Polonium 210: timpul de înjumătățire. De ce este folosit poloniul 210?

Polonium-210 provoacă o asociere absolut clară cu radiațiile. Și acest lucru nu este în zadar, pentru că este extrem de periculos.

Istoria descoperirii

Existența lui a fost prezisă în 1889 de către Mendeleev, când și-a creat faimoasa masă periodică. În practică, acest element sub numărul 84 a fost obținut nouă ani mai târziu de eforturile cuplului Curie, care au studiat fenomenul radiațiilor. Maria Sklodowska-Curie a încercat să afle cauza radiațiilor puternice din unele minerale și, prin urmare, a început să lucreze cu mai multe probe de rocă, să le prelucreze în toate căile disponibile, să se împartă în fracțiuni și să arunce inutilitatea. Ca rezultat, a primit o substanță nouă, care a devenit un analog al bismutului și al treilea element radioactiv deschis după uraniu și toriu.

În ciuda rezultatelor reușite ale experimentului, Maria nu se grăbea să vorbească despre constatările ei. Analiza spectrală, condusă de un coleg al cuplului Curie, nu a oferit niciun motiv să discutăm despre descoperirea unui element nou. Cu toate acestea, într-un raport al reuniunii Academiei de Științe din Paris în iulie 1898, soții au raportat despre presupusa primire a unei substanțe care prezintă proprietățile metalelor și a propus să o numească poloniu în onoarea Poloniei, patria mamă a Mariei. Acesta a fost primul și singurul moment din istorie, când un element care nu fusese încă identificat era deja numit. Primul eșantion a apărut abia în 1910.

Proprietăți fizice și chimice

Poloniul este un metal alb-argintiu relativ moale. Este atât de radioactiv încât strălucește în întuneric și se încălzește constant. În același timp, punctul său de topire este puțin mai mare decât cel al staniu - doar 254 grade Celsius. Metalul este foarte rapid oxidat în aer. La temperaturi scăzute formează o latură cristalină simplă monatomică.

Conform proprietăților sale chimice, poloniul este foarte aproape de analogul său - telur. În plus, nivelul ridicat de radiație are o mare influență asupra naturii compușilor săi. Deci, reacțiile care implică poloniu pot fi foarte spectaculoase și interesante, chiar dacă sunt destul de periculoase din punct de vedere al beneficiilor pentru sănătate.

izotopi

În total, știința cunoaște în prezent 27 (conform altor surse - 33) forme de poloniu. Nici una dintre ele nu este stabilă și toate sunt radioactive. Cel mai greu dintre izotopi (cu numere ordinale de la 210 la 218) se găsesc în număr mic în natură, restul putând fi obținut numai prin mijloace artificiale.

Radioactive polonium-210 este cea mai lungă viață a formelor naturale. Acesta este conținut într-o cantitate mică în minereurile de radio-uraniu și se formează datorită unui lanț de reacții care începe cu U-238 și durează aproximativ 4,5 miliarde de ani, dacă vorbim despre timpul de înjumătățire.

recepție

În 1 tonă uraniu izotopul polonium-210 este prezent într-o cantitate de aproximativ 100 micrograme. Ele pot fi identificate în procesarea deșeurilor de producție, dar pentru a obține un volum mai mult sau mai puțin semnificativ al elementului ar trebui să se ocupe de o cantitate imensă de material. O metodă mult mai simplă și mai eficientă este sinteza prin iradierea neutronilor de bismut natural în reactoarele nucleare.

Ca urmare, după alte proceduri, se obține polonium-210. Izotopii 208 și 209 pot fi de asemenea obținuți prin iradierea bismutului sau a plumbului cu fascicule accelerate de particule alfa, protoni sau deuteroni.

radioactivitate

Polonium-210, ca și alte izotopi, este emițători alfa. Grupul mai greu emite și raze gamma. În ciuda faptului că izotopul 210 este sursa numai a particulelor alfa, este destul de periculos, nu poate fi luat cu mâna și chiar aproape de o distanță apropiată, deoarece atunci când este încălzit, devine aerosolizat. Este, de asemenea, extrem de periculos pentru a obține poloniu în interior cu respirație sau alimente. De aceea, lucrul cu această substanță are loc în cutii special sigilate. Curios, acest element a fost descoperit cu aproximativ o jumătate de secol în urmă în frunzele de tutun. Perioada de descompunere a polonium-210 în comparație cu alte izotopi este suficient de mare și, prin urmare, se poate acumula în instalație și poate dăuna mai mult sănătății fumătorului. Cu toate acestea, orice încercare de a extrage această substanță din tutun nu a avut succes.

pericol

Deoarece poloniul-210 emite numai particule alfa, respectând anumite precauții, nu trebuie să vă fie teamă să lucrați cu el. Gama acestor valuri rar depășește o duzină de centimetri, în plus, de obicei, ele nu pot penetra pielea.

Cu toate acestea, o dată în interiorul corpului, îl fac un rău mare. Dacă ajunge în sânge, se răspândește rapid prin toate țesuturile - în câteva minute prezența sa poate fi văzută în toate organele. În primul rând, este prezent în rinichi și ficat, dar, în general, este distribuit în mod egal, ceea ce explică efectul său negativ general.

Toxicitatea poloniului este atât de mare încât chiar și dozele mici provoacă boală și moartea cronică a radiațiilor în 6-11 luni. Principalele căi de excreție din organism sunt prin rinichi și prin tractul digestiv. Se observă dependența de metoda de lovire. Timpul de înjumătățire este de 30 până la 50 de zile.

Accidentele otrăvite de poloniu sunt complet imposibile. Pentru a obține o cantitate suficientă de substanță, este necesar să aibă acces la reactorul nuclear și să pună în mod deliberat izotopul victimei. Complexitatea diagnosticului este, de asemenea, că numai câteva cazuri sunt cunoscute în istorie. Prima victimă este fiica descoperitorilor de poloniu - Iren Joliot-Curie, care în timpul cercetării a rupt capsula cu substanța în laborator și a murit după 10 ani. Alte două cazuri se încadrează în secolul 21. Primul dintre ele este cazul senzațional al lui Litvinenko, care a murit în 2006, iar al doilea - moartea lui Yasser Arafat, în lucrurile despre care s-au găsit urme ale izotopului radioactiv. Cu toate acestea, diagnosticul final nu a fost niciodată confirmat.

dezintegrare

Unul dintre cele mai lungi izotopi, împreună cu 208 și 209, este polonium-210. timp de înjumătățire (adică timpul pentru care numărul particulelor radioactive este redus la jumătate) în primele două cazuri este de 2,9 și, respectiv, 102 de ani și în ultimele 138 de zile și 9 ore. În ceea ce privește celelalte izotopi, durata lor de viață este calculată în principal cu minute și ore.

Combinația dintre diferitele proprietăți ale polonium-210 îl face cel mai convenabil de un număr pentru utilizarea în diferite sfere de viață. Fiind într-o cochilie de metal specială, nu mai poate să-i dăuneze sănătății, dar poate să-și dea energia în beneficiul omenirii. Deci, ce este folosit astăzi pentru polonium-210?

Aplicație modernă

Potrivit unor rapoarte, aproximativ 95% din producția de poloniu este concentrată în Rusia, cu aproximativ 100 de grame de substanță sintetizate pe an și aproape toate sunt exportate în Statele Unite.

Există mai multe zone în care se utilizează polonium-210. În primul rând, acestea sunt vehicule spațiale. Cu dimensiunile sale compacte, este indispensabilă ca sursă excelentă de energie și căldură. În ciuda faptului că aproximativ la fiecare 5 luni eficacitatea sa este redusă la jumătate, izotopii mai grei sunt mult mai costisitori în producție.

În plus, poloniul este absolut indispensabil în fizica nucleară. Este larg utilizat în studiul efectului radiației alfa asupra altor substanțe.

În cele din urmă, un alt domeniu de aplicare este fabricarea dispozitivelor pentru îndepărtarea electricității statice atât pentru industrie, cât și pentru uz casnic. Este chiar surprinzător cum un astfel de element periculos poate deveni aproape un ustensiu de bucătărie, fiind învelit într-o coajă sigură.