科学的天才、素朴な熱狂、そして最終的に厳格な規制と放射線リスクに対する鋭い意識をもたらした人間の苦難を伴って。
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