Το Πολώνιο-210 έχει πολύ σαφή συσχέτιση με την ακτινοβολία. Και αυτό δεν είναι μάταιο, αφού είναι εξαιρετικά επικίνδυνο.
Ιστορικό ανακάλυψης
Η ύπαρξή του είχε προβλεφθεί το 1889 από τον Mendeleev, όταν δημιούργησε τον περίφημο περιοδικό του πίνακα. Στην πράξη, αυτό το στοιχείο, ο αριθμός 84, αποκτήθηκε εννέα χρόνια αργότερα από τις προσπάθειες των Curies, οι οποίοι μελέτησαν το φαινόμενο της ακτινοβολίας. Η Maria Sklodowska-Curie προσπάθησε να ανακαλύψει τον λόγο της ισχυρής ακτινοβολίας που προέρχεται από ορισμένα ορυκτά και ως εκ τούτου άρχισε να εργάζεται με πολλά δείγματα πετρωμάτων, να τα επεξεργάζεται με όλους τους τρόπους που είχε στη διάθεσή της, χωρίζοντας σε κλάσματα και απορρίπτοντας τα περιττά. Ως αποτέλεσμα, έλαβε μια νέα ουσία, η οποία έγινε ανάλογο του βισμούθου και το τρίτο ραδιενεργό στοιχείο που ανακαλύφθηκε μετά το ουράνιο και το θόριο.
Παρά τα επιτυχημένα αποτελέσματα του πειράματος, η Μαρία δεν βιαζόταν να μιλήσει για την ανακάλυψή της. Η φασματική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε από έναν συνάδελφο των συζύγων Κιουρί δεν έδωσε επίσης λόγους να μιλήσουμε για την ανακάλυψη ενός νέου στοιχείου. Ωστόσο, σε μια έκθεση σε μια συνάντηση της Ακαδημίας Επιστημών του Παρισιού τον Ιούλιο του 1898, το ζευγάρι ανέφερευποτίθεται ότι έλαβε μια ουσία που εμφανίζει τις ιδιότητες ενός μετάλλου και πρότεινε να το ονομάσουν πολώνιο προς τιμήν της Πολωνίας - πατρίδας της Μαρίας. Αυτή ήταν η πρώτη και μοναδική περίπτωση στην ιστορία που ένα στοιχείο που δεν έχει ακόμη αναγνωριστεί αξιόπιστα έχει ήδη λάβει όνομα. Λοιπόν, το πρώτο δείγμα εμφανίστηκε μόλις το 1910.
Φυσικές και χημικές ιδιότητες
Το πολώνιο είναι ένα σχετικά μαλακό, ασημί-λευκό μέταλλο. Είναι τόσο ραδιενεργό που λάμπει στο σκοτάδι και θερμαίνεται συνεχώς. Ταυτόχρονα, το σημείο τήξης του είναι ελαφρώς υψηλότερο από αυτό του κασσίτερου - μόνο 254 βαθμοί Κελσίου. Το μέταλλο οξειδώνεται πολύ γρήγορα στον αέρα. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, σχηματίζει ένα μονατομικό απλό κυβικό κρυσταλλικό πλέγμα.
Όσον αφορά τις χημικές του ιδιότητες, το πολώνιο είναι πολύ κοντά στο αντίστοιχο του - το τελλούριο. Επιπλέον, η φύση των ενώσεων του επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το υψηλό επίπεδο ακτινοβολίας. Έτσι, οι αντιδράσεις που περιλαμβάνουν πολώνιο μπορεί να είναι αρκετά θεαματικές και ενδιαφέρουσες, αν και αρκετά επικίνδυνες όσον αφορά τα οφέλη για την υγεία.
Ισότοπα
Συνολικά, η επιστήμη γνωρίζει επί του παρόντος 27 (σύμφωνα με άλλες πηγές - 33) μορφές πολώνιου. Κανένα από αυτά δεν είναι σταθερό και είναι όλα ραδιενεργά. Τα βαρύτερα από τα ισότοπα (με τακτικούς αριθμούς από το 210 έως το 218) βρίσκονται στη φύση σε μικρές ποσότητες, τα υπόλοιπα μπορούν να ληφθούν μόνο τεχνητά.
Το ραδιενεργό πολώνιο-210 είναι η μακροβιότερη μορφή της φύσης. Περιέχεται σε μικρή ποσότητα σε μεταλλεύματα ραδίου-ουρανίου και σχηματίζεται λόγω της αλυσίδαςαντιδράσεις που ξεκινούν με το U-238 και διαρκούν περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια όσον αφορά τον χρόνο ημιζωής.
Λήψη
1 τόνος μεταλλεύματος ουρανίου περιέχει το ισότοπο πολώνιο-210 σε ποσότητα ίση με περίπου 100 μικρογραμμάρια. Μπορούν να απομονωθούν κατά την επεξεργασία των απορριμμάτων παραγωγής, ωστόσο, για να ληφθεί ένας περισσότερο ή λιγότερο σημαντικός όγκος του στοιχείου, θα πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία μια τεράστια ποσότητα υλικού. Ένας πολύ απλούστερος και πιο αποτελεσματικός τρόπος είναι η σύνθεση με ακτινοβολία νετρονίων του φυσικού βισμούθιου σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.
Σαν αποτέλεσμα, μετά από μερικές ακόμη διαδικασίες, λαμβάνεται πολώνιο-210. Τα ισότοπα 208 και 209 μπορούν επίσης να ληφθούν με ακτινοβολία βισμούθιου ή μολύβδου με επιταχυνόμενες δέσμες σωματιδίων άλφα, πρωτονίων ή δευτερονίων.
Ραδιενέργεια
Το Πολώνιο-210, όπως και άλλα ισότοπα, είναι εκπομπός άλφα. Η βαρύτερη ομάδα εκπέμπει επίσης ακτίνες γάμμα. Παρά το γεγονός ότι το ισότοπο 210 είναι πηγή μόνο σωματιδίων άλφα, είναι αρκετά επικίνδυνο, δεν μπορεί να ληφθεί με το χέρι και ακόμη και να προσεγγιστεί από κοντά, επειδή, όταν θερμαίνεται, περνά σε κατάσταση αερολύματος. Είναι επίσης εξαιρετικά επικίνδυνο να μπαίνει πολώνιο μέσα με την αναπνοή ή το φαγητό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η εργασία με αυτήν την ουσία πραγματοποιείται σε ειδικά σφραγισμένα κουτιά. Είναι περίεργο ότι αυτό το στοιχείο βρέθηκε στα φύλλα καπνού πριν από περίπου μισό αιώνα. Η περίοδος αποσύνθεσης του πολώνιου-210 σε σύγκριση με άλλα ισότοπα είναι αρκετά μεγάλη και επομένως μπορεί να συσσωρευτεί στο φυτό και στη συνέχεια να βλάψειτην υγεία του καπνιστή ακόμη περισσότερο. Ωστόσο, οποιαδήποτε προσπάθεια εξαγωγής αυτής της ουσίας από τον καπνό ήταν ανεπιτυχής.
Κίνδυνος
Επειδή το πολώνιο-210 εκπέμπει μόνο σωματίδια άλφα, λαμβάνοντας ορισμένες προφυλάξεις, δεν πρέπει να φοβάστε να το δουλέψετε. Αυτά τα κύματα σπάνια ταξιδεύουν περισσότερα από δώδεκα εκατοστά και συνήθως δεν μπορούν να διαπεράσουν το δέρμα.
Ωστόσο, μόλις μπουν στο σώμα, του προκαλούν μεγάλο κακό. Όταν εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος, εξαπλώνεται γρήγορα σε όλους τους ιστούς - μετά από λίγα λεπτά, η παρουσία του μπορεί να φανεί σε όλα τα όργανα. Βρίσκεται κυρίως στα νεφρά και το ήπαρ, αλλά γενικά κατανέμεται αρκετά ομοιόμορφα, γεγονός που μπορεί να εξηγήσει την υψηλή συνολική καταστροφική του δράση.
Η τοξικότητα του πολωνίου είναι τόσο μεγάλη που ακόμη και μικρές δόσεις προκαλούν χρόνια ασθένεια ακτινοβολίας και θάνατο σε 6-11 μήνες. Οι κύριες οδοί απέκκρισης από το σώμα είναι μέσω των νεφρών και του γαστρεντερικού σωλήνα. Υπάρχει εξάρτηση από τον τρόπο εισόδου. Ο χρόνος ημιζωής είναι 30 έως 50 ημέρες.
Η τυχαία δηλητηρίαση από πολώνιο είναι εντελώς αδύνατη. Για να αποκτήσετε επαρκή ποσότητα της ουσίας, είναι απαραίτητο να έχετε πρόσβαση σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα και να τοποθετήσετε σκόπιμα ένα ισότοπο στο θύμα. Η πολυπλοκότητα της διάγνωσης έγκειται επίσης στο γεγονός ότι μόνο μερικές περιπτώσεις είναι γνωστές σε όλη την ιστορία. Το πρώτο θύμα είναι η κόρη των ανακαλυπτών του πολώνιου, Irene Joliot-Curie, η οποία κατά τη διάρκεια έρευνας έσπασε την κάψουλα με την ουσία στο εργαστήριο και πέθανε 10 χρόνια αργότερα. Δύο ακόμη περιπτώσειςανήκουν στον 21ο αιώνα. Η πρώτη από αυτές είναι η συγκλονιστική περίπτωση του Litvinenko, ο οποίος πέθανε το 2006, και η δεύτερη είναι ο θάνατος του Yasser Arafat, στα πράγματα του οποίου βρέθηκαν ίχνη ραδιενεργού ισοτόπου. Ωστόσο, η οριστική διάγνωση δεν επιβεβαιώθηκε ποτέ.
Αποσύνθεση
Ένα από τα μακροβιότερα ισότοπα, μαζί με το 208 και το 209, είναι το πολώνιο-210. Ο χρόνος ημιζωής (δηλαδή ο χρόνος κατά τον οποίο ο αριθμός των ραδιενεργών σωματιδίων μειώνεται στο μισό) για τα δύο πρώτα είναι 2, 9 και 102 χρόνια, αντίστοιχα, και για τις τελευταίες 138 ημέρες και 9 ώρες. Όσο για τα υπόλοιπα ισότοπα, η διάρκεια ζωής τους υπολογίζεται κυρίως σε λεπτά και ώρες.
Ο συνδυασμός των διαφόρων ιδιοτήτων του polonium-210 το καθιστά το πιο βολικό της σειράς για χρήση σε διάφορους τομείς της ζωής. Όντας σε ένα ειδικό μεταλλικό κέλυφος, δεν μπορεί πλέον να βλάψει την υγεία του, αλλά είναι σε θέση να δώσει την ενέργειά του προς όφελος της ανθρωπότητας. Τι χρησιμοποιείται λοιπόν το πολώνιο-210 σήμερα;
Σύγχρονη εφαρμογή
Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, περίπου το 95% της παραγωγής πολωνίου συγκεντρώνεται στη Ρωσία και περίπου 100 γραμμάρια της ουσίας συντίθενται ετησίως και σχεδόν το σύνολο εξάγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Υπάρχουν πολλές περιοχές όπου χρησιμοποιείται το πολώνιο-210. Πρώτα απ 'όλα, αυτά είναι διαστημόπλοια. Με το συμπαγές του μέγεθος, είναι απαραίτητο ως εξαιρετική πηγή ενέργειας και θερμότητας. Αν και η αποτελεσματικότητά του μειώνεται στο μισό περίπου κάθε 5 μήνες, η παραγωγή βαρύτερων ισοτόπων είναι πολύ πιο ακριβή.
ΕκτόςΕπιπλέον, το πολώνιο είναι απολύτως απαραίτητο στην πυρηνική φυσική. Χρησιμοποιείται ευρέως στη μελέτη της επίδρασης της ακτινοβολίας άλφα σε άλλες ουσίες.
Τέλος, ένας άλλος τομέας εφαρμογής είναι η παραγωγή συσκευών αφαίρεσης στατικού ηλεκτρισμού τόσο για βιομηχανική όσο και για οικιακή χρήση. Είναι εκπληκτικό πώς ένα τόσο επικίνδυνο στοιχείο μπορεί να γίνει σχεδόν κουζινικό σκεύος, κλειστό σε ένα αξιόπιστο κέλυφος.
