Atomska masa polonija. Polonij

Polonij-210 ima vrlo jasnu povezanost sa zračenjem. I to nije uzalud, jer je on izuzetno opasan.

Povijest otkrića

Njegovo postojanje predvidio je još 1889. godine Mendeljejev, kada je izradio svoj poznati periodni sustav. U praksi, ovaj element, broj 84, dobiven je devet godina kasnije naporima Curievih, koji su proučavali fenomen zračenja. pokušala otkriti razlog jakog zračenja koje izviru iz nekih minerala, te je stoga počela raditi s nekoliko uzoraka stijena, obrađujući ih na sve načine koji su joj bili dostupni, dijeleći ih na frakcije i odbacujući ono što je bilo nepotrebno. Kao rezultat toga, dobila je novu tvar, koja je postala analog bizmuta i treći otkriveni radioaktivni element nakon urana i torija.

Unatoč uspješnim rezultatima eksperimenta, Maria se nije žurila govoriti o svom pronalasku. koju je proveo kolega Curievih, također nije dalo temelja govoriti o otkriću novog elementa. Ipak, u izvješću na sastanku Pariške akademije znanosti u srpnju 1898., par je izvijestio o navodnom primitku tvari koja pokazuje svojstva metala i predložio da se nazove polonij u čast Poljske, Marijine domovine. Bio je to prvi i jedini slučaj u povijesti kada je elementu koji još nije bio pouzdano identificiran već dano ime. Pa, prvi uzorak pojavio se tek 1910.

Fizička i kemijska svojstva

Polonij je relativno mekan, srebrnastobijeli metal. Toliko je radioaktivan da svijetli u mraku i neprestano se zagrijava. Štoviše, talište mu je nešto više od tališta kositra - samo 254 stupnja Celzijusa. Metal vrlo brzo oksidira na zraku. Na niskim temperaturama formira monoatomsku jednostavnu kubičnu kristalnu rešetku.

Po svojim kemijskim svojstvima polonij je vrlo blizak svom analogu teluru. Osim toga, na prirodu njegovih spojeva uvelike utječu visoke razine zračenja. Tako reakcije s polonijem mogu biti prilično spektakularne i zanimljive, iako vrlo opasne sa stajališta zdravstvenih dobrobiti.

Izotopi

Ukupno, znanost trenutno poznaje 27 (prema drugim izvorima - 33) oblika polonija. Nijedan od njih nije stabilan, a svi su radioaktivni. Najteži izotopi (s rednim brojevima od 210 do 218) nalaze se u malim količinama u prirodi, ostali se mogu dobiti samo umjetnim putem.

Radioaktivni polonij-210 je najdugovječniji prirodni oblik. Nalazi se u malim količinama u radij-uranijevim rudama i nastaje kroz lanac reakcija koje počinju s U-238 i traju približno 4,5 milijardi godina u smislu vremena poluraspada.

Priznanica

1 tona sadrži izotop polonija-210 u količini jednakoj približno 100 mikrograma. Mogu se izolirati preradom industrijskog otpada, ali da bi se dobio manje ili više značajan volumen elementa bilo bi potrebno preraditi ogromnu količinu materijala. Mnogo jednostavnija i učinkovitija metoda je sinteza prirodnog bizmuta neutronskim zračenjem u nuklearnim reaktorima.

Rezultat je, nakon još nekoliko postupaka, polonij-210. Izotopi 208 i 209 također se mogu dobiti zračenjem bizmuta ili olova ubrzanim snopovima alfa čestica, protona ili deuterona.

Radioaktivnost

Polonij-210, kao i drugi izotopi, je alfa emiter. Teža skupina također emitira gama zrake. Unatoč činjenici da je izotop 210 izvor samo alfa čestica, on je prilično opasan; ne smije se njime rukovati niti mu se čak približavati na blizinu, jer kada se zagrije, prelazi u aerosolno stanje. Također je izuzetno opasno unositi polonij disanjem ili hranom. Zato se rad s ovom tvari odvija u posebnim zapečaćenim kutijama. Zanimljivo je da je ovaj element otkriven u lišću duhana prije otprilike pola stoljeća. Razdoblje raspadanja polonija-210 prilično je dugo u usporedbi s drugim izotopima, pa se stoga može akumulirati u biljci i posljedično još više štetiti zdravlju pušača. Međutim, svi pokušaji izdvajanja ove tvari iz duhana bili su neuspješni.

Opasnost

Budući da polonij-210 emitira samo alfa čestice, ne treba se bojati rada s njim ako se poduzmu određene mjere opreza. Duljina putovanja ovih valova rijetko prelazi deset centimetara, a osim toga obično ne mogu probiti kožu.

Međutim, kada uđu u tijelo, uzrokuju mu veliku štetu. Kada uđe u krvotok, brzo se širi po svim tkivima - u roku od nekoliko minuta može se primijetiti njegova prisutnost u svim organima. Prisutan je primarno u bubrezima i jetri, ali općenito je prilično ravnomjerno raspoređen, što može objasniti njegov visok ukupni štetni učinak.

Toksičnost polonija je tolika da čak i male doze uzrokuju kroničnu radijacijsku bolest i smrt nakon 6-11 mjeseci. Glavni putovi eliminacije iz tijela su putem bubrega i gastrointestinalnog trakta. Postoji ovisnost o načinu unosa. Poluživot se kreće od 30 do 50 dana.

Slučajno trovanje polonijem potpuno je nemoguće. Za dobivanje dovoljne količine tvari potrebno je imati pristup nuklearnom reaktoru i namjerno staviti izotop na žrtvu. Teškoća dijagnoze leži i u činjenici da je kroz povijest poznato samo nekoliko slučajeva. Prvom žrtvom smatra se kći pronalazača polonija, Irene Joliot-Curie, koja je tijekom istraživanja u laboratoriju razbila kapsulu sa supstancom i umrla 10 godina kasnije. Još dva slučaja događaju se u 21. stoljeću. Prvi od njih je senzacionalni slučaj Litvinenka koji je preminuo 2006., a drugi je smrt Yassera Arafata u čijim su stvarima pronađeni tragovi radioaktivnog izotopa. Međutim, konačna dijagnoza nikada nije potvrđena.

Propadanje

Jedan od najdugovječnijih izotopa, uz 208 i 209, je polonij-210. (odnosno vrijeme u kojem se broj radioaktivnih čestica prepolovi) za prva dva iznosi 2,9 odnosno 102 godine, a za potonje 138 dana i 9 sati. Što se tiče ostalih izotopa, njihov životni vijek se računa uglavnom u minutama i satima.

Kombinacija različitih svojstava polonija-210 čini ga najprikladnijim za upotrebu u različitim područjima života. Budući da je u posebnoj metalnoj ljusci, više ne može naškoditi zdravlju, ali je u stanju dati svoju energiju za dobrobit čovječanstva. Dakle, za što se danas koristi polonij-210?

Moderna primjena

Prema nekim izvješćima, oko 95% proizvodnje polonija koncentrirano je u Rusiji, s približno 100 grama sintetizirane tvari godišnje, a gotovo sve se izvozi u Sjedinjene Države.

Postoji nekoliko područja u kojima se koristi polonij-210. Prije svega, to su svemirske letjelice. Svojom kompaktnom veličinom neizostavan je kao izvrstan izvor energije i topline. Iako se njegova učinkovitost prepolovi otprilike svakih 5 mjeseci, proizvodnja težih izotopa puno je skuplja.

Osim toga, polonij je apsolutno nezamjenjiv u nuklearnoj fizici. Naširoko se koristi u proučavanju učinaka alfa zračenja na druge tvari.

Konačno, drugo područje primjene je proizvodnja uređaja za uklanjanje statičkog elektriciteta za industrijsku i kućnu upotrebu. Nevjerojatno je kako tako opasan element može postati gotovo kuhinjski pribor, zatvoren u pouzdanu školjku.

Znanstvene aspekte slučaja Litvinenko za TRV-Nauku analizirao je Dr. kem. znanosti, glavar Laboratorij radioizotopnog kompleksa Instituta za nuklearna istraživanja Ruske akademije znanosti

Strasti oko misteriozne smrti Aleksandra Litvinjenka se ne stišavaju. Napokon su u Londonu počela javna saslušanja o njegovom slučaju. I relativno nedavno, interes za ovu temu potaknula je pretpostavka da je palestinski vođa Jaser Arafat ubijen na sličan način. Zahvaljujući tome, šira javnost doznala je barem nešto o radioaktivnim izotopima i njihovoj mogućoj primjeni, ali na vrlo jednostran način.

Svojedobno sam morao komentirati ovaj slučaj u mnogim ruskim i stranim publikacijama, radijskim i televizijskim programima. No, masovni mediji nisu najprikladnija platforma za raspravu o znanstvenim aspektima ovog zanimljivog problema: pitanje je previše ispolitizirano. Ljudi iznose najfantastičnije verzije, ne zamarajući se nikakvim dokazima. Istodobno, postoji niz znanstvenih publikacija koje govore o različitim, prvenstveno medicinskim aspektima. To se pitanje postavljalo i na brojnim znanstvenim skupovima o proizvodnji i korištenju izotopa, na kojima sam sudjelovao.

Ovdje ću ukratko prikazati sljedeći aspekt: ​​proizvodnja i svojstva polonija-210, koji se mogu povezati s trovanjem A. Litvinenka. Brojni ruski "stručnjaci" izrazili su iznenađenje zašto je korištena upravo ova tvar, a mnogima nije bilo jasno kako je korištena. Konkretno, Lev Fedorov, Dr. kem. Sciences, predsjednik Unije za kemijsku sigurnost, rekao je za Ekho Moskvy: “Kako se možete otrovati polonijem-210? Ne mogu zamisliti ovo... Kad bih razmišljao o tome kako otrovati čovjeka, onda bih zadnje rekao polonij... Naravno, onaj tko bi ga nosio preko granice morao bi ga nositi u olovni spremnik ».

Niz drugih stručnjaka pokušao je opravdati svoje zaključke na temelju općih razmatranja. Tako je poznati bankar Aleksandar Lebedev, i sam bivši zaposlenik KGB-a, izjavio u našoj javnoj diskusiji s njim na kanalu NTV (“Nedjeljna večer s Vladimirom Solovjovom”, 3. prosinca 2006.): “Uvjeravam vas da danas ne postoji ni najmanja mogućnost da se našim specijalnim službama dopusti da rade takve stvari... Jer za tim sigurno slijedi kaznena kazna.”

Ostavimo po strani političke aspekte, tko je od ovoga imao koristi ili nije. Hajdemo shvatiti zašto je korišten polonij?

Dobivanje polonija-210

Glavna metoda za proizvodnju polonija-210 je ozračivanje bizmuta sporim neutronima u nuklearnom reaktoru (vidi sliku 1). Polonij se tada mora kemijski izolirati iz ozračenog bizmuta. To se može učiniti sublimacijom (budući da polonij ima relativno visoku hlapljivost na povišenim temperaturama), elektrokemijskim ili drugim metodama. Ovako proizveden polonij-210 vrlo je jeftin. Razgovor o njegovoj visokoj cijeni nije istinit. Druga stvar je njegova dostupnost.

Postoji i treća faza u tehnologiji, to je priprema izvora zračenja za konačnu upotrebu. Izvori mogu biti različitih vrsta. U ovom konkretnom slučaju, polonij se mora staviti u kapsulu, po mogućnosti s višeslojnom ovojnicom (kako bi se izbjeglo prodiranje polonija). Da biste otrovali, morate ili otvoriti ovu kapsulu tako da sadržaj uđe u piće ili, što je mnogo zgodnije, napraviti minijaturnu ampulu s topljivom ljuskom; to nije teško.

Prvi put je čisti polonij u Sovjetskom Savezu dobiven u NII-9 (danas Visokotehnološki istraživački institut za anorganske materijale A. A. Bočvar), koji je bio vodeći u proučavanju ovog elementa. Rad je izveden pod vodstvom naše istaknute znanstvenice Zinaide Vasilievne Ershove.

Je li moguće tehnički utvrditi porijeklo polonija? Teoretski je to moguće, ali praktično je vrlo teško. Svaki nuklearni reaktor (u određenom kanalu zračenja) karakterizira vlastiti neutronski spektar. Prisutnost brzih neutrona dovodi do stvaranja, zajedno s polonijem-210 (vrijeme poluraspada - 138,4 dana), male količine polonija-209 (vrijeme poluraspada - 102 godine, energija alfa čestice - 4,9 MeV) prema nuklearnoj reakcija (n, 2n) iz nakupljenog polonija-210, kao i još manje količine polonija-208 (2,9 godina).

Dakle, korištenjem takvog "nuklearnog sata" u načelu je moguće odrediti mjesto i datum proizvodnje polonija. Međutim, to nije lako učiniti, au nekim slučajevima je i nemoguće. To ovisi o tome koliko je polonija pronađeno i gdje: važan je omjer između stabilnog olova-206 nastalog iz polonija-210 i pozadinskog olova, čiji je sadržaj u prirodnoj mješavini izotopa 24,1%. Bit će potreban poseban separator mase za odvajanje izotopa polonija (ili dugo vrijeme ekspozicije za raspad polonija-210), kao i kalibracijski uzorci polonija iz reaktora, pripremljeni u istom načinu zračenja.

Ruski polonij proizvodi se u Sveruskom istraživačkom institutu za eksperimentalnu fiziku u Sarovu. Zračenje bizmutom u reaktoru se očito provodi na drugom mjestu - P/O Mayak u gradu Ozyorsk, regija Chelyabinsk. Metoda proizvodnje polonija-210 nije tajna, pa se može proizvoditi u bilo kojem drugom reaktoru gdje postoji poseban kanal za ozračivanje meta radi dobivanja izotopa. Takvi reaktori nalaze se u nekoliko zemalja svijeta. Energetski reaktori, u pravilu, nisu prikladni za to, iako neki od njih imaju kanal za ozračivanje ciljeva. Zabilježeno je da se više od 95% polonija-210 proizvodi u Rusiji.

Postoje i druge metode za proizvodnju polonija, ali se sada praktički ne koriste, jer su mnogo manje produktivne i skuplje. Jedna od tih metoda, koju je koristila Marie Curie, je kemijsko izdvajanje iz ruda urana (polonij-210 nalazi se u lancu raspada urana-238). Zapravo, polonij je otkriven 1898. Polonij-210 također se može dobiti u akceleratorima nabijenih čestica pomoću nuklearnih reakcija 208 Pb(A, 2n) ili 209 Bi(d, n). U isto vrijeme, nije bilo koji akcelerator prikladan za proizvodnju polonija-210. To zahtijeva akcelerator alfa čestica ili deuterona. U svijetu nema puno takvih akceleratora. Ima ih i u Rusiji i u Velikoj Britaniji. Međutim, koliko ja znam, u Britaniji Amersham akcelerator već dugo nije konfiguriran za alfa čestice i stalno radi isključivo na proizvodnji medicinskih izotopa za dijagnostiku. Na brojnim mjestima koja sam posjetio u inozemstvu, kolege su mi rekli da su njihova postrojenja bila pregledana da se vidi proizvode li polonij.

Svojedobno je Techsnabexport JSC prodavao polonij-210 Velikoj Britaniji (tvrtci Reviss). Ali to je bilo pet godina prije tužnih događaja, a kako su mi rekli kolege, tvrtka je nakon toga vrlo pažljivo provjeravana. Proizvodi koji sadrže polonij ne dopremaju se službeno u UK iz SAD-a i Rusije. Polonij-210 ranije se dobivao u Nacionalnom laboratoriju Oak Ridge (SAD), ali sada se tamo ne proizvodi u značajnijim količinama, već se, naprotiv, određena količina dobiva iz Rusije.

Rad i reaktora i akceleratora je strogo kontroliran. Ako netko ipak odluči ilegalno proizvoditi polonij, uz postojeći sustav kontrole to se lako može otkriti.

Nuklearna fizikalna svojstva

Kao što je već spomenuto, vrijeme poluraspada polonija je 138,4 dana. To znači da se svakih 138 dana njegova aktivnost smanjuje 2 puta, au dvije godine - oko 40 puta. Ovaj poluživot je vrlo pogodan za korištenje radionuklida kao otrova.

Polonij-210 pri raspadu emitira alfa čestice s energijom od 5,3 MeV, koje u krutim tvarima imaju mali domet. Primjerice, aluminijska folija debljine desetaka mikrona u potpunosti apsorbira takve alfa čestice. Gama zračenje koje se može detektirati Geigerovim brojačima izuzetno je slabo: gama zrake s energijom od 803 keV emitiraju se s prinosom raspada od samo 0,001%. Polonij-210 ima najnižu gama konstantu od svih uobičajenih alfa-aktivnih radionuklida. Dakle, za americij-241 (široko korišten, na primjer, u detektorima dima), gama konstanta je 0,12, a za Po - 5·10 –5 R×cm 2 /h×mCi (gdje je R rendgen, mCi je milikuri). U ovom slučaju, koeficijent doze i, prema tome, radiotoksičnost su prilično usporedivi.

Dakle, čak i bez zaštitne ljuske, izuzetno je teško otkriti dovoljnu količinu polonija-210 za trovanje na daljinu pomoću konvencionalnog brojača, budući da je razina zračenja usporediva s prirodnom pozadinom (vidi sliku 2). Dakle, polonij-210 je vrlo pogodan za tajni transport, a nema potrebe čak ni koristiti olovne spremnike. Međutim, tijekom transporta potrebno je posebno paziti da se izbjegne smanjenje tlaka u spremniku (vidi dolje).

Polonij-210 uopće nije preporučljivo koristiti za provokacije, budući da se može otkriti samo pomoću posebne opreme, koja se ne koristi u uobičajenim slučajevima.

Gama linija od 803 keV može se detektirati samo kroz dugotrajna mjerenja pomoću dobrog gama spektrometra, a poluvodički detektor mora biti smješten vrlo blizu izvora. Postoje dokazi da je tako povećana radioaktivnost prvotno pronađena kod Litvinenka, ali u početku je zračenje pogrešno pripisano radioaktivnom taliju (talij-206), koji se dobiva raspadom bizmuta-210m (vidi dijagram na slici 1) .

To je objavljeno na internetu i prije nego što je polonij identificiran. Ali tada je ova verzija prepoznata kao pogrešna, budući da ovaj izotop bizmuta ima predugi poluživot, pa su počeli razmatrati mogućnost prisutnosti drugih alfa emitera. Nakon toga je urin analiziran na prisutnost alfa-aktivnih radionuklida i pronađen je polonij, i to u ogromnim količinama. Pretpostavka da su britanskim stručnjacima za polonij-210 “natuknuli” pojedini provokatori čini mi se izvađena iz zraka. Britanski znanstvenici radili su sve dosljedno i sasvim logično.

Na površini, alfa aktivnost polonija-210 može se detektirati pomoću alfa brojača, koji se obično koristi samo u posebne svrhe, a ne za rutinsko testiranje radioaktivne kontaminacije. Međutim, da bi se utvrdilo da se zračenje odnosi upravo na polonij-210, potrebna je složenija oprema, obično stacionarna, - alfa spektrometar. Aktivnost reda veličine 1 Bq (dezintegracija u sekundi) na površini može se lako otkriti. Ako se detektira alfa aktivnost, tada se provodi priprema uzorka (na primjer, pomoću kemijske izolacije) i na alfa spektrometru se detektira linija u alfa spektru od 5,3 MeV, koja karakterizira ovaj određeni alfa-aktivni radionuklid.

Kemijska svojstva

Polonij može postojati u različitim kemijskim oblicima, no u ovom slučaju najvjerojatnije se nalazi u obliku topivih spojeva (primjerice nitrati, kloridi, sulfati), dok značajan dio otopine može biti i u koloidnom obliku. Važno je da se iz neutralnih i blago kiselih otopina polonij u velikoj mjeri sorbira na različitim površinama, posebice na metalu i staklu (maksimalna sorpcija je pri pH ~ 5). Teško ga je potpuno oprati uobičajenim metodama. Stoga nimalo ne čudi što su otkriveni čajnik i šalica iz kojih se konzumirao polonij.

Sam polonij, u mikrokoličinama, počinje sublimirati tek na temperaturama od oko 300°C. Ali također može prijeći u okoliš zajedno s vodenom parom u kojoj se nalazi, a pritom i s jezgrama trzaja.

Polonij prilično lako difundira u plastiku i druge organske tvari; izvori koji se temelje na njemu izrađeni su s višeslojnim premazom. A ako je ampula bila bez tlaka, tada se čak i najmanji tragovi mogu otkriti pomoću alfa brojača.

Polonij je polivalentan element, sklon stvaranju različitih kompleksa i može stvarati različite kemijske oblike. S tim u vezi, dio se vrlo lako širi u prirodnom okruženju. Stoga je razumljivo da su se tragovi polonija proširili i mogu se koristiti za otkrivanje izvora kontaminacije polonijem.

Biološka izloženost i sigurnost od zračenja

Biološka istraživanja djelovanja polonija na životinje provedena su u našoj zemlji uglavnom 60-ih godina u Institutu za biofiziku u laboratoriju profesora I. Moskaleva, postoji nekoliko publikacija.

Odavno je poznato da je polonij-210 jedan od najopasnijih radionuklida. Razine oštećenja ljudi polonijem-210 prikazane su u tablici (podaci iz pokusa na životinjama preračunati su na masu osobe).

Apsorpcija ove tvari kroz gastrointestinalni trakt procjenjuje se od 5 do 20%. Kroz pluća - to je učinkovitije, ali takva primjena je izuzetno nezgodna za skriveno trovanje, jer to može uvelike kontaminirati druge i izvođače. Samo oko 2% dnevno se apsorbira kroz kožu, a ova upotreba polonija za trovanje također je neučinkovita.

Polonij je raspoređen u svim organima u tijelu, ali, naravno, ne baš ravnomjerno. A iz tijela se izlučuje bilo kojim biološkim tvarima: izmetom, urinom, zatim... Vrijeme poluraspada je, prema raznim izvorima, od 50 do 100 dana. U našoj zemlji zabilježena je jedna industrijska nesreća koja je rezultirala smrću osobe 13 dana nakon izlaganja 530 MBq (14 mCi) polonija.

Prema neizravnim podacima (temeljenim na udaru), količina polonija unesena u Litvinenka mogla bi biti (0,2–4) × 10 9 Bq (bekerela), odnosno dezintegracija u sekundi, po masi je 1–25 μg, gotovo nevidljiv iznos .

Ako je šalica čaja sadržavala polonij, na primjer ~10 9 Bq na 100 g, tada bi do 0,01–0,10 ml moglo slučajno pasti na ljude koji sjede u blizini u obliku kapljica ili aerosola, odnosno do 10 5 –10 6 Bk . To ne predstavlja ozbiljnu opasnost za ljudski život, iako prelazi dopuštene standarde onečišćenja. Takvu količinu je lako detektirati, a detektira se i aktivnost reda veličine 1 Bq.

U priči o Litvinenku, prema Agenciji za zaštitu zdravlja, dogodilo se sljedeće:

• 120 ljudi je vjerojatno bilo izloženo poloniju, ali su primili dozu ispod 6 mSv (milisiverta), što ne predstavlja zdravstveni rizik;
• 17 ljudi primilo je dozu veću od 6 mSv, ali ne dovoljno značajnu da izazove bilo kakvu bolest u bliskoj budućnosti; povećanje rizika od bolesti u dalekoj budućnosti vjerojatno je vrlo malo. Najveću dozu, koja ipak nije bila opasna po život, primila je, naravno, supruga Aleksandra Litvinenka Marina, s kojom je imao najviše kontakata.

Dopuštena doza za profesionalce koji rade s radioaktivnošću u Rusiji je 20 mSv/god. Godišnje doze koje ljudi primaju od prirodnog pozadinskog zračenja su 1-10 mSv/god., a ponegdje na Zemlji znatno više, a smrtnost tamo nije povećana. Samo se izlaganje efektivnoj dozi većoj od 200 mSv tijekom godine smatra potencijalno opasnim. Stoga su tvrdnje da je uporaba polonija stvorila veću prijetnju drugima pretjerivanje.

Tisak je postavio pitanje je li polonij-210 i ranije korišten kao otrovna tvar i može li se to utvrditi. Konkretno, ostali su nepoznati otrovi kojima su možda otrovali Yu Shchekochikhin i pokušali otrovati A. Politkovskaya. Ako je polonij-210 bio prisutan u tim slučajevima, on se s vremenom raspao ispod razine pozadine. Međutim, ekshumacija bi mogla otkriti polonij-209, koji je mogao biti prisutan kao nečistoća (vidi gore).

Hipoteza da je Yasser Arafat otrovan polonijem-210 praktički nije potvrđena. Određeni višak polonija-210 može se objasniti prirodnim uzrocima - udisanjem radona-222 tijekom dugog boravka palestinskog vođe u bunkeru. Polonij-210 je proizvod raspada radona. Odgovarajuća količina olova-210, koji je također produkt raspadanja radona, pronađena je u Arafatovu tijelu.

Primjena

Do sada se polonij-210 koristio u sljedeće svrhe.

1. Stvoriti autonomne izvore energije nastale kao rezultat alfa raspada. Sovjetski Lunohod i neki od satelita Cosmos bili su opremljeni takvim uređajima.

2. Kao izvor neutrona, posebno za inicijatore nuklearne eksplozije u atomskim bombama. Neutroni nastaju kada se berilij ozrači alfa česticama i pokreću nuklearnu eksploziju kada masa urana-235 ili plutonija-239 dosegne kritičnu masu. Takvi izvori korišteni su i za neutronsku aktivacijsku analizu prirodnih uzoraka i materijala.

3. Kao izvor alfa čestica u obliku aplikatora za liječenje određenih kožnih bolesti. Danas se praktički ne koristi u takve svrhe, jer postoje mnogo pogodniji radionuklidi.

4. Kao ionizator zraka u antistatičkim uređajima, npr. Staticmaster, proizvođača Calumet iz SAD-a. Ti se materijali ne izvoze u Ujedinjeno Kraljevstvo, a da bi se izvukao polonij-210 potreban za trovanje, mnogi od ovih uređaja morali bi se obraditi, što zahtijeva radiokemijski laboratorij.

Otkrića u vezi s Litvinenkovom smrću

Zaključci tehničke prirode koji mogu biti značajni za rasvjetljavanje zločina mogu se podijeliti u dvije skupine: sasvim određene i one koji su vrlo vjerojatni, no za nedvosmislenu izjavu potrebna je istraga ne samo u Velikoj Britaniji, već iu Rusiji.

Sasvim određeno

1. Polonij-210 je otrovna tvar za tajnu uporabu. Njegova glavna razlika od ostalih radioaktivnih tvari je teškoća inicijalne detekcije. Prema tome, besmisleno ga je koristiti za provokaciju, za to postoje mnogo dostupniji i prikladniji radionuklidi.

2. Polonij-210 je tvar koju je zgodno tajno transportirati u količinama dovoljnim da izazovu trovanje. Također ga je lako potajno unijeti u nečije piće. Druge metode primjene (primjerice aerosolizacija ili dermalna primjena) su manje učinkovite, nepouzdane, složene i vrlo opasne za otrovnika.

3. Slučajna kontaminacija polonijem-210 iz nemara je gotovo nemoguća, budući da je za takav stupanj kontaminacije potrebna ogromna količina koja može postojati samo na mjestima masovne proizvodnje polonija u tvornici, a to se lako može utvrditi distribucijom polonija na ljudskom tijelu.

4. Niti jedna od izjava istražnih tijela UK-a ne sadrži nikakve tehničke proturječnosti.

Vrlo vjerojatno, ali zahtijeva potvrdu

1. Najvjerojatnije je polonij-210 proizveden u Rusiji. Mogla je biti donesena u UK iz Rusije ili SAD-a, gdje se tvar službeno isporučuje. Drugi izvori načelno nisu isključeni, ali bi takvu proizvodnju bilo gotovo nemoguće sakriti. Polonij-210 se već dugo ne proizvodi u Velikoj Britaniji.

2. Uklanjanje s antistatičkih uređaja u SAD-u zahtijeva poseban radiokemijski laboratorij, što je izuzetno teško sakriti pod trenutnim sustavom kontrole u SAD-u. U drugim zemljama takvi antistatički uređaji praktički se ne koriste.

3. Utvrđivanje podrijetla polonija analizom moguće je samo pod određenim okolnostima (dovoljne količine i koncentracije, nepostojanje pozadinskog olova, dovoljna izloženost prije analize, dostupnost posebnog separatora mase i uzoraka za usporedbu). U povoljnim uvjetima može se utvrditi i u kojem proizvodnom ciklusu je dobiven.

4. Supstanca nije ukradena. To je izuzetno teško organizirati uz postojeći sustav kontrole. Prethodno je zabilježeno nekoliko činjenica o nestanku polonija, ali su sve objelodanjene, budući da njihovo otkrivanje ne predstavlja veliki problem.

London- Polonij je prvi put dobio široku pozornost 2006., kada je korišten za atentat na kritičara Kremlja i bivšeg agenta KGB-a Aleksandra Litvinenka u Londonu.

Udovica Yassera Arafata ovog je tjedna pozvala na ekshumaciju tijela palestinskog vođe nakon što su švicarski znanstvenici pronašli tragove radioaktivnog polonija-210 na odjeći za koju se vjeruje da je nosio prije smrti 2004. godine.

Dakle, što je polonij i koliko je opasan?

Što je polonij?

Polonij-210 jedan je od najrjeđih elemenata, a otkrili su ga 1898. godine supružnici Pierre Curie i Maria Skłodowska-Curie i nazvali ga po Marijinoj domovini, Poljskoj. Element se prirodno nakuplja u iznimno malim količinama u zemljinoj kori, a proizvodi se i umjetno u nuklearnim reaktorima. Koristi se u malim količinama u legitimne industrijske svrhe, uglavnom za ublažavanje statičkog elektriciteta.

Je li opasan?

Vrlo. Ako uđe u tijelo, smrtonosan je čak iu zanemarivim dozama. Manje od jednog grama srebrnog praha dovoljno je da nekoga ubije. U studiji iz 2007., znanstvenici Ministarstva zdravstva Ujedinjenog Kraljevstva pokazali su da kada polonij uđe u krvotok, njegove snažne učinke gotovo je nemoguće zaustaviti. Otrovana žrtva doživljava postupno zatajenje organa jer alfa čestice napadaju jetru, bubrege i koštanu srž. Tipični su i simptomi Litvinjenka - mučnina, gubitak kose, otečeno grlo i bljedilo.

Tko može dobiti polonij?

Dobra vijest je da malo ljudi to radi. Element može biti nusprodukt kemijske obrade urana, ali se najčešće proizvodi u nuklearnim reaktorima ili akceleratorima čestica. Ta su nuklearna postrojenja strogo kontrolirana i rade prema strogim međunarodnim sporazumima.

Umirovljeni britanski stručnjak za radijaciju John Croft, koji je radio s Litvinenkom, vjeruje da bi se dovoljna doza polonija za ubijanje vjerojatno dobila od vlade koja ima civilne ili vojne nuklearne sposobnosti. Rusija, koja proizvodi polonij i za koju se sumnja da je ubila Litvinenka, odgovara ovom opisu, kao i Arafatov neprijatelj Izrael. Ali tu je i desetak drugih zemalja, uključujući Sjedinjene Države.

Zašto bi on mogao biti zanimljiv ubojicama?

Polonij je dobro oružje. Njegove velike radioaktivne alfa čestice ne prodiru kroz kožu niti ih otkrivaju detektori zračenja, što ga čini relativno lakim za krijumčarenje preko granica. Polonij može ući u tijelo kroz ranu ili udisanjem, no najpouzdaniji način je unos polonija putem hrane ili pića. Litvinenko je pio čaj s polonijem tijekom sastanka u luksuznom hotelu u Londonu.

Koga su ubili?

Trovanje polonijem toliko je rijetko da je liječnicima trebalo nekoliko tjedana da identificiraju Litvinjenkovu bolest, a stručnjaci za sigurnost imali su poteškoća prisjetiti se prethodnog trovanja. Prošlo je pet godina od ubojstva Litvinjenka, ali nitko nije pritvoren. Britanski istražitelji imenovali su bivšeg agenta KGB-a Andreja Lugovoja kao glavnog osumnjičenika, no Rusija ga odbija izručiti.

Neki vjeruju da se Curiena kći Irene, koja je umrla od leukemije, razboljela nakon što je slučajno u laboratoriju primila dozu polonija.

Izraelski pisac Michal Karpin izjavio je da je smrt nekoliko izraelskih znanstvenika od raka rezultat curenja informacija na Weizmann Institutu za znanost 1957. godine. Izraelske vlasti nikada nisu priznale tu vezu.

Mogu li znanstvenici dokazati da je Arafat otrovan polonijem?

Znanstvenici su upozorili da tragovi polonija na Arafatovoj odjeći nisu dovoljni da se dokaže trovanje. Ekshumacija tijela radi testiranja mnogo je pouzdanija metoda. Stručnjak za radiologiju sa Sveučilišnog koledža u Londonu Derek Hill rekao je da se osam godina nakon Arafatove smrti polonij već trebao raspasti i da je mnogo manje radioaktivan nego što je bio 2004. godine. No, rekao je da će razina i dalje biti mnogo puta viša od normalne, a autopsija bi trebala pokazati "s razumnom sigurnošću" je li polonij bio prisutan u Arafatovu tijelu u trenutku smrti.

Element broj 84 - polonij - prvi je element uvršten u periodni sustav nakon otkrića radioaktivnosti. Također je prvi (prema atomskim brojevima) i najlakši element koji nema stabilne izotope. Također je jedan od prvih radioaktivnih elemenata korištenih u istraživanju svemira.

U isto vrijeme, element broj 84 je možda jedan od najmanje poznatih, najmanje popularnih radioaktivnih elemenata. Isprva je ostao u sjeni, zasjenjen slavom radija. Kasnije se nije previše oglašavao, kao gotovo svi materijali iz atomskih i svemirskih istraživanja.

Otvaranje, ime

Priča o otkriću elementa br. 84 prilično je poznata. Otkrili su ga Pierre Curie i Marie Skłodowska-Curie. U laboratorijskom časopisu Curievih, simbol "Po" (ispisan Pierreovom rukom) prvi put se pojavljuje 13. srpnja 1898. godine.

Nekoliko godina nakon smrti Pierrea Curieja, njegova supruga i koautorica njegova dva najupečatljivija otkrića napisala je knjigu Pierre Curie. Zahvaljujući ovoj knjizi iz prve ruke saznajemo povijest otkrića polonija i radija te se upoznajemo sa značajkama i principima rada dvojice izvrsnih znanstvenika. Evo izvatka iz ove knjige: “...Ruda koju smo odabrali bila je smola, uranova ruda, koja je u svom čistom obliku otprilike četiri puta aktivnija od uranovog oksida... Metoda koju smo koristili je nova metoda kemijske analize na temelju radioaktivnosti. Sastoji se od odvajanja uobičajenim sredstvima kemijske analize i mjerenja, pod odgovarajućim uvjetima, radioaktivnosti svih izoliranih proizvoda. Na taj način možete dobiti predodžbu o kemijskim svojstvima željenog radioaktivnog elementa; potonji se koncentrira u onim frakcijama čija radioaktivnost postaje sve veća kako se odvajanje nastavlja. Ubrzo smo uspjeli utvrditi da je radioaktivnost pretežno koncentrirana u dvije različite kemijske frakcije, te smo zaključili da su u mješavini smole prisutna najmanje dva nova radioelementa: polonij i radij. Izvijestili smo o postojanju elementa polonija u srpnju 1898., a radija u prosincu iste godine...”

Prvo izvješće o poloniju datirano je 18. srpnja. Napisana je s najvećom suzdržanošću i korektnošću. Tamo postoji izraz: "Ako se potvrdi postojanje ovog novog metala, predlažemo da ga nazovemo polonij, prema domovini jednog od nas."

Na latinskom Polonia znači Poljska.

"Polonij" nije prvi "geografski" naziv za element. Do tada su već bili otkriveni germanij, rutenij, galij i skandij. Ipak, ovo je ime posebno, može se smatrati protestnim nazivom: neovisna poljska država u to vrijeme nije postojala. Poljska je bila rascjepkana, podijeljena između Austrijskog, Njemačkog i Ruskog Carstva...

U poznatoj knjizi “Marie Curie”, koju je napisala najmlađa kći Curievih, Eva, zaključak je sljedeći: “Odabir ovog imena pokazuje da se Marie, postavši francuska fizičarka, nije odrekla svoje domovine. O tome svjedoči i činjenica da je Marie poslala rukopis u svoju domovinu, Josephu Bogusskom, voditelju, prije nego što se pojavila bilješka “O novoj radioaktivnoj tvari u sastavu uraninita”* u “Izvješćima Akademije znanosti”. laboratorija Muzeja industrije i poljoprivrede, gdje su započeli njezini prvi znanstveni pokusi. Poruka je objavljena u Swialtu, mjesečnoj ilustriranoj reviji, gotovo istodobno s objavljivanjem u Parizu."

* Mineral uran, njegov sastav je UO 2. Curijevi su istraživali razne minerale koji sadrže uran.

Zašto radij, a ne polonij?

Zapravo, zašto je radij, a ne polonij, bračnom paru Curie donio svjetsku slavu? Uostalom, prvi element koji su oni otkrili bio je element broj 84.

Nakon godinu dana rada, nisu sumnjali da su dva nova elementa prisutna u uranovom katranu. No, ti su se elementi javili samo radioaktivnošću, a da bi se svi, a prije svega kemičari, uvjerili da je do otkrića doista došlo, bilo je potrebno te aktivnosti izolirati i dobiti nove elemente, barem u obliku pojedinačnih spojeva.

Svi radioaktivni elementi i izotopi, kao što je poznato, sada su ujedinjeni u obitelji: pri raspadu jezgra radioaktivnog atoma pretvara se u atomsku jezgru drugog elementa kćeri. Svi elementi radioaktivnih obitelji su u određenoj međusobnoj ravnoteži. Izmjereno je da je u uranovim rudama ravnotežni omjer urana i polonija 1,9 10 10, a 0,2 mg polonija je u ravnoteži s gramom radija. To znači da je u mineralima urana gotovo 20 milijardi puta manje radija nego urana, a polonija je još 5 tisuća puta manje.

Curievi, naravno, nisu znali te točne brojke. Ipak, shvativši kakav titanski posao predstoji na izolaciji novih elemenata, donijeli su jedinu ispravnu odluku. U knjizi o Pierreu Curieu koju smo već citirali kaže se: “Rezultati dobiveni nakon godinu dana rada jasno su pokazali da je radij lakše izolirati nego polonij; stoga su napori bili koncentrirani na radij.”

Umjetni polonij

Ovdje je sasvim prikladno pitanje: ako je polonij doista ultrarijedak i vrlo teško dostupan element, koliko onda košta rudarenje polonija u naše vrijeme?

Nemamo točne brojke, ali danas element broj 84 nije ništa manje dostupan od radija. Doista ga je teško dobiti iz rude, ali postoji još jedan način - nuklearna fuzija.

Danas se polonij proizvodi na dva načina, pri čemu je u oba slučaja početni materijal bizmut-209. U nuklearnim reaktorima on se ozračuje tokovima neutrona, a zatim kroz relativno jednostavan lanac nuklearnih transformacija nastaje danas najvažniji izotop elementa broj 84 - polonij-210:

A ako se isti izotop bizmuta stavi u drugi važan stroj za nuklearnu fuziju - ciklotron i tamo se bombardira strujama protona, tada prema reakciji

nastaje najdugovječniji izotop elementa br. 84.

Važnija je prva reakcija: polonij-210 je mnogo zanimljiviji izotop za tehnologiju od polonija-209. (O razlozima u nastavku.) Osim toga, druga reakcija istovremeno s polonijem proizvodi olovo-209 - jednu od nečistoća koje je najteže ukloniti iz polonija.

Općenito, pročišćavanje polonija i njegovo izdvajanje iz smjese s drugim metalima nije osobito težak zadatak za modernu tehnologiju. Postoje različite metode za izolaciju polonija, posebice elektrokemijske, kada se metalni polonij izolira na platinastoj ili zlatnoj katodi, a zatim odvaja sublimacijom.

Polonij je metal s niskim talištem i relativno niskim vrelištem; talište mu je 254, a vrelište 962°C.

Osnove kemije

Sasvim je očito da su sadašnje napredne metode za proizvodnju i izolaciju polonija postale moguće tek nakon temeljitog proučavanja ovog rijetkog radioaktivnog metala. I njegove veze, naravno.

Temelje kemije polonija postavili su njegovi pronalazači. U jednoj od laboratorijskih bilježnica supružnika Curie nalazi se zapis iz 1898.: „Nakon prve obrade smolne mješavine sumpornom kiselinom, polonij nije potpuno istaložen i može se djelomično ekstrahirati ispiranjem s razrijeđenim SO 4 H 2 (ovdje). a ispod je sačuvano kemijsko indeksiranje izvornika). Nasuprot tome, dva tretmana ostatka smolne mješavine i jedan tretman njemačkog [rudnog] ostatka s karbonatima daju karbonate, a SO 4 H 2 potpuno istaloži aktivnu tvar iz karbonata otopljenog u octenoj kiselini.”

Kasnije se o ovom elementu saznalo puno više. Konkretno, naučili smo da elementarni polonij, srebrno-bijeli metal, postoji u dvije alotropske modifikacije. Kristali jednog od njih - niske temperature - imaju kubičnu rešetku, a drugi - visoke temperature - imaju rombičnu rešetku.

Fazni prijelaz iz jednog oblika u drugi događa se na 36°C, ali na sobnoj temperaturi polonij je u visokotemperaturnom obliku. Zagrijava se vlastitim radioaktivnim zračenjem.

Izgledom je polonij sličan bilo kojem običnom metalu. Što se tiče topljivosti - olovo i bizmut. Prema elektrokemijskim svojstvima - za plemenite metale. Prema optičkim i rendgenskim spektrima - samo sebi. A prema ponašanju u otopinama - na sve ostale radioaktivne elemente: zahvaljujući ionizirajućem zračenju u otopinama koje sadrže polonij neprestano nastaju i razgrađuju se ozon i vodikov peroksid.

Po kemijskim svojstvima polonij je izravni analog sumpora, selena i telura. Pokazuje valencije 2–, 2+, 4+ i 6+, što je prirodno za element ove skupine. Brojni spojevi polonija poznati su i prilično dobro proučeni, u rasponu od jednostavnog oksida PoO 2, topljivog u vodi, do kompleksnih kompleksnih spojeva.

Ovo drugo ne treba čuditi. Sklonost stvaranju kompleksa karakteristika je većine teških metala, a jedan od njih je i polonij. Usput, njegova gustoća - 9,4 g / cm 3 - nešto je manja od olova.

Vrlo važna studija svojstava polonija za radiokemiju općenito provedena je 1925...1928. na Lenjingradskom radijskom institutu. Bilo je temeljno važno otkriti mogu li radioaktivni elementi koji se nalaze u otopinama u nevjerojatno malim količinama stvarati vlastite koloidne spojeve. Odgovor na ovo pitanje - odgovor je pozitivan - dan je u radu "O pitanju koloidnih svojstava polonija". Njegov autor bio je I.E. Starac, kasnije poznati radiokemičar, dopisni član Akademije znanosti SSSR-a.

Polonij na Zemlji iu svemiru

Ljudima koji su daleko od radiokemije i nuklearne fizike sljedeća izjava će se činiti čudnom: danas je polonij mnogo važniji element od radija. Povijesne zasluge potonjeg su neosporne, ali to je prošlost. Polonij je element današnjice i sutrašnjice. Prije svega, to se odnosi na izotop polonij-210.

Ukupno je poznato 27 izotopa polonija s masenim brojevima od 192 do 218. Ovo je jedan od najpoliizotopnijih, da tako kažemo, elemenata. Vrijeme poluraspada najdugovječnijeg izotopa, polonija-209, je 103 godine. Stoga, prirodno, u zemljinoj kori postoji samo radiogeni polonij, a tamo ga ima izuzetno malo - 2·10–14%. Nekoliko izotopa polonija koji postoje u prirodi imaju vlastita imena i simbole koji određuju njihovo mjesto u radioaktivnom nizu. Tako se polonij-210 naziva i radij F (RaF), 211 Po - AcC " , 212 Po – ThC " , 214 Po – PaC " , 215 Po – AcA, 216 Po – ThA i 218 Po – RaA.

Svako od ovih imena ima svoju povijest; svi su oni povezani s "roditeljskim" izotopima jedne ili druge atomske vrste polonija, pa bi bilo ispravnije nazvati ih ne "imenima", već "patronimima". Dolaskom suvremenog sustava označavanja izotopa navedeni stari nazivi postupno su gotovo izašli iz upotrebe.

Najvažniji izotop, polonij-210, čisti je alfa emiter. Čestice koje on emitira usporavaju se u metalu i, putujući kroz njega samo nekoliko mikrometara, troše svoju energiju. Nuklearna energija, usput. Ali energija se niti pojavljuje niti nestaje. Energija polonijevih alfa čestica pretvara se u toplinu, koja se može koristiti za, recimo, grijanje, a koju nije tako teško pretvoriti u električnu energiju.

Ta se energija već koristi i na Zemlji i u svemiru. Izotop 210 Po koristi se u elektranama nekih umjetnih satelita. Konkretno, letio je izvan Zemlje na sovjetskim satelitima Kosmos-84 i Kosmos-90.

Čisti alfa emiteri, a prije svega polonij-210, imaju nekoliko očitih prednosti u odnosu na druge izvore zračenja. Prvo, alfa čestica je prilično masivna i stoga nosi puno energije. Drugo, takvi emiteri praktički ne zahtijevaju posebne mjere zaštite: sposobnost prodiranja i duljina puta alfa čestica su minimalni. Ima i treće, i četvrte, i pete, ali ove dvije prednosti su glavne.

U principu, plutonij-238, dolonij-210, stroncij-90, cerij-144 i kurij-244 prihvatljivi su izvori energije za rad na svemirskim postajama. Ali polonij-210 ima važnu prednost pred drugim konkurentskim izotopima - najveću specifičnu snagu, 1210 W/cm 3 . Oslobađa toliko toplinske energije da toplina može otopiti uzorak. Da se to ne bi dogodilo, polonij se stavlja u olovnu matricu. Dobivena legura polonija i olova ima točku taljenja od oko 600°C – mnogo višu od svih svojih sastavnih metala. Snaga se, međutim, smanjuje, ali ostaje prilično velika - oko 150 W/cm3.

W. Corliss i D. Harvey, autori knjige “Izvori energije na radioaktivnim izotopima” (ova je knjiga objavljena na ruskom 1967.), pišu: “Kao što najnovija istraživanja pokazuju, 210 Po može se koristiti u svemirskim letjelicama s posadom.” Dostupnost ovog izotopa navode kao još jednu prednost polonija-210. Ista knjiga kaže da se bizmut i polonij dobiven iz njega lako odvajaju ionskom izmjenom. Dakle, svemirska služba polonija očito tek počinje.

I to je dobar početak. Radioaktivni izotop polonij-210 poslužio je kao gorivo za "peć" instaliranu na Lunohodu 2.

Noći na Mjesecu su vrlo duge i hladne. Tijekom 14,5 zemaljskih dana lunarni rover bio je na temperaturama ispod –130°C. Ali cijelo to vrijeme spremnik za instrumente morao je održavati temperaturu prihvatljivu za složenu znanstvenu opremu.

Polonijev izvor topline postavljen je izvan spremnika instrumenta. Polonij je neprekidno zračio toplinom; ali tek kada je temperatura u odjeljku s instrumentima pala ispod potrebne granice, rashladni plin, zagrijan polonijem, počeo je teći u spremnik. Ostatak vremena, višak topline se raspršivao u svemir.

Nuklearna peć Lunokhod-2 odlikovala se potpunom autonomijom i apsolutnom pouzdanošću.

Međutim, postoje ograničenja za polonij-210. Njegovo relativno kratko vrijeme poluraspada - samo 138 dana - postavlja prirodno ograničenje na radni vijek izvora radioizotopa koji sadrže polonij.

Slični uređaji koriste se i na Zemlji. Osim njih, važni su polonij-berilij i polonij-bor izvori neutrona. To su zapečaćene metalne ampule koje sadrže keramičku tabletu obloženu polonijem-210 izrađenu od bor karbida ili berilij karbida. Protok neutrona iz jezgre atoma bora ili berilija stvara alfa čestice koje emitira polonij.

Takvi izvori neutrona su lagani i prenosivi, potpuno sigurni za korištenje i vrlo pouzdani. Mjedena ampula promjera 2 cm i visine 4 cm - sovjetski polonij-berilij izvor neutrona - proizvede do 90 milijuna neutrona svake sekunde.

Među ostalim zemaljskim poslovima elementa br. 84, možda bi trebalo spomenuti njegovu upotrebu u standardnim elektrodnim legurama. Ove legure su potrebne za svjećice u motorima s unutarnjim izgaranjem. Alfa čestice koje emitira Polonij-210 smanjuju napon potreban za stvaranje iskre i stoga olakšavaju pokretanje motora.

Sigurnosne mjere opreza

Posebno treba biti oprezan pri radu s polonijem. Možda je ovo jedan od najopasnijih radioelemenata. Njegova aktivnost je toliko velika da, iako emitira samo alfa čestice, ne možete ga dodirnuti rukama; rezultat će biti oštećenje kože, a možda i cijelog tijela: polonij vrlo lako prodire kroz kožu. Element broj 84 također je opasan na udaljenosti većoj od duljine puta alfa čestica. Brzo može postati aerosol i zagaditi zrak. Stoga se s polonijem radi samo u zatvorenim kutijama, a činjenica da se nije teško zaštititi od polonijevog zračenja iznimno je pogodna za sve koji imaju posla s ovim elementom.

Pažljivi čitatelj vjerojatno je već primijetio da se u ovom članku, gdje god se govori o praktičnoj upotrebi polonija, pojavljuje samo jedan izotop - s masenim brojem 210. Dapače, ostali izotopi elementa br. 84, uključujući i najdugovječniji polonij- 209, do sada nisu napuštali laboratorij.

Istina, mnogi znanstvenici vjeruju da je polonij-208, također čisti alfa emiter, također obećavajući za svemirske izvore energije. Njegovo vrijeme poluraspada znatno je dulje nego kod polonija-210 - 2,9 godina. Ali do sada je ovaj izotop gotovo nedostupan. Budućnost će pokazati koliko će mu trebati da nosi samo one obećavajuće.

Ubrzo nakon otkrića radioaktivnosti, Paul Curie i Marie Sklodowska-Curie, proučavajući rudu uranovu smolu, otkrili su da ona ima znatno veću radioaktivnost od čistog urana. Pretpostavljalo se da ruda sadrži druge kemijske elemente radioaktivnije od urana. Prerada mnogih tona uranove rude omogućila je 1898. da se iz nje izoliraju još dva nova kemijska elementa: radij i element br. 84, koji je u čast Poljske nazvan Polonij.

Priznanica:

U prirodi se izotopi polonija ubrajaju u prirodni radioaktivni niz 238 U i uvijek su prisutni u rudama urana, ali se zbog kratkog vremena poluraspada ne nakupljaju u značajnijim količinama. Sadržaj najstabilnijeg izotopa 210 Po u uranovoj rudi (vrijeme poluraspada 138,3 dana) je 2 * 10 -10. Da bi se izolirao polonij iz rude, radij se prvo ekstrahira, zatim se ostatak otopi u klorovodičnoj kiselini i polonij se istaloži zajedno s bizmutom s vodikovim sulfidom. Polonij se odvaja od bizmuta frakcijskom kristalizacijom spojeva različite topivosti, kromatografijom i elektrokemijskim metodama. Trenutno se 210 Po uglavnom proizvodi u nuklearnim reaktorima ozračivanjem bizmuta neutronima:
209 Bi(n, g) 210 Bi; 210 Bi (-, b) 210Po
Najdugovječniji izotop polonija (vrijeme poluraspada 103 godine) dobiva se bombardiranjem bizmuta protonima:
209 Bi (p, n) 209 Po.

Fizička svojstva:

Srebrnobijeli metal koji podsjeća na bizmut i olovo. Zbog velike radioaktivnosti u mraku se vidi svijetloplavi sjaj, a opaža se i samozagrijavanje. Polonij oslobađa toliko toplinske energije da toplina može otopiti uzorak. Talište Po je 254°C; vrelište 962°C, gustoća 9,4 g/cm3.
Polonij prolazi a-raspad, pretvaranje u stabilni izotop olova: 210 Po (-, a) 206 Pb

Kemijska svojstva:

Po svojim svojstvima polonij je tipičan metal, na zraku oksidira, u interakciji je s halogenima, a s vodikom tvori hlapljivi hidrid. Položaj polonija u elektrokemijskom nizu napona je kontradiktoran: prema nekim podacima, on reagira s kiselinama uz oslobađanje vodika, prema drugima, nalazi se između Cu i Ag, prema trećima, istiskuje ga srebro iz rješenja.
Polonij se oksidira dušičnom kiselinom u Po(IV) nitrat:
Po + 8HNO 3 = Po(NO 3) 4 + 4NO 2 + 4H 2 O
U spojevima pokazuje oksidacijska stanja od -2, +2 i +4 (+6 nije tipično).

Važne veze:

Oksidacijsko stanje -2. Polonijev hidrid PoH 2 ima svojstva slična vodikovom teluridu, ali je još manje stabilan. Tragovi PoH 2 nastaju kada se polonij otopi u klorovodičnoj kiselini u prisutnosti magnezija. Polonide- spojevi polonija s aktivnijim metalima, na primjer Na 2 Po
Oksidacijsko stanje +2. Polonijevi halogenidi (PoCl 2 - crveni, PoBr 2) imaju svojstva slična solima. Poznati su i crni sulfid PoS i crveni sulfit PoSO 3 .
Oksidacijsko stanje +4, najkarakterističnije.
Polonijev(IV) oksid, PoO 2 (crveni) - amfoterni oksid s prevladavanjem osnovnih svojstava; s alkalijama stupa u interakciju samo pri fuziji, formiranju Poloniti M2PoO3. Reagira s kiselinama kao bazični oksid:
PoO 2 + 2H 2 SO 4 = Po(SO 4) 2 + 2H 2 O
Polonijeve(IV) soli Po(SO 4) 2 *nH 2 O, Po(NO 3) 4, bezbojan. kristali u otopini su jako hidrolizirani, stvarajući koloidne otopine PoO(OH) 2 (svijetlo žute). Ovaj hidroksid je također amfoteran i može se smatrati borna kiselina.
Polonijevi(IV) halogenidi PoCl 4 (žuti), PoBr 4 (crveni), PoI 4 crni), netopljivi u vodi, reagiraju s halidima alkalnih metala, tvoreći spojeve poput K 2

Primjena:

Glavno područje primjene polonija-210 je proizvodnja atomskih baterija koje se koriste u svemirskim letjelicama. U usporedbi s drugim izvorima, polonij-210 ima najveću gustoću snage, 1210 W/cm3. Radioaktivni izotop polonij-210 služio je, na primjer, kao gorivo za "peć" instaliranu na Lunohodu-2, održavajući prihvatljivu temperaturu u odjeljku za instrumente ovog uređaja.
Također se koristi kao izvor a-čestice, te u smjesi s berilijem ili borom - kao ampulni izvor neutrona. a-čestice koje emitira polonij stvaraju struju neutrona iz jezgri atoma bora ili berilija.
Visoka toksičnost polonija uglavnom je posljedica njegove radioaktivnosti. Ono što emitira a-zračenje, s jedne strane, najlakše apsorbira čak i list papira. Moć prodora i duljina puta alfa čestice su minimalni. S druge strane, ovo zračenje ima najrazorniji učinak kada izvor uđe u tijelo. Budući da polonij može brzo postati aerosoliziran i zagaditi zrak, opasan je i na udaljenostima većim od duljine puta alfa čestica. Vidi također:
Trifonov D.N. M. Sklodowska-Curie: poznavanje radioaktivnosti./ Kemija u školi, 1997., br.7.