A polónium (Po) nagyon ritka és nagyon illékony radioaktív fém. Mielőtt Marie Curie lengyel-francia fizikus 1898-ban felfedezte volna a polóniumot, az urán és a tórium volt az egyetlen ismert radioaktív elem. Curie szülőföldje, Lengyelország után nevezte el a polóniumot.
A polónium kevéssé használható az emberek számára, néhány fenyegető alkalmazás kivételével: kiváltóként alkalmazták az első atombombában, és mérgezés gyanújaként szerepel néhány nagy horderejű halálesetnél is. , a polóniumot alkalmanként használják a gépekben lévő sztatikus elektromosság vagy a fényképes film porának eltávolítására. Könnyű hőforrásként is használható az űr műholdak hőelektromos energiájához.
Osztályozás
Polónium a 16. csoportban és a 6. periódusban található az elemek periódusos rendszerében. Fémnek minősül, mert a polónium elektromos vezetőképessége a hőmérséklet emelkedésével csökken, a Royal Society of Chemistry szerint.
elem a kalkogének legnehezebb féme, az elemek csoportja más néven az “oxigén család”. Minden kalkogén megtalálható a rézércekben. A kalkogéncsoport további elemei közé tartozik az oxigén, a kén, a szelén és a tellúr.
A polóniumnak 33 ismert izotópja van (ugyanazon elem atomjai különböző neutronszámmal), és mindegyik radioaktív. Ennek az elemnek a radioaktív instabilitása teszi alkalmassá az atombombákban való felhasználásra.
Fizikai jellemzők
- Atomszám (protonok száma a magban): 84
- Atomi szimbólum (az elemek periódusos rendszerén): Po
- Atomsúly (az atom átlagos tömege): 209
- Sűrűség: 9,32 gramm per köbcentiméter
- Fázis szobahőmérsékleten: szilárd
- Olvadáspont: 489,2 Fahrenheit fok (254 Celsius fok)
- Forráspont: 1763,6 F (962 C )
- A leggyakoribb izotóp: Po-210, amelynek felezési ideje mindössze 138 nap.
Felfedezés
Amikor Curie és férje Pierre Curie, felfedezte a polóniumot, a radioaktivitás forrását keresték egy természetesen előforduló, urándús ércben, amelyet pitchblende-nek hívtak.
A kettő észrevette hogy a finomítatlan szurok radioaktívabb, mint a tőle elválasztott urán. hogy a szuroknak legalább egy másik radioaktív elemet kell tartalmaznia.
A Cury rengeteg szurokot vásárolt, hogy kémiailag el tudják választani az ásványi anyagokban lévő vegyületeket. Hónapokig tartó fáradságos munka után végül elkülönítették a radioaktív elemet: az uránnál 400-szor radioaktívabb anyagot, a Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója (IUPAC) szerint.
A polónium kinyerése nagy kihívást jelentett, mert volt ilyen apró összeg; 1 tonna uránérc csak körülbelül 100 mikrogramm (0,0001 gramm) polóniumot tartalmaz.
Ennek ellenére a Cury képes volt kihúzni azt az izotópot, amelyet ma polonium-209-nek ismerünk – állítja a Royal Society of Chemistry .
Források
A Po-210 nyomai megtalálhatók a talajban és a levegőben. Például a Po-210 a radon-222 gáz bomlása során keletkezik, ami a rádium bomlásának eredménye. Viszont a rádium az urán bomlásterméke, amely szinte minden kőzetben és a kőzetekből képződött talajban megtalálható.
A zuzmók képesek a polónium közvetlen elnyelésére a légkörből. Az északi területeken a rénszarvasokat fogyasztók vérében magasabb a polóniumkoncentráció, mert a rénszarvas zuzmót eszik a Smithsonian.com szerint.
A polóniumot ritka természetes elemnek tekintik. Bár megtalálható az uránércekben, nem gazdaságos kinyerni, mivel 1 tonna (0,9 tonna) uránércben csak körülbelül 100 mikrogramm polónium van a Jefferson Lab szerint.
Ehelyett a polóniumot úgy kapják meg, hogy atomreaktorban neutronokkal bombázzák a 209-es bizmutot (stabil izotópot). Ez radioaktív 210-bizmutot hoz létre, amely ezután egy folyamat során polóniummá bomlik. a béta bomlásnak hívják a Royal Society of Chemistry szerint.
Az Egyesült Államok Nukleáris Szabályozási Bizottsága becslése szerint évente csak körülbelül 100 gramm (3,5 uncia) polónium-210 termelődik világszerte.
Kereskedelmi felhasználások
Magas radioaktivitása miatt a polóniumnak kevés kereskedelmi alkalmazása van. Az elem korlátozott felhasználásai közé tartozik a statikus elektromosság kiküszöbölése a gépekben és a por eltávolítása a fényképészeti filmekből. Mindkét alkalmazásban a polóniumot gondosan le kell zárni, hogy megvédje a felhasználót.
Az elemet könnyű hőforrásként használják a műholdak és más űrhajók hőelektromos energiájához is.Ez azért van, mert a polónium gyorsan lebomlik, és ahogy ez történik, nagy mennyiségű energiát szabadít fel hő formájában. Csak egyetlen gramm polónium bomlásakor eléri az 500 ° C (932 ° F) hőmérsékletet. a Királyi Kémiai Társasághoz. elkezdte szervezni a szigorúan titkos kutatási és fejlesztési programot, a Manhattan Engineer District-t, amely végső soron előállítja a világ első nukleáris fegyvereit.
Az 1940-es évek előtt nem volt oka a polónium tiszta formájában történő izolálására. vagy bármilyen jelentős mennyiségben előállítani, mert nem volt ismert felhasználása, és nagyon keveset tudtak róla. De a körzet mérnökei elkezdték tanulmányozni a polóniumot, és úgy találták, hogy az elem fontos alkotóeleme nukleáris fegyverüknek. az Atomörökség Alapítványnak.
A háború után a polónium-kutatási projektet az ohiói Miamisburg-i Mound Laboratóriumba helyezték át. Az 1949-ben elkészült Mound Lab volt az első állandó atomenergia-bizottság nukleáris fegyverek fejlesztésére.
Mérgezés
A polónium mérgező az emberekre, még nagyon kis mennyiségben is.
Az első ember, aki polóniummérgezésben halt meg, Marie Curie lánya, Irène Joliot-Curie lehetett. 1946-ban laboratóriumi padján felrobbant egy polónium kapszula, amely a Smithsonian.com szerint valószínűleg leukémia lett és tíz évvel később meghalt.
A polónium-mérgezés miatt megölték Alekszandr Litvinyenkót, egykori orosz kémet is, aki 2006-ban Londonban élt, miután azt állította, politikai menedékjog.
Mérgezést gyanítottak Yasser Arafat palesztin vezető 2004-es halálában is, mivel meglepően magas mennyiségű polónium-210-et fedeztek fel a ruháin – írja a The Wall Street Journal.
A Nicotine folyóiratban közzétett 2011-es tanulmány & Tobacco Research A dohányipari vállalatok tisztában voltak azzal, hogy a cigaretták és más dohánytartalmú termékek alacsony polóniumtartalmat tartalmaznak. A tanulmány szerzői kiszámították, hogy a cigarettákban lévő polónium radioaktivitása 1000 dohányos esetében 25 év alatt 138 halálesetet okoz.
Más kutatások kimutatták, hogy kétszer annyi polónium található az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézet Toxikológiai Adathálózata szerint a dohányzók bordái, mint a nemdohányzók bordáiban.
További olvasnivalók:
- Gyakori kérdések a Polonium 210-vel kapcsolatban , a CDC-től.
- A Polonium hat titka, a Smithsonian magazinból.
- Az NIH veszélyes anyagok adatbankjának bejegyzése a radioaktív polóniumhoz.