Polonium (Po) je velmi vzácný a vysoce těkavý radioaktivní kov. Před objevením polonia polsko-francouzské fyzičky Marie Curie v roce 1898 byly uran a thorium jedinými známými radioaktivními prvky. Curie pojmenovala polonium podle své domovské země, Polska.
Polonium je málo použitelné pro člověka, s výjimkou některých hrozivých aplikací: Byl použit jako spoušť v první atomové bombě a je také podezřelým jedem při několika významných úmrtích.
V komerčních aplikacích , polonium se příležitostně používá k odstranění statické elektřiny ve strojích nebo prachu z fotografického filmu. Lze jej také použít jako lehký zdroj tepla pro termoelektrickou energii ve vesmírných druzích.
Klasifikace
Polonium se nachází ve skupině 16 a období 6 v periodické tabulce prvků. Je klasifikován jako kov, protože elektrická vodivost polonia klesá s rostoucí teplotou, uvádí Royal Society of Chemistry.
The prvek je nejtěžší kov chalkogenů, skupina prvků známá také jako „rodina kyslíku.“ Všechny chalkogeny se nacházejí v měděných rudách. Mezi další prvky ve skupině chalkogenu patří kyslík, síra, selen a telur.
Existuje 33 známých izotopů (atomů stejného prvku s různým počtem neutronů) polonia, a všechny jsou radioaktivní. Díky radioaktivní nestabilitě tohoto prvku je vhodným kandidátem pro použití v atomových bombách.
Fyzikální vlastnosti
- Atomové číslo (počet protonů v jádře): 84
- Atomový symbol (na periodické tabulce prvků): Po
- Atomová hmotnost (průměrná hmotnost atomu): 209
- Hustota: 9,32 gramů na kubický centimetr
- Fáze při pokojové teplotě: pevná látka
- Bod tání: 489,2 stupňů Fahrenheita (254 stupňů Celsia)
- Bod varu: 1763,6 stupňů F (962 stupňů C) )
- Nejběžnější izotop: Po-210, který má poločas rozpadu pouze 138 dní
Objev
Když Curie a její manžel, Pierre Curie, objevený polonium, hledali zdroj radioaktivity v přirozeně se vyskytující rudě bohaté na uran zvané smola.
Ti dva si všimli že nerafinovaná smola byla radioaktivnější než uran, který byl od ní oddělen. že smolnice musí obsahovat alespoň jeden další radioaktivní prvek.
Curieové nakoupili spoustu smoliny, aby mohli chemicky oddělit sloučeniny v minerálech. Po měsících pečlivé práce nakonec izolovali radioaktivní prvek: látku, která je podle Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) 400krát více radioaktivní než uran.
Extrakce polonia byla náročná, protože takové malé množství; 1 tuna uranové rudy obsahuje pouze asi 100 mikrogramů (0,0001 gramu) polonia.
Podle Curie Society však chemie dokázali vytáhnout izotop, který nyní známe jako polonium-209. .
Zdroje
Stopy Po-210 lze nalézt v půdě a ve vzduchu. Například Po-210 je produkován během rozpadu plynu radonu-222, který je výsledkem rozpadu rádia. Radium je zase produkt rozpadu uranu, který je přítomen téměř ve všech horninách a půdě vytvořené z hornin.
Lišejníky jsou schopné absorbovat polonium přímo z atmosféry. V severních oblastech mohou lidé, kteří jedí soby, mít v krvi vyšší koncentraci polonia, protože podle Smithsonian.com sobi jedí lišejníky.
Polonium je považováno za vzácný přírodní prvek. Ačkoli se vyskytuje v uranových rudách, není ekonomické ho extrahovat, protože podle Jeffersonovy laboratoře je v jedné tuně (0,9 metrické tuny) uranové rudy jen asi 100 mikrogramů polonia.
Místo toho se polonium získává bombardováním bismutu-209 (stabilního izotopu) neutrony v jaderném reaktoru. Tím se vytvoří radioaktivní bismut-210, který se potom procesem rozpadne na polonium podle Královské společnosti pro chemii se nazývá beta rozpad.
Americká jaderná regulační komise odhaduje, že na celém světě se každý rok vyprodukuje jen asi 100 gramů (3,5 unce) polonia-210.
Komerční použití
Díky vysoké radioaktivitě má polonium několik komerčních aplikací. Mezi omezená použití prvku patří eliminace statické elektřiny ve strojním zařízení a odstraňování prachu z fotografického filmu. V obou aplikacích musí být polonium pečlivě utěsněno, aby chránilo uživatele.
Prvek se také používá jako lehký zdroj tepla pro termoelektrickou energii v satelitech a jiných kosmických lodích.Je to proto, že polonium se rychle rozpadá a jak to dělá, uvolňuje velké množství energie ve formě tepla. Jen jeden gram polonia dosáhne při degradaci teploty 500 stupňů C (932 stupňů F). do Royal Society of Chemistry.
Atomová bomba
Během druhé světové války byl armádní sbor inženýrů začal organizovat manhattanskou inženýrskou čtvrť, přísně tajný program výzkumu a vývoje, který nakonec vyrobí první jaderné zbraně na světě.
Před čtyřicátými léty nebyl důvod izolovat polonium v jeho čisté formě nebo jej vyrobit v jakémkoli podstatném množství, protože pro něj nebylo známé žádné použití a bylo o něm známo jen velmi málo. Inženýři z okresu však začali studovat polonium a shledali, že tento prvek je důležitou přísadou pro jejich jaderné zbraně.
Podle iniciátora bomby působila jako iniciátor bomby kombinace polonia a berylia, dalšího vzácného prvku. do Nadace pro atomové dědictví.
Po válce byl výzkumný projekt polonia převeden do Mound Laboratory v Miamisburgu ve státě Ohio. Mound Lab byl dokončen v roce 1949 a byl prvním stálým zařízením Komise pro atomovou energii pro vývoj jaderných zbraní.
Otrava
Polonium je toxický pro člověka, dokonce i ve velmi malém množství.
První osobou, která zemřela na otravu poloniem, mohla být dcera Marie Curie Irène Joliot-Curie. V roce 1946 explodovala na laboratorní lavici kapsle s polionem, která může být důvodem, proč se nakazila leukémií a podle Smithsonian.com zemřela o 10 let později.
Otrava poloniem byla také to, co zabilo Alexandra Litvinenka, bývalého ruského špióna, který žil v Londýně v roce 2006 poté, co si nárokoval politický azyl.
Otrava byla podezřelá také ze smrti palestinského vůdce Jásira Arafata v roce 2004, protože na jeho oblečení byla podle časopisu The Wall Street Journal zjištěna překvapivě vysoká úroveň polonia-210.
Studie z roku 2011 publikovaná v časopise Nicotine & Výzkum tabáku zjistil, Společnosti vyrábějící tabákové výrobky si uvědomují, že cigarety a jiné výrobky obsahující tabák obsahují nízkou hladinu polonia. Autoři studie vypočítali, že radioaktivita z polonia v cigaretách je zodpovědná až za 138 úmrtí na každých 1 000 kuřáků po dobu 25 let.
Další výzkumy prokázaly, že v žebra kuřáků jako u kuřáků, podle údajů toxikologické datové sítě amerického Národního zdravotního ústavu.
Další čtení:
- Často kladené otázky o Polonium 210 , z CDC.
- Šest tajemství polonia, z časopisu Smithsonian.
- Záznam NIHs Hazardous Substances Data Bank pro radioaktivní polonium.