Polonium-210 liittyy hyvin selkeästi säteilyyn. Ja tämä ei ole turhaa, koska se on erittäin vaarallista.
Löytöhistoria
Mendelejev ennusti sen olemassaolon vuonna 1889, kun hän loi kuuluisan jaksollisen taulukkonsa. Käytännössä tämä alkuaine, numero 84, saatiin yhdeksän vuotta myöhemmin säteilyilmiötä tutkineiden Curien ponnisteluilla. Maria Sklodowska-Curie yritti selvittää syyn tietyistä mineraaleista lähtevään voimakkaaseen säteilyyn ja aloitti siksi useiden kivinäytteiden käsittelyn, prosessoi ne kaikilla käytettävissään olevilla tavoilla, jakoi jakeisiin ja hylkäsi tarpeettomat. Tämän seurauksena hän sai uuden aineen, josta tuli vismutin analogi ja kolmas löydetty radioaktiivinen alkuaine uraanin ja toriumin jälkeen.
Kokeen onnistuneista tuloksista huolimatta Marialla ei ollut kiire puhua löydöstään. Curien puolisoiden kollegan tekemä spektrianalyysi ei myöskään antanut aihetta puhua uuden elementin löytämisestä. Siitä huolimatta pariskunta kertoi raportissaan Pariisin tiedeakatemian kokouksessa heinäkuussa 1898Oletettavasti hankkinut aineen, jolla on metallin ominaisuudet, ja ehdottanut sen nimeämistä poloniumiksi Puolan - Marian kotimaan - kunniaksi. Tämä oli ensimmäinen ja ainoa tapaus historiassa, kun elementti, jota ei ole vielä luotettavasti tunnistettu, on jo saanut nimen. No, ensimmäinen näyte ilmestyi vasta vuonna 1910.
Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
Polonium on suhteellisen pehmeä, hopeanvalkoinen metalli. Se on niin radioaktiivista, että se hohtaa pimeässä ja kuumenee jatkuvasti. Samaan aikaan sen sulamispiste on hieman korkeampi kuin tinalla - vain 254 celsiusastetta. Metalli hapettuu erittäin nopeasti ilmassa. Alhaisissa lämpötiloissa se muodostaa monoatomisen yksinkertaisen kuutiokidehilan.
Kemiallisilta ominaisuuksiltaan polonium on hyvin lähellä vastineensa - telluuria. Lisäksi korkea säteilytaso vaikuttaa suuresti sen yhdisteiden luonteeseen. Poloniumia sisältävät reaktiot voivat siis olla varsin näyttäviä ja mielenkiintoisia, vaikkakin varsin vaarallisia terveyshyötyjen kann alta.
Isotoopit
Tiede tuntee tällä hetkellä 27 (muiden lähteiden mukaan 33) poloniumin muotoa. Mikään niistä ei ole stabiili ja ne ovat kaikki radioaktiivisia. Raskaimmat isotoopit (järjestysluvuilla 210-218) löytyvät luonnosta pieniä määriä, loput voidaan saada vain keinotekoisesti.
Radioaktiivinen polonium-210 on pisin luonnonmuoto. Sitä on pieni määrä radium-uraanimalmeissa ja muodostuu ketjun ansiostareaktiot, jotka alkavat U-238:sta ja kestävät noin 4,5 miljardia vuotta puoliintumisajalla mitattuna.
Vastaanota
1 tonni uraanimalmia sisältää polonium-210-isotooppia noin 100 mikrogrammaa vastaavan määrän. Ne voidaan eristää tuotantojätteen käsittelyn aikana, mutta enemmän tai vähemmän merkittävän elementtimäärän saamiseksi joutuisi käsittelemään v altava määrä materiaalia. Paljon yksinkertaisempi ja tehokkaampi tapa on synteesi ydinreaktoreissa luonnollisen vismutin neutronisäteilytyksellä.
Tämän seurauksena muutaman lisätoimenpiteen jälkeen saadaan polonium-210. Isotooppeja 208 ja 209 voidaan saada myös säteilyttämällä vismuttia tai lyijyä alfahiukkasten, protonien tai deuteronien kiihdytetyillä säteillä.
Radioaktiivisuus
Polonium-210, kuten muut isotoopit, on alfasäteilijä. Raskaampi ryhmä lähettää myös gammasäteitä. Huolimatta siitä, että 210-isotooppi on vain alfahiukkasten lähde, se on melko vaarallinen, sitä ei voi ottaa käsin eikä edes lähestyä lähietäisyydeltä, koska kuumennettaessa se siirtyy aerosolitilaan. On myös erittäin vaarallista päästä poloniumia sisään hengityksen tai ruoan kanssa. Siksi työskentely tämän aineen kanssa tapahtuu erityisissä suljetuissa laatikoissa. On uteliasta, että tämä alkuaine löydettiin tupakanlehdistä noin puoli vuosisataa sitten. Polonium-210:n hajoamisaika muihin isotoopeihin verrattuna on riittävän pitkä, ja siksi se voi kertyä kasviin ja vahingoittaa sitätupakoitsijoiden terveyttä entisestään. Kaikki yritykset uuttaa tätä ainetta tupakasta ovat kuitenkin epäonnistuneet.
Vaara
Koska polonium-210 päästää vain alfahiukkasia, sinun ei pitäisi pelätä työskennellä sen kanssa tietyin varotoimin. Nämä aallot kulkevat harvoin yli tusina senttimetriä, eivätkä ne yleensä voi läpäistä ihoa.
Jos ne ovat kuitenkin sisällä kehossa, ne aiheuttavat hänelle suurta haittaa. Kun se joutuu verenkiertoon, se leviää nopeasti kaikkiin kudoksiin - muutaman minuutin kuluttua sen läsnäolo voidaan nähdä kaikissa elimissä. Sitä esiintyy pääasiassa munuaisissa ja maksassa, mutta yleensä se jakautuu melko tasaisesti, mikä saattaa selittää sen suuren yleisen haitallisen vaikutuksen.
Polonumin myrkyllisyys on niin suuri, että pienetkin annokset aiheuttavat kroonista säteilysairautta ja kuoleman 6-11 kuukaudessa. Pääasialliset erittymisreitit kehosta ovat munuaisten ja maha-suolikanavan kautta. Sisääntulotavasta on riippuvainen. Puoliintumisaika on 30-50 päivää.
Tahattu poloniummyrkytys on täysin mahdotonta. Riittävän määrän ainetta saamiseksi on päästävä ydinreaktoriin ja asetettava tarkoituksellisesti isotooppi uhrin päälle. Diagnoosin monimutkaisuus piilee myös siinä, että historian aikana tunnetaan vain muutama tapaus. Ensimmäinen uhri on poloniumin löytäjien tytär Irene Joliot-Curie, joka tutkimuksen aikana rikkoi kapselin aineella laboratoriossa ja kuoli 10 vuotta myöhemmin. Kaksi muuta tapaustakuuluvat 21. vuosisadalle. Ensimmäinen niistä on vuonna 2006 kuolleen Litvinenkon sensaatiomainen tapaus ja toinen Yasser Arafatin kuolema, jonka tavaroista löydettiin jälkiä radioaktiivisesta isotoopista. Lopullista diagnoosia ei kuitenkaan koskaan vahvistettu.
Hajoaminen
Yksi pisimpään elävistä isotoopeista 208:n ja 209:n ohella on polonium-210. Puoliintumisaika (eli aika, jonka aikana radioaktiivisten hiukkasten määrä puolittuu) kahdelle ensimmäiselle on 2, 9 ja 102 vuotta, vastaavasti, ja viimeisten 138 vuorokauden ja 9 tunnin aikana. Muiden isotooppien elinikä lasketaan pääasiassa minuuteissa ja tunneissa.
Polonium-210:n eri ominaisuuksien yhdistelmä tekee siitä sarjan mukavimman käytettäväksi eri elämänalueilla. Koska hän on erityisessä metallikuoressa, hän ei voi enää vahingoittaa terveyttään, mutta pystyy antamaan energiansa ihmiskunnan hyödyksi. Mihin polonium-210:tä käytetään nykyään?
Moderni sovellus
Joidenkin raporttien mukaan noin 95 % poloniumin tuotannosta on keskittynyt Venäjälle ja ainetta syntetisoidaan noin 100 grammaa vuodessa, ja melkein kaikki viedään Yhdysv altoihin.
On useita alueita, joilla polonium-210:tä käytetään. Ensinnäkin nämä ovat avaruusaluksia. Kompaktin kokonsa ansiosta se on välttämätön erinomaisena energian ja lämmön lähteenä. Vaikka sen teho puolittuu noin viiden kuukauden välein, raskaammat isotoopit ovat paljon kalliimpia valmistaa.
PaitsiLisäksi polonium on ehdottoman välttämätön ydinfysiikassa. Sitä käytetään laaj alti tutkittaessa alfasäteilyn vaikutusta muihin aineisiin.
Lopuksi toinen sovellusalue on staattisen sähkön poistolaitteiden valmistus sekä teollisuus- että kotikäyttöön. On hämmästyttävää, kuinka tällaisesta vaarallisesta elementistä voi tulla melkein keittiöväline, kun se on suljettu luotettavaan kuoreen.
