Polon-210 ma bardzo wyraźny związek z promieniowaniem. I nie jest to daremne, ponieważ jest to niezwykle niebezpieczne.
Historia odkryć
Jego istnienie przepowiedział w 1889 roku Mendelejew, kiedy stworzył swój słynny układ okresowy pierwiastków. W praktyce pierwiastek ten, numer 84, uzyskano dziewięć lat później dzięki staraniom Curie, którzy badali zjawisko promieniowania. Maria Skłodowska-Curie próbowała dociec przyczyny silnego promieniowania emanującego z niektórych minerałów i dlatego rozpoczęła pracę z kilkoma próbkami skał, przetwarzając je wszelkimi dostępnymi jej sposobami, dzieląc na frakcje i odrzucając zbędne. W rezultacie otrzymała nową substancję, która stała się analogiem bizmutu i trzecim odkrytym pierwiastkiem promieniotwórczym po uranie i torze.
Pomimo pomyślnych wyników eksperymentu, Maria nie spieszyła się z opowiadaniem o swoim odkryciu. Analiza spektralna przeprowadzona przez kolegę małżonków Curie również nie dała podstaw do mówienia o odkryciu nowego pierwiastka. Niemniej jednak w raporcie ze spotkania Paryskiej Akademii Nauk w lipcu 1898 r. para donosiłarzekomo pozyskał substancję wykazującą właściwości metalu i zaproponował nazwanie go polonem na cześć Polski - ojczyzny Maryi. Był to pierwszy i jedyny przypadek w historii, kiedy element, który nie został jeszcze wiarygodnie zidentyfikowany, otrzymał już nazwę. Cóż, pierwsza próbka pojawiła się dopiero w 1910 roku.
Właściwości fizyczne i chemiczne
Polon to stosunkowo miękki, srebrzystobiały metal. Jest tak radioaktywny, że świeci w ciemności i stale się nagrzewa. Jednocześnie jego temperatura topnienia jest nieco wyższa niż cyny - tylko 254 stopnie Celsjusza. Metal bardzo szybko utlenia się w powietrzu. W niskich temperaturach tworzy jednoatomową prostą sześcienną sieć krystaliczną.
Pod względem właściwości chemicznych polon jest bardzo zbliżony do swojego odpowiednika - telluru. Ponadto na charakter jego związków duży wpływ ma wysoki poziom promieniowania. Reakcje z udziałem polonu mogą być więc dość spektakularne i interesujące, aczkolwiek dość niebezpieczne z punktu widzenia korzyści zdrowotnych.
Izotopy
W sumie nauka zna obecnie 27 (według innych źródeł - 33) form polonu. Żaden z nich nie jest stabilny i wszystkie są radioaktywne. Najcięższe izotopy (o liczbach porządkowych od 210 do 218) występują w przyrodzie w niewielkich ilościach, resztę można uzyskać jedynie sztucznie.
Radioaktywny polon-210 jest najdłużej żyjącą formą przyrody. Jest zawarty w niewielkiej ilości w rudach radowo-uranu i powstaje dzięki łańcuchowireakcje zaczynające się od U-238 i trwające około 4,5 miliarda lat pod względem okresu półtrwania.
Odbierz
1 tona rudy uranu zawiera izotop polon-210 w ilości równej około 100 mikrogramom. Można je wyizolować podczas przetwarzania odpadów produkcyjnych, jednak aby uzyskać mniej lub bardziej znaczącą objętość elementu, należałoby przetworzyć ogromną ilość materiału. Dużo prostszym i wydajniejszym sposobem jest synteza z wykorzystaniem napromieniowania neutronowego naturalnego bizmutu w reaktorach jądrowych.
W rezultacie, po kilku kolejnych procedurach, otrzymuje się polon-210. Izotopy 208 i 209 można również uzyskać przez napromieniowanie bizmutu lub ołowiu przyspieszonymi wiązkami cząstek alfa, protonów lub deuteronów.
Radioaktywność
Polon-210, podobnie jak inne izotopy, jest emiterem alfa. Cięższa grupa również emituje promienie gamma. Pomimo tego, że izotop 210 jest źródłem tylko cząstek alfa, jest dość niebezpieczny, nie można go wziąć ręcznie, a nawet podejść z bliskiej odległości, ponieważ po podgrzaniu przechodzi w stan aerozolu. Niezwykle niebezpieczne jest również dostanie się do środka polonu z oddechem lub jedzeniem. Dlatego praca z tą substancją odbywa się w specjalnie zapieczętowanych pudełkach. Ciekawe, że ten pierwiastek został znaleziony w liściach tytoniu około pół wieku temu. Okres rozpadu polonu-210 w porównaniu z innymi izotopami jest wystarczająco duży, dlatego może on akumulować się w roślinie, a następnie szkodzićzdrowie palacza jeszcze bardziej. Jednak każda próba wydobycia tej substancji z tytoniu zakończyła się niepowodzeniem.
Niebezpieczeństwo
Ponieważ polon-210 emituje tylko cząstki alfa, zachowując pewne środki ostrożności, nie należy bać się z nim pracować. Fale te rzadko podróżują więcej niż kilkanaście centymetrów i zazwyczaj nie mogą przeniknąć przez skórę.
Jednak, gdy znajdą się w ciele, wyrządzają mu wielką krzywdę. Gdy dostanie się do krwiobiegu, szybko rozprzestrzenia się na wszystkie tkanki – po kilku minutach jego obecność można zauważyć we wszystkich narządach. Występuje głównie w nerkach i wątrobie, ale generalnie jest rozprowadzany dość równomiernie, co może wyjaśniać jego wysoki ogólny efekt uszkadzający.
Toksyczność polonu jest tak duża, że nawet małe dawki powodują przewlekłą chorobę popromienną i śmierć w ciągu 6-11 miesięcy. Głównymi drogami wydalania z organizmu są nerki i przewód pokarmowy. Istnieje zależność od metody wejścia. Okres półtrwania wynosi od 30 do 50 dni.
Przypadkowe zatrucie polonem jest całkowicie niemożliwe. Aby uzyskać wystarczającą ilość substancji, należy mieć dostęp do reaktora jądrowego i celowo umieścić na ofierze izotop. Złożoność diagnozy polega również na tym, że w historii znanych jest tylko kilka przypadków. Pierwszą ofiarą jest córka odkrywców polonu, Irene Joliot-Curie, która podczas badań rozbiła w laboratorium kapsułkę z substancją i zmarła 10 lat później. Jeszcze dwa przypadkinależą do XXI wieku. Pierwsza z nich to sensacyjny przypadek Litwinienki, który zmarł w 2006 roku, a druga to śmierć Jasera Arafata, w którego rzeczach znaleziono ślady radioaktywnego izotopu. Jednak ostateczna diagnoza nigdy nie została potwierdzona.
Dekompozycja
Jednym z najdłużej żyjących izotopów, obok 208 i 209, jest polon-210. Okres półtrwania (czyli czas, w którym liczba cząstek radioaktywnych zmniejsza się o połowę) dla dwóch pierwszych wynosi odpowiednio 2, 9 i 102 lata, a dla ostatnich 138 dni i 9 godzin. Jeśli chodzi o pozostałe izotopy, ich żywotność liczona jest głównie w minutach i godzinach.
Połączenie różnych właściwości polonu-210 sprawia, że jest to najwygodniejsza z serii do zastosowania w różnych dziedzinach życia. Będąc w specjalnej metalowej skorupie, nie może już szkodzić swojemu zdrowiu, ale jest w stanie oddać swoją energię dla dobra ludzkości. Więc do czego dzisiaj używa się polon-210?
Nowoczesna aplikacja
Według niektórych raportów około 95% produkcji polonu koncentruje się w Rosji, a około 100 gramów tej substancji jest syntetyzowanych rocznie, a prawie cała jest eksportowana do Stanów Zjednoczonych.
Istnieje kilka obszarów, w których używany jest polon-210. Przede wszystkim są to statki kosmiczne. Dzięki swoim kompaktowym rozmiarom jest niezastąpiony jako doskonałe źródło energii i ciepła. Chociaż jego skuteczność zmniejsza się o połowę co około 5 miesięcy, cięższe izotopy są znacznie droższe w produkcji.
Z wyjątkiemPonadto polon jest absolutnie niezbędny w fizyce jądrowej. Jest szeroko stosowany w badaniu wpływu promieniowania alfa na inne substancje.
Wreszcie kolejnym obszarem zastosowania jest produkcja urządzeń do usuwania elektryczności statycznej zarówno do użytku przemysłowego, jak i domowego. To zdumiewające, jak tak niebezpieczny element może stać się niemal przyborem kuchennym, zamkniętym w niezawodnej powłoce.
