Il polonio (Po) è un metallo radioattivo molto raro e altamente volatile. Prima della scoperta del polonio da parte della fisica franco-polacca Marie Curie nel 1898, luranio e il torio erano gli unici elementi radioattivi conosciuti. Curie chiamò il polonio come la sua patria, la Polonia.
Il polonio è di scarsa utilità per gli esseri umani, ad eccezione di alcune applicazioni minacciose: è stato utilizzato come innesco nella prima bomba atomica ed è anche un sospetto veleno in un paio di morti di alto profilo.
Nelle applicazioni commerciali , il polonio viene occasionalmente utilizzato per rimuovere lelettricità statica nei macchinari o la polvere dalla pellicola fotografica. Può anche essere utilizzato come fonte di calore leggera per lenergia termoelettrica nei satelliti spaziali.
Classificazione
Polonio si trova nel Gruppo 16 e nel periodo 6 della tavola periodica degli elementi. Secondo la Royal Society of Chemistry, è classificato come un metallo perché la conduttività elettrica del polonio diminuisce allaumentare della temperatura.
elemento è il metallo più pesante dei calcogeni, un gruppo di elementi noto anche come la “famiglia dellossigeno”. Tutti i calcogeni si trovano nei minerali di rame. Altri elementi nel gruppo calcogeno includono ossigeno, zolfo, selenio e tellurio.
Ci sono 33 isotopi noti (atomi dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni) di polonio, e sono tutti radioattivi. Linstabilità radioattiva di questo elemento è ciò che lo rende un candidato adatto per luso nelle bombe atomiche.
Caratteristiche fisiche
- Numero atomico (numero di protoni nel nucleo): 84
- Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi): Po
- Peso atomico (massa media dellatomo): 209
- Densità: 9,32 grammi per centimetro cubo
- Fase a temperatura ambiente: solido
- Punto di fusione: 489,2 gradi Fahrenheit (254 gradi Celsius)
- Punto di ebollizione: 1.763,6 gradi F (962 gradi C )
- Isotopo più comune: Po-210 che ha unemivita di soli 138 giorni
Discovery
Quando Curie e suo marito, Pierre Curie, scoperto il polonio, stavano cercando la fonte della radioattività in un minerale naturale ricco di uranio chiamato pechblenda.
I due notarono che la pechblenda non raffinata era più radioattiva delluranio che era stato separato da essa. Quindi, ragionarono che la pechblenda deve ospitare almeno un altro elemento radioattivo.
I Curies acquistavano carichi di pechblenda in modo da poter separare chimicamente i composti nei minerali. Dopo mesi di meticoloso lavoro, hanno finalmente isolato lelemento radioattivo: una sostanza 400 volte più radioattiva delluranio, secondo lInternational Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).
Estrarre il polonio era difficile perché cera una quantità così minuscola; 1 tonnellata di minerale di uranio contiene solo circa 100 microgrammi (0,0001 grammi) di polonio.
Tuttavia, i Curie sono stati in grado di estrarre lisotopo che ora conosciamo come polonio-209, secondo la Royal Society of Chemistry .
Fonti
Tracce di Po-210 possono essere trovate nel suolo e nellaria. Ad esempio, il Po-210 viene prodotto durante il decadimento del gas radon-222, che è il risultato del decadimento del radio. A sua volta, il radio è un prodotto di decadimento delluranio, che è presente in quasi tutte le rocce e il suolo formato da rocce.
I licheni sono in grado di assorbire il polonio direttamente dallatmosfera. Nelle zone settentrionali, le persone che mangiano le renne possono avere concentrazioni più elevate di polonio nel sangue, perché le renne mangiano i licheni, secondo Smithsonian.com.
Il polonio è considerato un elemento naturale raro. Sebbene si trovi nei minerali di uranio, non è economico da estrarre poiché ci sono solo circa 100 microgrammi di polonio in 1 tonnellata (0,9 tonnellate metriche) di minerale di uranio, secondo il Jefferson Lab.
Invece, il polonio si ottiene bombardando il bismuto-209 (un isotopo stabile) con neutroni in un reattore nucleare. Questo crea bismuto radioattivo-210, che poi decade in polonio attraverso un processo chiamato decadimento beta, secondo la Royal Society of Chemistry.
La United States Nuclear Regulatory Commission stima che solo circa 100 grammi (3,5 once) di polonio-210 vengono prodotti in tutto il mondo ogni anno.
Usi commerciali
A causa della sua elevata radioattività, il polonio ha poche applicazioni commerciali. Tra gli usi limitati dellelemento vi sono leliminazione dellelettricità statica nei macchinari e la rimozione della polvere dalla pellicola fotografica. In entrambe le applicazioni, il polonio deve essere accuratamente sigillato per proteggere lutente.
Lelemento è utilizzato anche come fonte di calore leggera per lenergia termoelettrica nei satelliti e in altri veicoli spaziali.Questo perché il polonio decade rapidamente e, nel farlo, rilascia una grande quantità di energia sotto forma di calore. Solo un singolo grammo di polonio raggiungerà una temperatura di 500 gradi C (932 gradi F) mentre degrada, secondo alla Royal Society of Chemistry.
Bomba atomica
Durante la metà della seconda guerra mondiale, il Corpo degli ingegneri dellesercito iniziò a organizzare il Manhattan Engineer District, un programma di ricerca e sviluppo top secret che alla fine avrebbe prodotto le prime armi nucleari al mondo.
Prima degli anni Quaranta, non cera motivo di isolare il polonio nella sua forma pura. o di produrlo in una quantità sostanziale, perché non se ne conosceva luso e si sapeva molto poco. Ma gli ingegneri del distretto hanno iniziato a studiare il polonio e hanno scoperto che lelemento è un ingrediente importante per la loro arma nucleare.
Una combinazione di polonio e berillio, un altro elemento raro, ha agito come iniziatore della bomba, secondo alla Atomic Heritage Foundation.
Dopo la guerra, il progetto di ricerca sul polonio fu trasferito al Mound Laboratory di Miamisburg, Ohio. Completato nel 1949, Mound Lab è stato il primo impianto permanente della Commissione per lenergia atomica per lo sviluppo di armi nucleari.
Avvelenamento
Il polonio è tossico per luomo, anche in quantità molto piccole.
La prima persona a morire di avvelenamento da polonio potrebbe essere stata la figlia di Marie Curie, Irène Joliot-Curie. Nel 1946, una capsula di polonio esplose sul suo banco da laboratorio che potrebbe essere stata la ragione per cui ha contratto la leucemia ed è morta 10 anni dopo, secondo Smithsonian.com.
Lavvelenamento da polonio è stato anche ciò che ha ucciso Alexander Litvinenko, unex spia russa che viveva a Londra nel 2006 dopo aver affermato asilo politico.
Avvelenamento è stato anche sospettato nella morte del 2004 del leader palestinese Yasser Arafat, poiché livelli sorprendentemente alti di polonio-210 sono stati rilevati sui suoi vestiti, secondo il Wall Street Journal.
Uno studio del 2011 pubblicato sulla rivista Nicotine & Tobacco Research ha scoperto che Le aziende produttrici di tabacco sanno che le sigarette e altri prodotti contenenti tabacco contengono bassi livelli di polonio. Gli autori dello studio hanno calcolato che la radioattività del polonio nelle sigarette è responsabile di un massimo di 138 decessi ogni 1.000 fumatori per un periodo di 25 anni.
Altre ricerche hanno dimostrato che il doppio del polonio si trova nel le costole dei fumatori come in quelle dei non fumatori, secondo il Toxicology Data Network del National Institute of Health degli Stati Uniti.
Ulteriori letture:
- Domande frequenti sul polonio 210 , dal CDC.
- Six Secrets of Polonium, dalla rivista Smithsonian.
- NIH “s Hazardous Substances Data Bank entry per il polonio radioattivo.