Polonium (Po) er et veldig sjeldent og svært flyktig radioaktivt metall. Før den polsk-franske fysikeren Marie Curies oppdagelse av polonium i 1898, var uran og thorium de eneste kjente radioaktive elementene. Curie oppkalt polonium etter hjemlandet Polen.
Polonium er av lite bruk for mennesker, med unntak av noen truende applikasjoner: Den ble brukt som en utløser i den første atombomben og er også en mistenkt gift i et par høyprofilerte dødsfall.
I kommersielle applikasjoner brukes polonium av og til til å fjerne statisk elektrisitet i maskiner eller støv fra fotografisk film. Det kan også brukes som en lett varmekilde for termoelektrisk kraft i romsatellitter.
Klassifisering
Polonium ligger i gruppe 16 og periode 6 i det periodiske elementet. Det klassifiseres som et metall fordi poloniums elektriske ledningsevne synker når temperaturen stiger, ifølge Royal Society of Chemistry.
The element er det tyngste metallet fra kalkogenene, en gruppe av elementer også kjent som «oksygenfamilien.» Alle kalkogener finnes i kobbermalm. Andre elementer i kalkogengruppen inkluderer oksygen, svovel, selen og tellur.
Det er 33 kjente isotoper (atomer av samme element med et annet antall nøytroner) av polonium, og alle er radioaktive. Dette elementets radioaktive ustabilitet er det som gjør det til en passende kandidat for bruk i atombomber.
Fysiske egenskaper
- Atomnummer (antall protoner i kjernen): 84
- Atomsymbol (på elementets periodiske system): Po
- Atomvekt (atomets gjennomsnittlige masse): 209
- Tetthet: 9,32 gram pr. kubikkcentimeter
- Fase ved romtemperatur: Massiv
- Smeltepunkt: 254 grader Celsius smeltepunkt: 489,2 grader Fahrenheit
- Kokepunkt: 962 grader C (1.763,6 grader F) )
- Vanligste isotop: Po-210 som har en halveringstid på bare 138 dager
Discovery
Når Curie og mannen hennes, Pierre Curie, oppdaget polonium, de lette etter kilden til radioaktivitet i en naturlig forekommende, uranrik malm kalt pitchblende.
De to la merke til at den uraffinerte pitchblende var mer radioaktiv enn uranet som hadde blitt skilt fra det. Så, resonnerte de at pitchblende må ha minst et annet radioaktivt element.
Curies kjøpte masse pitchblende slik at de kjemisk kunne skille forbindelsene i mineralene. Etter måneder med møysommelig arbeid isolerte de endelig det radioaktive elementet: et stoff 400 ganger mer radioaktivt enn uran, ifølge International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).
Ekstrahering av polonium var utfordrende fordi det var et så lite beløp; 1 tonn uranmalm inneholder bare omtrent 100 mikrogram (0,0001 gram) polonium.
Likevel klarte Curies å trekke ut isotopen vi nå kjenner som polonium-209, ifølge Royal Society of Chemistry .
Kilder
Spor etter Po-210 kan finnes i jord og luft. For eksempel produseres Po-210 under forfallet av radon-222 gass, som er et resultat av forfall av radium. I sin tur er radium et forfallsprodukt av uran, som er tilstede i nesten alle bergarter og jord dannet av bergarter.
Lichens er i stand til å absorbere polonium direkte fra atmosfæren. I nordlige områder kan mennesker som spiser reinsdyr ha høyere konsentrasjoner av polonium i blodet, fordi reinsdyr spiser lav, ifølge Smithsonian.com.
Polonium regnes som et sjeldent naturlig element. Selv om det finnes i uranmalm, er det ikke økonomisk å utvinne, da det bare er rundt 100 mikrogram polonium i 1 tonn (0,9 tonn) uranmalm, ifølge Jefferson Lab.
I stedet oppnås polonium ved å bombardere vismut-209 (en stabil isotop) med nøytroner i en atomreaktor. Dette skaper radioaktiv vismut-210, som deretter forfaller til polonium gjennom en prosess kalt beta-forfall, ifølge Royal Society of Chemistry.
United States Nuclear Regulatory Commission anslår at bare rundt 100 gram polonium-210 produseres over hele verden hvert år.
Kommersielle bruksområder
På grunn av den høye radioaktiviteten har polonium få kommersielle bruksområder. Blant elementets begrensede bruksområder er å eliminere statisk elektrisitet i maskiner og fjerne støv fra fotografisk film. I begge applikasjoner må polonium forsegles forsiktig for å beskytte brukeren.
Elementet brukes også som en lett varmekilde for termoelektrisk kraft i satellitter og andre romfartøyer.Det er fordi polonium forfaller raskt, og når det gjør det, frigjør det en stor mengde energi i form av varme. Bare et enkelt gram polonium når en temperatur på 500 grader C (932 grader F) når det brytes ned, ifølge til Royal Society of Chemistry.
Atombombe
Under midten av andre verdenskrig, Army Corps of Engineers begynte å organisere Manhattan Engineer District, et topphemmelig forsknings- og utviklingsprogram som til slutt skulle produsere verdens første atomvåpen.
Før 1940-tallet var det ingen grunn til å isolere polonium i sin rene form. eller å produsere det i noen vesentlig mengde, fordi det ikke var kjent bruk for det og det var veldig lite kjent om det. Men distriktets ingeniører begynte å studere polonium og fant elementet som en viktig ingrediens for atomvåpenet.
En kombinasjon av polonium og beryllium, et annet sjeldent element, fungerte som bombens initiativtaker, ifølge til Atomic Heritage Foundation.
Etter krigen ble poloniumforskningsprosjektet overført til Mound Laboratory i Miamisburg, Ohio. Fullført i 1949, var Mound Lab det første permanente Atomic Energy Commission-anlegget for atomvåpenutvikling.
Forgiftning
Polonium er giftig for mennesker, selv i svært små mengder.
Den første personen som døde av poloniumforgiftning kan ha vært Marie Curies datter Irène Joliot-Curie. I 1946 eksploderte en poloniumkapsel på laboratoriebenken hennes som kan ha vært grunnen til at hun fikk leukemi og døde ti år senere, ifølge Smithsonian.com.
Poloniumforgiftning var også det som drepte Alexander Litvinenko, en tidligere russisk spion som hadde bodd i London i 2006 etter å ha hevdet politisk asyl.
Forgiftning ble også mistenkt i 2004 av den palestinske lederen Yasser Arafat, da det ble oppdaget overraskende høye nivåer av polonium-210 på klærne hans, ifølge The Wall Street Journal.
En studie fra 2011 publisert i tidsskriftet Nikotin & Tobaksforskning fant t hatttobaksbedrifter har vært klar over at sigaretter og andre tobakkholdige produkter inneholder lave nivåer av polonium. Studiens forfattere beregnet at radioaktiviteten fra polonium i sigaretter er ansvarlig for opptil 138 dødsfall for hver 1000 røykere over en periode på 25 år.
Annen forskning har vist at dobbelt så mye polonium finnes i ribbenene til røykere som hos ikke-røykere, ifølge US National Institute of Health «Toxicology Data Network.
Ytterligere lesing:
- Ofte stilte spørsmål om Polonium 210 , fra CDC.
- Six Secrets of Polonium, fra Smithsonian magazine.
- NIH «Hazardous Substances Data Bank entry for radioactive polonium.