Polonium Un element radioactiv rar și puternic volatil

Polonium (Po) este un metal radioactiv foarte rar și foarte volatil. Înainte de descoperirea poloniului, în 1898, de fizicianul polonez-francez, Marie Curie, uraniul și toriul erau singurele elemente radioactive cunoscute. Curie a numit poloniu după patria sa, Polonia.

Poloniul este de mică folos pentru oameni, cu excepția unor aplicații amenințătoare: A fost folosit ca declanșator în prima bombă atomică și este, de asemenea, o otravă suspectă în două morți cu profil înalt.

În aplicațiile comerciale, poloniul este folosit ocazional pentru a îndepărta electricitatea statică din mașini sau praf din filmele fotografice. Poate fi folosit și ca sursă de căldură ușoară pentru energia termoelectrică din sateliții spațiali.

Clasificare

Polonium este situat în grupa 16 și perioada 6 în tabelul periodic al elementelor. Este clasificat ca un metal, deoarece conductivitatea electrică a poloniului scade odată cu creșterea temperaturii sale, potrivit Royal Society of Chemistry.

Elementul este cel mai greu metal al chalcogenilor, un grup de elemente cunoscute și sub numele de „familia oxigenului”. Toți calcogeni se găsesc în minereuri de cupru. Alte elemente din grupul calcogen includ oxigenul, sulful, seleniul și telurul.

Există 33 de izotopi cunoscuți (atomi cu același element cu un număr diferit de neutroni) de poloniu și toți sunt radioactivi. Instabilitatea radioactivă a acestui element este ceea ce îl face un candidat potrivit pentru utilizarea în bombele atomice.

Caracteristici fizice

• Număr atomic (număr de protoni din nucleu): 84
• Simbol atomic (pe tabelul periodic al elementelor): Po
• Greutatea atomică (masa medie a atomului): 209
• Densitate: 9,32 grame pe centimetru cub
• Faza la temperatura camerei: Solid
• Punct de topire: 489,2 grade Fahrenheit (254 grade Celsius)
• Punctul de fierbere: 1.763,6 grade F (962 grade C)
• Cel mai frecvent izotop: Po-210, care are un timp de înjumătățire de numai 138 de zile

Descoperire

Când Curie și soțul ei, Pierre Curie, au descoperit poloniul, ei căutau sursa de radioactivitate într-un minereu natural, bogat în uraniu, numit pitchblende.

Cei doi au observat că tonul netrefinat era mai radioactiv decât uraniul care fusese separat de acesta. Așadar, ei au motivat că pitchblende trebuie să poarte cel puțin un alt element radioactiv.

Curies-ul a cumpărat o mulțime de tonuri de ton, astfel încât să poată separa chimic compușii din minerale. După luni de muncă dureroase, au izolat în sfârșit elementul radioactiv: o substanță de 400 de ori mai radioactivă decât uraniul, potrivit Uniunii Internaționale de Chimie Pură și Aplicată (IUPAC).

Extragerea poloniului a fost o provocare, deoarece exista o astfel de cantitate minusculă; 1 tonă de minereu de uraniu conține doar aproximativ 100 de micrograme (0,0001 grame) de poloniu.

Cu toate acestea, Curies au reușit să scoată izotopul pe care îl cunoaștem acum ca polonium-209, potrivit Royal Society of Chemistry.

surse

Urmele Po-210 pot fi găsite în sol și aer. De exemplu, Po-210 este produs în timpul descompunerii gazului de radon-222, care este rezultatul unei radii în descompunere. La rândul său, radiul este un produs de descompunere a uraniului, care este prezent în aproape toate rocile și solul format din roci.

Lichenii sunt capabili să absoarbă poloniul direct din atmosferă. În zonele nordice, persoanele care mănâncă ren pot avea concentrații mai mari de poloniu în sângele lor, deoarece renii mănâncă licheni, potrivit Smithsonian.com.

Poloniul este considerat un element natural rar. Deși se găsește în minereuri de uraniu, nu este economic să se extragă, deoarece există doar aproximativ 100 de micrograme de poloniu în 1 tonă (0,9 tone metrice) de minereu de uraniu, potrivit Jefferson Lab.

În schimb, poloniul este obținut prin bombardarea bismut-209 (un izotop stabil) cu neutroni dintr-un reactor nuclear. Acest lucru creează bismutul radioactiv-210, care apoi se descompune în poloniu printr-un proces numit degradare beta, conform Royal Society of Chemistry.

Comisia de reglementare nucleară a Statelor Unite estimează că numai 100 de grame (3,5 uncii) de poloniu-210 sunt produse la nivel mondial în fiecare an.

Utilizări comerciale

Datorită radioactivității ridicate, poloniul are puține aplicații comerciale. Printre utilizările limitate ale elementului se numără eliminarea electricității statice din mașini și îndepărtarea prafului din filmele fotografice. În ambele aplicații, poloniul trebuie sigilat cu atenție pentru a proteja utilizatorul.

Elementul este utilizat și ca sursă de căldură ușoară pentru energia termoelectrică în sateliți și alte nave spațiale. Asta pentru că poloniul se prăbușește rapid și, așa cum se întâmplă, eliberează o cantitate mare de energie sub formă de căldură. Doar un singur gram de poloniu va atinge o temperatură de 500 de grade C (932 grade F) pe măsură ce degradează, potrivit Royal Society of Chemistry.

Bombă atomică

Pe la mijlocul celui de-al Doilea Război Mondial, Corpul de Ingineri al Armatei a început să organizeze Districtul de Ingineri din Manhattan, un program de cercetare și dezvoltare de top secret care va produce în final primele arme nucleare din lume..

Înainte de anii ’40, nu exista niciun motiv de a izola poloniul în forma sa pură sau de a-l produce într-o cantitate substanțială, pentru că nu s-a cunoscut nici un fel de utilizare și se știa foarte puțin despre aceasta. Însă inginerii raionului au început să studieze poloniul și au considerat că elementul este un ingredient important pentru arma lor nucleară.

O combinație de poloniu și beriliu, un alt element rar, a acționat ca inițiatorul bombei, potrivit Fundației Patrimoniului Atomic.

După război, proiectul de cercetare în poloniu a fost transferat laboratorului Mound din Miamisburg, Ohio. Completată în 1949, Mound Lab a fost prima instalație permanentă a Comisiei de Energie Atomică pentru dezvoltarea armelor nucleare.

Otrăvire

Poloniul este toxic pentru oameni, chiar și în cantități foarte mici.

Prima persoană care a murit de otrăvire cu poloniu poate fi fiica lui Marie Curie, Irène Joliot-Curie. În 1946, o capsulă de poloniu a explodat pe banca laboratorului ei, care ar fi putut fi motivul pentru care a contractat leucemie și a murit 10 ani mai târziu, potrivit Smithsonian.com.

Intoxicația cu poloniu a fost și cea care l-a ucis pe Alexander Litvinenko, un fost spion rus care locuia la Londra în 2006 după ce a solicitat azil politic.

De asemenea, s-a suspectat că otrăvirea a fost condusă de moartea liderului palestinian Yasser Arafat în 2004, deoarece pe hainele sale au fost detectate niveluri surprinzător de mari de poloniu-210, potrivit The Wall Street Journal.

Un studiu din 2011 publicat în revista Nicotine & Tobacco Research a descoperit că companiile de tutun au fost conștiente de faptul că țigările și alte produse care conțin tutun conțin niveluri scăzute de poloniu. Autorii studiului au calculat că radioactivitatea din poloniu în țigări este responsabilă pentru până la 138 de decese pentru fiecare 1000 de fumători pe o perioadă de 25 de ani.

Alte cercetări au arătat că de două ori mai mult poloniu se găsește în coastele fumătorilor decât în ​​cele ale nefumătorilor, potrivit rețelei de date privind toxicologia Institutului Național al Sănătății din Institutul Național al Sănătății.

Citire ulterioară:

• Întrebări frecvente despre Polonium 210, de la CDC.
• Șase secrete ale Poloniumului, din revista Smithsonian.
• Intrarea Băncii de date a substanțelor periculoase din NIH pentru poloniul radioactiv.