Polonijum-210 ima vrlo jasnu povezanost sa zračenjem. I to nije uzalud, jer je izuzetno opasno.
Historija otkrića
Njegovo postojanje je još 1889. godine predvidio Mendeljejev, kada je kreirao svoj čuveni periodni sistem. U praksi, ovaj element, broj 84, dobijen je devet godina kasnije trudom Curijevih, koji su proučavali fenomen zračenja. Maria Sklodowska-Curie pokušala je otkriti razlog jakog zračenja koje dolazi iz određenih minerala, te je stoga počela raditi s nekoliko uzoraka stijena, obrađujući ih na sve njoj dostupne načine, dijeleći na frakcije i odbacujući nepotrebne. Kao rezultat toga, dobila je novu supstancu, koja je postala analog bizmuta i treći otkriveni radioaktivni element nakon uranijuma i torija.
Uprkos uspješnim rezultatima eksperimenta, Marija se nije žurila da priča o svom otkriću. Spektralna analiza koju je izvršio kolega supružnika Curie takođe nije dala osnova da se govori o otkriću novog elementa. Ipak, u izvještaju na sastanku Pariške akademije nauka u julu 1898., par je izvijestionavodno je dobio supstancu koja pokazuje svojstva metala i predložio da se nazove polonijum u čast Poljske - Marijine domovine. Ovo je bio prvi i jedini slučaj u istoriji kada je element koji još nije pouzdano identifikovan već dobio ime. Pa, prvi uzorak se pojavio tek 1910.
Fizička i hemijska svojstva
Polonijum je relativno mekan, srebrno-bijeli metal. Toliko je radioaktivan da svijetli u mraku i stalno se zagrijava. Istovremeno, njegova tačka topljenja je nešto viša od one kod kalaja - samo 254 stepena Celzijusa. Metal vrlo brzo oksidira na zraku. Na niskim temperaturama formira jednoatomsku jednostavnu kubičnu kristalnu rešetku.
Po svojim hemijskim svojstvima, polonijum je veoma blizak svom dvojniku - telurijumu. Osim toga, na prirodu njegovih spojeva u velikoj mjeri utiče visok nivo zračenja. Dakle, reakcije koje uključuju polonijum mogu biti prilično spektakularne i zanimljive, iako prilično opasne u smislu zdravstvenih koristi.
Izotopi
Ukupno, nauka trenutno poznaje 27 (prema drugim izvorima - 33) oblika polonijuma. Nijedan od njih nije stabilan i svi su radioaktivni. Najteži od izotopa (sa rednim brojevima od 210 do 218) se nalaze u prirodi u malim količinama, ostali se mogu dobiti samo umjetno.
Radioaktivni polonijum-210 je najdugovječniji oblik prirode. Sadrži ga u maloj količini u rudama radij-uranija i nastaje zahvaljujući lancureakcije koje počinju sa U-238 i traju oko 4,5 milijardi godina u smislu poluživota.
Primi
1 tona uranijumske rude sadrži izotop polonijum-210 u količini od oko 100 mikrograma. Mogu se izolovati tokom prerade proizvodnog otpada, međutim, da bi se dobila manje ili više značajna zapremina elementa, morala bi se preraditi ogromna količina materijala. Mnogo jednostavniji i efikasniji način je sinteza korištenjem neutronskog zračenja prirodnog bizmuta u nuklearnim reaktorima.
Kao rezultat, nakon još nekoliko procedura, dobija se polonijum-210. Izotopi 208 i 209 se također mogu dobiti zračenjem bizmuta ili olova ubrzanim snopovima alfa čestica, protona ili deuterona.
Radioaktivnost
Polonijum-210, kao i drugi izotopi, je alfa emiter. Teža grupa takođe emituje gama zrake. Unatoč činjenici da je izotop 210 izvor samo alfa čestica, prilično je opasan, ne može se uzeti rukom, pa čak ni prići na blizinu, jer kada se zagrije, prelazi u aerosolno stanje. Takođe je izuzetno opasno uneti polonij unutra sa dahom ili hranom. Zbog toga se rad s ovom tvari odvija u posebnim zatvorenim kutijama. Zanimljivo je da je ovaj element pronađen u listovima duvana prije otprilike pola stoljeća. Period raspada polonijuma-210 u poređenju sa drugim izotopima je dovoljno velik, pa se stoga može akumulirati u biljci i naknadno oštetitizdravlje pušača još više. Međutim, svaki pokušaj da se ova supstanca izdvoji iz duhana je bio neuspješan.
Opasnost
Budući da polonijum-210 emituje samo alfa čestice, poduzimajući određene mjere opreza, ne treba se bojati raditi s njim. Ovi valovi rijetko putuju više od desetak centimetara i obično ne mogu prodrijeti u kožu.
Međutim, kada uđu u tijelo, nanose mu veliku štetu. Kada uđe u krvotok, brzo se širi na sva tkiva – nakon nekoliko minuta može se uočiti njegovo prisustvo u svim organima. Prisutan je prvenstveno u bubrezima i jetri, ali generalno je raspoređen prilično ravnomjerno, što može objasniti njegovo veliko ukupno štetno djelovanje.
Otrovnost polonijuma je toliko velika da čak i male doze izazivaju hroničnu radijacionu bolest i smrt za 6-11 meseci. Glavni putevi izlučivanja iz organizma su putem bubrega i gastrointestinalnog trakta. Postoji ovisnost o načinu ulaska. Poluživot je 30 do 50 dana.
Slučajno trovanje polonijumom je potpuno nemoguće. Da bi se dobila dovoljna količina supstance, potrebno je imati pristup nuklearnom reaktoru i namjerno staviti izotop na žrtvu. Složenost dijagnoze je i u činjenici da je kroz istoriju poznato samo nekoliko slučajeva. Prva žrtva je kćerka pronalazača polonijuma, Irene Joliot-Curie, koja je tokom istraživanja razbila kapsulu sa supstancom u laboratoriji i umrla 10 godina kasnije. Još dva slučajapripadaju 21. veku. Prvi od njih je senzacionalni slučaj Litvinjenka, koji je preminuo 2006. godine, a drugi je smrt Jasera Arafata, u čijim su stvarima pronađeni tragovi radioaktivnog izotopa. Međutim, konačna dijagnoza nikada nije potvrđena.
Razlaganje
Jedan od najdugovječnijih izotopa, zajedno sa 208 i 209, je polonijum-210. Poluživot (tj. vrijeme tokom kojeg se broj radioaktivnih čestica prepolovi) za prve dvije je 2, 9 i 102 godine, respektivno, a za posljednjih 138 dana i 9 sati. Što se tiče ostalih izotopa, njihov životni vijek se računa uglavnom u minutama i satima.
Kombinacija različitih svojstava polonijum-210 čini ga najpogodnijim iz serije za upotrebu u različitim oblastima života. Budući da je u posebnoj metalnoj ljusci, on više ne može štetiti svom zdravlju, ali je u stanju dati svoju energiju za dobrobit čovječanstva. Dakle, za šta se danas koristi polonij-210?
Moderna aplikacija
Prema nekim izveštajima, oko 95% proizvodnje polonijuma je koncentrisano u Rusiji, a godišnje se sintetiše oko 100 grama supstance, a skoro sve se izvozi u Sjedinjene Američke Države.
Postoji nekoliko oblasti u kojima se koristi polonijum-210. Prije svega, to su svemirske letjelice. Svojom kompaktnom veličinom nezaobilazan je kao odličan izvor energije i topline. Iako se njegova efikasnost prepolovi svakih 5 mjeseci, teži izotopi su mnogo skuplji za proizvodnju.
OsimŠtaviše, polonij je apsolutno neophodan u nuklearnoj fizici. Široko se koristi u proučavanju uticaja alfa zračenja na druge supstance.
Konačno, još jedno područje primjene je proizvodnja uređaja za uklanjanje statičkog elektriciteta za industrijsku i kućnu upotrebu. Nevjerovatno je kako tako opasan element može postati gotovo kuhinjski pribor, zatvoren u pouzdanu školjku.
