Polonij 210: razpolovna doba. Zakaj se uporablja polonium 210?

Polonij-210 povzroči popolnoma jasno povezavo s sevanjem. In to ni zaman, ker je zelo nevarno.

Zgodovina odkritja

Njegov obstoj je napovedal leta 1889, ko je Mendeleev ustvaril svojo slavno periodično mizo. V praksi je ta element pod številko 84 pridobil devet let kasneje s prizadevanji paru Curie, ki je proučeval pojav sevanja. Maria Sklodowska-Curie poskušal ugotoviti vzrok močnega sevanja nekaterih mineralov in zato začel delati z več vzorci kamnin, jih obdelati na vse razpoložljive načine, delil v frakcije in zavreči nepotrebne. Posledično je prejela novo snov, ki je postala analog bizmuta in tretji odprte radioaktivne elemente po uranu in toriju.

Kljub uspešnim rezultatom eksperimenta se Maria ni mudila, da bi govorila o svojih ugotovitvah. Spektralna analiza, ki jo je izvedel kolega Curiejevega para, prav tako ni dal razloga, da bi govoril o odkritju novega elementa. Kljub temu so v poročilu na sestanku Pariške akademije znanosti julija 1898 poročali o domnevnem prejemu snovi, ki kaže lastnosti kovin, in predlagal, da jo imenuje polonij v čast Poljske, matere Marije. To je bil prvi in ​​edini čas v zgodovini, ko je bil že imenovan element, ki še ni bil identificiran. No, prvi vzorec se je pojavil šele leta 1910.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Polonij je relativno mehka srebro-bela kovina. To je tako radioaktivno, da svetijo v temi in se nenehno segreje. Hkrati je njena tališče nekoliko višja od temperature pločevine - samo 254 stopinj Celzija. Kovina je zelo hitro oksidirana v zraku. Pri nizkih temperaturah tvori monatomsko preprosto kubično kristalno mrežo.

Glede na svoje kemijske lastnosti je polonij zelo blizu njegovemu analognemu - telurju. Poleg tega ima visoka raven sevanja velik vpliv na naravo njegovih spojin. Tako so reakcije, ki vključujejo polonij, lahko zelo spektakularne in zanimive, čeprav so s stališča koristi za zdravje zelo nevarne.

Izotopi

V celoti znanost sedaj ve (27 po drugih virih - 33) oblike polonija. Noben od njih ni stabilen in vsi so radioaktivni. Najtežji izotopi (z rednimi številkami od 210 do 218) so v naravi manjši, ostali pa se lahko pridobijo samo z umetnimi sredstvi.

Radioaktivni polonij-210 je najdaljša življenja naravnih oblik. Vsebuje majhno količino v rudah radionov-urana in se oblikuje zaradi verige reakcij, ki se začnejo z U-238 in trajajo približno 4,5 milijarde let, če govorimo o razpolovnem času.

Prejemanje

V 1 tono uranove rude je izotop iz polonij-210 prisoten v količini okoli 100 mikrogramov. Te jih je mogoče identificirati pri predelavi proizvodnih odpadkov, vendar bi za pridobitev bolj ali manj pomembnega obsega elementa morali obdelati ogromno količino materiala. Precej preprostejša in bolj učinkovita metoda je sinteza z obsevanjem nevtronov naravnega bizmuta v jedrskih reaktorjih.

Kot rezultat, po nekaterih drugih postopkih dobimo polonij-210. Izotopa 208 in 209 lahko dobimo tudi z obsevanjem bizmuta ali svinca z pospešenimi žarki alfa delcev, protonov ali devteronov.

Radioaktivnost

Polonij-210, podobno kot drugi izotopi, so alfa sevalci. Težja skupina tudi oddaja gama žarke. Kljub temu, da je izotop 210 vir le alfa delcev, je zelo nevaren, ga ni mogoče vzeti ročno in niti blizu blizu, ker se pri segrevanju aerosolizira. Prav tako je zelo nevarno, da polonij vdihnete z dihanjem ali hrano. Zato delo s to snovjo poteka v posebnih zaprtih škatlah. Zanimivo je, da je bil ta element približno pol stoletja odkrit v listih tobaka. Čas razpadanja polonij-210 v primerjavi z drugimi izotopi je dovolj velik, zato se lahko kopiči v rastlini in posledično še bolj škoduje zdravju kadilca. Kljub temu so bili poskusi izločanja te snovi iz tobaka neuspešni.

Nevarnost

Ker polonij-210 oddaja le delce alfa, pri čemer upoštevamo določene previdnostne ukrepe, se ne smete bojiti dela z njim. Območje teh valov redko presega deset centimetrov, poleg tega običajno ne morejo prodreti v kožo.

Vendar, ko so v telo, mu naredijo ogromno škodo. Če pride v kri, se hitro razširi skozi vsa tkiva - v nekaj minutah je prisotna v vseh organih. Najprej je prisoten v ledvicah in jetrih, vendar je na splošno precej enakomerno razporejen, kar pojasnjuje njegov velik škodljiv učinek.

Strupenost polonija je tako velika, da celo majhne doze povzročijo kronično sevanje in smrt v 6-11 mesecih. Glavni načini izločanja iz telesa so skozi ledvice in prebavni trakt. Opazimo odvisnost od metoda zadetka. Razpolovni čas je 30 do 50 dni.

Nenamerno zastrupitev s polonijem je popolnoma nemogoča. Da bi pridobili zadostno količino snovi, je treba imeti dostop do jedrskega reaktorja in žrtvi namerno položiti izotop. Zapletenost diagnoze je tudi, da je v zgodovini znano le nekaj primerov. Prva žrtev je hči odkrivalcev polonija - Iren Joliot-Curie, ki je med raziskavo zlomil kapsulo s snovjo v laboratorij in umrl po 10 letih. V 21. stoletju sta še dva primera. Prvi izmed njih je senzacionalni primer Litvinenka, ki je umrl leta 2006, in drugi - smrt Yasserja Arafata, v stvareh, v katerih so našli sledove radioaktivnega izotopa. Kljub temu končna diagnoza ni bila nikoli potrjena.

Dezintegracija

Eden najdaljših izotopov skupaj z 208 in 209 je polonij-210. Polovičnost (to je čas, v katerem se število radioaktivnih delcev zmanjša za polovico), v prvih dveh pa 2.9 in 102 let, oziroma zadnjih 138 dni in 9 ur. Kar se tiče ostalih izotopov, se njihova življenjska doba izračuna predvsem z minutami in urami.

Kombinacija različnih lastnosti polonij-210 je najbolj primerna za število, ki se uporablja na različnih področjih življenja. Biti v posebni kovinski lupini, ne more več škodovati njegovemu zdravju, ampak je sposoben dati svojo energijo v korist človeštva. Torej, kaj se danes uporablja polonium-210?

Moderna uporaba

Po nekaterih poročilih je približno 95% proizvodnje polonija v Rusiji koncentrirano, s približno 100 grami snovi, sintetizirano na leto, in skoraj vse se izvozi v Združene države.

Obstaja več področij, v katerih se uporablja polonij-210. Najprej so to vesoljska vozila. S svojo kompaktno dimenzijo je nepogrešljiv kot odličen vir energije in toplote. Kljub dejstvu, da se približno vsakih 5 mesecev njena učinkovitost zmanjša za polovico, so težji izotopi v proizvodnji veliko dražji.

Poleg tega je polonij v jedrski fiziki nepogrešljiv. Veliko se uporablja pri študiji učinka alfa sevanja na druge snovi.

Končno je še eno področje uporabe proizvodnja naprav za odstranjevanje statične elektrike tako za industrijo kot za domačo uporabo. Presenetljivo je, da lahko tak nevaren element postane skoraj kuhinjski pripomoček, ki je obložen v varno lupino.