Polonijum 210: polu-život. Zašto se koristi polonijum 210?

Polonijum-210 uzrokuje veoma jasnu vezu sa zračenjem. I to nije uzaludno, jer je izuzetno opasno.

Istorija otkrića

Njegovo postojanje predvideo je 1889. godine Mendeleev, kada je stvorio svoj poznati periodni sto. U praksi, ovaj element pod brojem 84 dobio je devet godina kasnije napore par Kuria, koji su proučavali fenomen zračenja. Maria Sklodowska-Curie je pokušala da sazna za uzrok jakog zračenja iz nekih minerala, i stoga je počela raditi sa nekoliko uzoraka kamena, obrađivši ih na svim raspoloživim načinima, podelivši se u frakcije i odbacivši nepotrebne. Kao rezultat, dobila je novu supstancu koja je postala analog bizmuta i trećeg otvorenog radioaktivnog elementa nakon urana i torija.

Uprkos uspešnim rezultatima eksperimenta, Maria nije žurila da govori o svojim nalazima. Spektralna analiza, koju je sprovela kolega par Kuria, takođe nije dala razloga za priču o otkrivanju novog elementa. Uprkos tome, u izveštaju na sastanku Pariskog akademija nauka u julu 1898. godine, supružnici su prijavili navodni prijem supstance koja pokazuje svojstva metala i predložila da je naziva polonijum u čast Poljske, matične države Marije. Ovo je bilo prvo i jedino u istoriji slučaja, kada je element koji još nije bio identifikovan već imenovan. Pa, prvi uzorak pojavio se tek 1910. godine.

Fizičke i hemijske osobine

Polonijum je relativno mekan srebro-bijeli metal. Tako je radioaktivno da sije u mraku i stalno se zagreva. Istovremeno, njegova tačka topljenja je nešto veća od temperature limena - samo 254 stepeni Celzijusa. Metall oksidira veoma brzo u vazduhu. Na niskim temperaturama formira monatomsku jednostavnu kubičnu kristalnu mrežu.

Prema svojim hemijskim svojstvima, polonijum je vrlo blizu njegovom analognom - talouriju. Pored toga, visok stepen zračenja ima veliki uticaj na prirodu njegovih jedinjenja. Tako reakcije koje uključuju polonijum mogu biti veoma spektakularne i zanimljive, iako prilično opasne sa stanovišta zdravstvenih koristi.

Izotopi

Ukupno, nauka trenutno zna 27 (prema drugim izvorima - 33) oblici polonijuma. Nijedan od njih nije stabilan, i svi su radioaktivni. Najteži izotopi (sa rednim brojevima od 210 do 218) se nalaze u malim količinama u prirodi, a ostatak se može dobiti samo veštačkim sredstvima.

Radioaktivni polonijum-210 je najduži život prirodnih oblika. Sadrži se u maloj količini u rudama radijuma-uranijuma i formira lanac reakcija, počevši od U-238 i traje oko 4,5 milijardi godina, ako govorimo o poluvremenu.

Primanje

U 1 toni uranske rude postoji izotop polonij-210 u količini od približno 100 mikrograma. Oni se mogu identifikovati u procesu obrade industrijskog otpada, ali da bi se dobio manje-više značajan obim elementa mora se rukovati ogromnom količinom materijala. Mnogo jednostavniji i efikasniji metod je sinteza pomoću zračenja neutrona prirodnog bizmuta u nuklearnim reaktorima.

Kao rezultat toga, nakon nekih drugih procedura dobija se polonijum-210. Izotopi 208 i 209 takođe se mogu dobiti i zračenjem bizmuta ili olova sa ubrzanim gredama alfa čestica, protona ili deuterona.

Radioaktivnost

Polonijum-210, kao i drugi izotopi, su alfa emiteri. Teža grupa takođe emituje gama zrake. Uprkos činjenici da je izotop 210 izvor samo alfa čestica, to je prilično opasno, ne može se uzeti ručno i čak blizu bliske udaljenosti, jer kada se zagreje, postaje aerosolizirano. Takođe je izuzetno opasno dobiti polonijum sa disanjem ili hranom. Zbog toga se rad sa ovom supstancom odvija u posebnim zatvorenim kutijama. Zanimljivo je da je ovaj element pronađen prije pola veka u listovima duvana. Period raspadanja polonijuma-210 u poređenju sa drugim izotopima je prilično velik i stoga se može akumulirati u biljci i naknadno štetiti zdravlju pušača još više. Ipak, bilo kakav pokušaj da se ova supstanca izvadi od duvana nije uspjela.

Opasnost

S obzirom da polonijum-210 emituje samo alfa čestice, poštujući određene predostrožnosti, ne treba se plašiti rada sa njim. Raspon tih talasa retko prelazi deset centimetara, pored toga, obično ne mogu prodreti u kožu.

Međutim, jednom u telu, oni mu nanose veliku štetu. Kada uđe u krv, brzo se širi preko svih tkiva - za nekoliko minuta njegovo prisustvo se može videti u svim organima. Pre svega, prisutan je u bubrezima i jetri, ali uopšte je distribuiran prilično ravnomerno, što objašnjava njegov visok ukupni štetni efekat.

Toksičnost polonijuma je toliko velika da čak i male doze uzrokuju hroničnu bolest i smrt od 6-11 meseci. Glavni načini izlučivanja iz tela su bubrezi i digestivni trakt. Zabeležena je zavisnost od metoda udaranja. Poluživot je 30 do 50 dana.

Slučajno trovanje polonijumom je potpuno nemoguće. Da bi se dobila dovoljna količina supstance, neophodno je imati pristup nuklearnom reaktoru i namerno postaviti izotop na žrtvu. Složenost dijagnoze je takođe da je u istoriji poznato samo nekoliko slučajeva. Prva žrtva je kćer pronalazača polonijuma - Iren Joliot-Curie, koji je tokom istraživanja probio kapsulu sa supstancom u laboratoriji i umro nakon 10 godina. Još dva slučaja pada u 21. vek. Prvi od njih je senzacionalni slučaj Litvinenka, koji je umro 2006. godine, a drugi - smrt Jasera Arafata, u stvarima od kojih su pronađeni tragovi radioaktivnog izotopa. Ipak, konačna dijagnoza nikada nije potvrđena.

Dezintegracija

Jedan od najdužih izotopa, zajedno sa 208 i 209, je polonijum-210. Poluvreme (tj. Vreme za koje se količina radioaktivnih čestica smanjuje za pola) u prva dva je 2.9 i 102 godine, respektivno iu poslednjih 138 dana i 9 sati. Što se tiče ostalih izotopa, njihov životni vijek izračunava se uglavnom po minutima i satima.

Kombinacija različitih svojstava polonijum-210 čini ga najpogodnijim brojem za upotrebu u različitim sferama života. Biti u posebnoj metalnoj školjci, on više ne može povrediti svoje zdravlje, već je u stanju da dade svoju energiju u korist čovečanstva. Dakle, za šta se koristi polonijum-210 danas?

Moderna aplikacija

Prema nekim izveštajima, oko 95% proizvodnje polonijuma je koncentrisano u Rusiji, sa oko 100 grama sintetizovane supstance godišnje, a skoro sve se izvozi u Sjedinjene Države.

Postoji nekoliko oblasti u kojima se koristi polonijum-210. Pre svega, ovo su svemirska vozila. Sa svojim kompaktnim dimenzijama, neophodan je kao odličan izvor energije i toplote. Uprkos činjenici da je otprilike svakih 5 mjeseci njegova efikasnost smanjena za pola, teži izotopi su mnogo skuplji u proizvodnji.

Pored toga, polonijum je apsolutno neophodan u nuklearnoj fizici. Široko se koristi u istraživanju efekta alfa zračenja na druge supstance.

Konačno, još jedna oblast primjene je proizvodnja uređaja za uklanjanje statičkog elektriciteta za industriju i kućnu upotrebu. Čak je i iznenađujuće kako takav opasan element može postati gotovo kuhinjski pribor, koji je zatvoren u sigurnu školjku.