Polonium (Po) on hyvin harvinainen ja erittäin haihtuva radioaktiivinen metalli. Ennen kuin puolalais-ranskalainen fyysikko Marie Curie löysi poloniumin vuonna 1898, uraani ja torium olivat ainoat tunnetut radioaktiiviset alkuaineet. Curie nimitti poloniumin kotimaansa Puolan mukaan.
Polonium on vähän hyötyä ihmisille, lukuun ottamatta joitain uhkaavia sovelluksia: Sitä käytettiin laukaisijana ensimmäisessä atomipommissa ja se on myös epäilty myrkky parissa korkean profiilin kuolemassa.
Kaupallisissa sovelluksissa , poloniumia käytetään toisinaan koneiden staattisen sähkön tai valokuva-filmin pölyn poistamiseen. Sitä voidaan käyttää myös kevyenä lämmönlähteenä lämpösähköä varten avaruussatelliiteissa.
Luokitus
Polonium sijaitsee ryhmässä 16 ja jakson 6 alkuaineiden jaksossa 6. Se on luokiteltu metalliksi, koska poloniumin sähkönjohtavuus laskee lämpötilan noustessa, Royal Society of Chemistry mukaan.
The elementti on kalkogeenien raskain metalli, ryhmä alkuaineita, jotka tunnetaan myös nimellä ”happiperhe”. Kaikki kalkogeenit löytyvät kuparimalmista. Muita kalkogeeniryhmän elementtejä ovat happi, rikki, seleeni ja telluuri.
Poloniumia tunnetaan 33 isotooppina (saman elementin atomeina, joilla on erilainen määrä neutroneja), ja kaikki ovat radioaktiivisia. Tämän elementin radioaktiivinen epävakaus tekee siitä sopivan ehdokkaan käytettäväksi atomipommissa.
Fysikaaliset ominaisuudet
- Atomiluku (protonien lukumäärä ytimessä): 84
- Atomisymboli (elementtien jaksollisessa taulukossa): Po
- Atomipaino (atomin keskimääräinen massa): 209
- Tiheys: 9,32 grammaa / kuutiosenttimetri
- Vaihe huoneenlämmössä: Kiinteä
- Sulamispiste: 489,2 Fahrenheit-astetta (254 Celsius-astetta)
- Kiehumispiste: 1763,6 ° F (962 ° C) )
- Yleisin isotooppi: Po-210, jonka puoliintumisaika on vain 138 päivää.
Löytö
Kun Curie ja hänen miehensä, Pierre Curie, löysi poloniumin, etsivät radioaktiivisuuden lähdettä luonnossa esiintyvästä uraanirikkaasta malmista, jota kutsutaan pikblendeksi.
Kaksi huomasi että puhdistamaton sorkka oli radioaktiivisempi kuin siitä erotettu uraani. että sorkkataulussa on oltava ainakin yksi muu radioaktiivinen alkuaine. Kuukausien huolellisen työn jälkeen he lopulta eristivät radioaktiivisen alkuaineen: 400 kertaa enemmän radioaktiivista ainetta kuin uraani Kansainvälisen puhtaan ja sovelletun kemian liiton (IUPAC) mukaan.
Poloniumin uuttaminen oli haastavaa, koska siellä oli niin pieni määrä; Yksi tonni uraanimalmia sisältää vain noin 100 mikrogrammaa (0,0001 grammaa) poloniumia.
Cury pystyi kuitenkin vetämään pois isotoopin, jonka tunnemme nyt nimellä polonium-209, Royal Society of Chemistryn mukaan. .
Lähteet
Po-210: n jälkiä löytyy maaperästä ja ilmasta. Esimerkiksi Po-210 tuotetaan radon-222-kaasun hajoamisen aikana, mikä on seurausta radiumin hajoamisesta. Radium puolestaan on uraanin hajoamistuote, jota on läsnä melkein kaikissa kivissä ja kivistä muodostuneessa maaperässä.
Jäkälät pystyvät absorboimaan poloniumia suoraan ilmakehästä. Pohjoisilla alueilla poroja syövillä ihmisillä voi olla korkeampi poloniumpitoisuus veressä, koska porot syövät jäkäliä, Smithsonian.comin mukaan.
Poloniumia pidetään harvinaisena luonnollisena elementtinä. Vaikka sitä esiintyy uraanimalmeissa, uuttaminen ei ole taloudellista, koska 1 tonnissa (0,9 tonnia) uraanimalmia on vain noin 100 mikrogrammaa poloniumia Jefferson Labin mukaan.
Sen sijaan polonium saadaan pommittamalla vismutti-209 (stabiili isotooppi) neutroneilla ydinreaktorissa, mikä luo radioaktiivisen vismuttin 210, joka sitten hajoaa prosessiksi poloniumiksi kutsutaan beetahajoamiseksi, Royal Society of Chemistry mukaan.
Yhdysvaltain ydinalan sääntelykomissio arvioi, että vain noin 100 grammaa (3,5 unssia) polonium-210: tä tuotetaan maailmanlaajuisesti vuosittain.
Kaupallinen käyttö
Korkean radioaktiivisuuden vuoksi poloniumilla on vain vähän kaupallisia sovelluksia. Elementin rajoitettuihin käyttökohteisiin kuuluvat staattisen sähkön poistaminen koneissa ja pölyn poistaminen valokuvafilmeistä. Molemmissa sovelluksissa polonium on tiivistettävä huolellisesti käyttäjän suojaamiseksi.
Elementtiä käytetään myös kevyenä lämmönlähteenä satelliittien ja muiden avaruusalusten lämpösähköön.Tämä johtuu siitä, että polonium hajoaa nopeasti ja samalla kun se vapauttaa, se vapauttaa suuren määrän energiaa lämmön muodossa. Vain yksi gramma poloniumia saavuttaa lämpötilan 500 ° C (932 ° F) hajoamisen aikana kuninkaalliselle kemian yhdistykselle.
atomipommi
Toisen maailmansodan puolivälissä armeijan insinööriryhmä alkoi järjestää Manhattanin insinööri-aluetta, joka on erittäin salainen tutkimus- ja kehitysohjelma, joka viime kädessä tuottaisi maailman ensimmäiset ydinaseet.
Ennen 1940-lukua ei ollut mitään syytä eristää poloniumia puhtaassa muodossaan tai tuottaa sitä merkittävänä määränä, koska sille ei ollut tunnettua käyttöä ja siitä tiedettiin hyvin vähän. Mutta piirin insinöörit alkoivat tutkia poloniumia ja havaitsivat alkion olevan tärkeä ainesosa ydinaseelleen.
Poloniumin ja berylliumin yhdistelmä, toinen harvinainen elementti, toimi pommin aloittajana. Atomic Heritage Foundationille.
Sodan jälkeen polonium-tutkimushanke siirrettiin Mound Laboratoryyn Miamisburgissa Ohiossa. Vuonna 1949 valmistunut Mound Lab oli ensimmäinen pysyvä atomienergiakomission ydinaseiden kehittämislaitos.
Myrkytys
Polonium on myrkyllinen ihmisille, jopa hyvin pieninä määrinä.
Ensimmäinen poloniummyrkytykseen kuollut henkilö on voinut olla Marie Curien tytär Irène Joliot-Curie. Vuonna 1946 poloniumkapseli räjähti laboratorion penkillä, joka se voi olla syynä siihen, että hän sairastui leukemiaan ja kuoli 10 vuotta myöhemmin, Smithsonian.comin mukaan.
Poloniummyrkytys tappoi myös Aleksanteri Litvinenkon, entisen venäläisen vakoojan, joka oli asunut Lontoossa vuonna 2006 väittäessään. poliittinen turvapaikka.
Myrkytystä epäiltiin myös palestiinalaisen johtajan Yasser Arafatin kuolemassa vuonna 2004, koska The Wall Street Journalin mukaan hänen vaatteistaan havaittiin yllättävän korkeita polonium-210-tasoja.
Nicotine -lehdessä julkaistu vuoden 2011 tutkimus & Tupakkatutkimus löysi t tupakkayritykset ovat olleet tietoisia siitä, että savukkeet ja muut tupakkaa sisältävät tuotteet sisältävät vähän poloniumia. Tutkimuksen tekijät laskivat, että savukkeissa olevan poloniumin radioaktiivisuus aiheuttaa jopa 138 kuolemaa tuhatta tupakoitsijaa kohden 25 vuoden aikana.
Muut tutkimukset ovat osoittaneet, että poloniumia löytyy kaksi kertaa enemmän tupakoitsijoiden kylkiluut kuten tupakoimattomienkin kylkiluut, Yhdysvaltain kansallisen terveyslaitoksen toksikologian tietoverkon mukaan.
Lisätietoja:
- usein kysyttyjä kysymyksiä polonium 210: stä , CDC: ltä.
- Six Secrets of Polonium, Smithsonian-lehdestä.
- NIH: n vaarallisten aineiden tietopankin merkintä radioaktiiviselle poloniumille.