Полоній (Po) - дуже рідкісний і дуже летючий радіоактивний метал. До відкриття польсько-французьким фізиком Марі Кюрі полонію в 1898 р. Уран і торій були єдиними відомими радіоактивними елементами. Кюрі назвав полоній на честь своєї батьківщини, Польщі.
Полоній мало корисний для людей, за винятком деяких загрозливих застосувань: його застосовували як спусковий механізм у першій атомній бомбі, а також є підозрюваною отрутою в пару гучних смертей.
У комерційних програмах полоній періодично використовується для видалення статичної електрики в машинах або пилу з фотоплівки. Він також може бути використаний як легке джерело тепла для термоелектричної потужності в космічних супутниках.
Класифікація
Полоній розташований у групі 16 та періоді 6 у періодичній таблиці елементів. Це класифікується як метал, оскільки електропровідність полонію зменшується в міру підвищення його температури, повідомляє Королівське хімічне товариство.
Елемент - найважчий метал халькогенів, група елементів, також відома як "сім'я кисню". Усі халькогени містяться в мідних рудах. Інші елементи групи халькогену включають кисень, сірку, селен і телур.
Існує 33 відомих ізотопів (атоми одного і того ж елемента з різною кількістю нейтронів) полонію, і всі вони є радіоактивними. Радіоактивна нестабільність цього елемента - це те, що робить його придатним кандидатом для використання в атомних бомбах.
Фізичні характеристики
- Атомне число (кількість протонів у ядрі): 84
- Атомний символ (на періодичній таблиці елементів): Po
- Атомна маса (середня маса атома): 209
- Щільність: 9,32 грама на кубічний сантиметр
- Фаза при кімнатній температурі: тверда речовина
- Температура плавлення: 489,2 градуса Фаренгейта (254 градуси Цельсія)
- Температура кипіння: 1763,6 градусів F (962 градуси С)
- Найпоширеніший ізотоп: Po-210, період напіввиведення якого становить лише 138 днів
Відкриття
Коли Кюрі та її чоловік П'єр Кюрі виявили полоній, вони шукали джерело радіоактивності в природному, збагаченому ураном руді під назвою пекбленде.
Двоє зауважили, що нерафінований печбленд є більш радіоактивним, ніж уран, який був відокремлений від нього. Отже, вони обгрунтовували, що на висоті повинен бути принаймні ще один радіоактивний елемент.
Кюрі придбали безліч печбленде, щоб вони могли хімічно розділити сполуки в мінералах. Після місяців кропіткої роботи вони нарешті виділили радіоактивний елемент: речовину в 400 разів більше радіоактивного, ніж уран, за даними Міжнародного союзу чистої та прикладної хімії (IUPAC).
Видобуток полонію був складним завданням, оскільки була така мізерна кількість; 1 т уранової руди містить лише близько 100 мкг (0,0001 грама) полонію.
Тим не менше, Кюрі вдалося витягнути ізотоп, який ми тепер знаємо як полоній-209, згідно з даними Королівського хімічного товариства.
Джерела
Сліди Po-210 можна знайти в ґрунті та повітрі. Наприклад, Po-210 виробляється під час розпаду газу радону-222, що є результатом гниття радію. У свою чергу, радій є продуктом розпаду урану, який присутній майже в усіх породах і грунті, що утворюються з гірських порід.
Лишайники здатні поглинати полоній безпосередньо з атмосфери. У північних районах люди, які їдять північних оленів, можуть мати більш високі концентрації полонію в крові, оскільки північні олені їдять лишайники, повідомляє Smithsonian.com.
Полоній вважається рідкісним природним елементом. Незважаючи на те, що він знаходиться в уранових рудах, видобувати його не економно, оскільки в 1 тоні (0,9 метричних тонн) уранової руди всього близько 100 мкг полонію, згідно з даними лабораторії Джефферсона.
Натомість полоній отримують шляхом бомбардування вісмуту-209 (стабільний ізотоп) нейтронами в ядерному реакторі. Це створює радіоактивний вісмут-210, який потім розпадається на полоній за допомогою процесу, званого бета-розпадом, згідно з даними Королівського хімічного товариства.
Комісія з ядерного регулювання Сполучених Штатів підраховує, що щорічно в усьому світі виробляється близько 100 грамів полонію-210.
Комерційне використання
Через високу радіоактивність полоній має мало комерційних застосувань. Серед обмежених напрямків використання елемента - усунення статичної електрики в машинах та видалення пилу з фотоплівки. В обох програмах полоній повинен бути ретельно герметизований, щоб захистити користувача.
Елемент також використовується як легке джерело тепла для термоелектричної потужності в супутниках та інших космічних апаратах. Це тому, що полоній швидко розпадається, і, як це відбувається, він виділяє велику кількість енергії у вигляді тепла. Всього лише один грам полонію досягає температури 500 градусів С (932 градусів F), коли він деградує, згідно з даними Королівського хімічного товариства.
Атомна бомба
У середині Другої світової війни інженерний корпус армії почав організовувати Манхеттенський інженерний район, суто секретну програму досліджень та розробок, яка в кінцевому підсумку випустила першу в світі ядерну зброю.
До 1940-х років не було підстав виділяти полоній в чистому вигляді або виробляти його в будь-якій значній кількості, оскільки для нього не було відомого використання, і про нього було дуже мало відомо. Але інженери району почали вивчати полоній і виявили, що цей елемент є важливим інгредієнтом ядерної зброї.
Як повідомляє Фонд атомної спадщини, ініціатором бомби виступила комбінація полонію та берилію, ще одного рідкісного елемента.
Після війни проект дослідження полонію було передано до Курганної лабораторії в Міамісбургу, штат Огайо. Завершена в 1949 році, Лабораторія Кургану була першим постійним центром Комісії з атомної енергії з розробки ядерної зброї.
Отруєння
Полоній токсичний для людини навіть у дуже малій кількості.
Першою людиною, яка померла від отруєння полонієм, можливо, була дочка Марі Кюрі Ірін Жоліо-Кюрі. У 1946 р. На її лавці в лабораторії вибухнула полонієва капсула, що, можливо, стало причиною того, що вона захворіла на лейкемію і померла через 10 років, повідомляє Smithsonian.com.
Отруєння полонієм було також тим, що вбив Олександра Литвиненко, колишнього російського шпигуна, який проживав у Лондоні у 2006 році після подання заявки на політичний притулок.
Отруєння також підозрювалося у 2004 році смерті палестинського лідера Ясіра Арафата, оскільки на його одязі були виявлені дивно високі рівні полонію-210, повідомляє The Wall Street Journal.
У дослідженні 2011 року, опублікованому в журналі Nicotine & Tobacco Research, було встановлено, що тютюновим компаніям відомо, що сигарети та інші продукти, що містять тютюн, містять низький вміст полонію. Автори дослідження підрахували, що радіоактивність від полонію в сигаретах спричиняє до 138 смертей на кожну 1000 курців протягом 25 років.
Інші дослідження показали, що в ребрах курців міститься вдвічі більше полонію, ніж у тих, хто не палить, згідно з даними американської мережі токсикологічних даних Національного інституту охорони здоров'я США.
Подальше читання:
