Polonium 210: ημίσεια ζωή. Γιατί χρησιμοποιείται το πολόνιο 210;

Το Polonium-210 προκαλεί απολύτως σαφή συσχέτιση με την ακτινοβολία. Και αυτό δεν είναι μάταιο, γιατί είναι εξαιρετικά επικίνδυνο.

Ιστορία της ανακάλυψης

Η ύπαρξή του προβλεπόταν το 1889από Mendeleev όταν δημιούργησε διάσημο περιοδικό πίνακα του. Στην πράξη, αυτό το στοιχείο αριθμείται 84 έχει λάβει εννέα χρόνια αργότερα προσπάθειες Οιιπεδ, μελέτησαν το φαινόμενο της ακτινοβολίας. Μαρία Sklodowska-Curie προσπάθησε να ανακαλύψει την αιτία της ισχυρής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από κάποια μέταλλα, και ως εκ τούτου, άρχισε να εργάζεται με μερικά δείγματα των πετρωμάτων, τη θεραπεία τους όλους στη διάθεσή τους τρόπους της, τη διαίρεση σε κλάσματα και απορρίπτοντας περιττή. Ως αποτέλεσμα, έλαβε μια νέα ουσία, η οποία έχει γίνει ένα ανάλογο της βισμούθιο και το τρίτο ανοιχτό μετά το ραδιενεργό ουράνιο και το θόριο.

Παρά τα επιτυχή αποτελέσματα του πειράματος,Η Μαρία δεν βιάστηκε να μιλήσει για τα ευρήματά της. Η φασματική ανάλυση, που διεξήχθη από έναν συνάδελφο του ζευγαριού Curie, δεν έδωσε επίσης κανένα λόγο να μιλάμε για την ανακάλυψη ενός νέου στοιχείου. Παρ 'όλα αυτά, σε μια έκθεση, σε συνεδρίαση της Ακαδημίας Επιστημών των Παρισίων το Ιούλιο του 1898 το ζευγάρι ανέφερε την υποτιθέμενη παραλαβή μιας ουσίας που παρουσιάζει τις ιδιότητες των μετάλλων και πρότεινε να το ονομάσουμε το πολώνιο προς τιμήν της Πολωνίας - την πατρίδα της Μαρίας. Αυτή ήταν η πρώτη και μοναδική φορά στην ιστορία, όταν ένα στοιχείο που δεν είχε ακόμη προσδιοριστεί είχε ήδη κατονομαστεί. Λοιπόν, το πρώτο δείγμα εμφανίστηκε μόνο το 1910.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Το πόλονιο είναι σχετικά ήπιοασήμι-λευκό μέταλλο. Είναι τόσο ραδιενεργό που ανάβει στο σκοτάδι και συνεχώς θερμαίνεται. Ταυτόχρονα, το σημείο τήξης του είναι ελαφρώς υψηλότερο από αυτό του κασσίτερου - μόνο 254 βαθμούς Κελσίου. Το μέταλλο οξειδώνεται πολύ γρήγορα στον αέρα. Σε χαμηλές θερμοκρασίες σχηματίζει μονοκατομικό απλό κυβικό πλέγμα κρυστάλλων.

Σύμφωνα με τις χημικές του ιδιότητες, το πολόνιο είναι πολύείναι κοντά στο αναλογικό του - τελλούριο. Επιπλέον, το υψηλό επίπεδο ακτινοβολίας έχει μεγάλη επίδραση στη φύση των ενώσεών της. Έτσι οι αντιδράσεις που αφορούν το πολόνιο μπορεί να είναι πολύ θεαματικές και ενδιαφέρουσες, αν και αρκετά επικίνδυνες από την άποψη των οφελών για την υγεία.

Ισότοπα

Συνολικά, προς το παρόν, 27άλλες πηγές - 33) μορφές polonium. Κανένα από αυτά δεν είναι σταθερό και όλα είναι ραδιενεργά. Το βαρύτερο από τα ισότοπα (με αριθμούς από 210 έως 218) βρίσκεται σε μικρούς αριθμούς στη φύση, τα υπόλοιπα μπορούν να ληφθούν μόνο με τεχνητά μέσα.

Το ραδιενεργό πολόνιο-210 είναι το μεγαλύτεροαπό φυσικές μορφές. Είναι περιέχεται σε μια μικρή ποσότητα του ραδίου σε μεταλλευμάτων ουρανίου, και σχηματίζεται από μια αλληλουχία αντίδρασης ξεκινώντας με U-238 και διαρκεί για περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια αν μιλάμε για το χρόνο ημιζωής.

Λήψη

Σε 1 τόνο μεταλλεύματος ουρανίου υπάρχει ένα ισοτόπιοπολόνιο-210 σε ποσότητα περίπου 100 μικρογραμμαρίων. Μπορούν να εντοπιστούν στην επεξεργασία των αποβλήτων παραγωγής, αλλά για να αποκτήσουν έναν περισσότερο ή λιγότερο σημαντικό όγκο του στοιχείου θα πρέπει να χειριστεί ένα τεράστιο ποσό υλικού. Μια πολύ απλούστερη και πιο αποτελεσματική μέθοδος είναι η σύνθεση με ακτινοβόληση νετρονίων φυσικού βισμούθιου σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.

Ως αποτέλεσμα, μετά από κάποιες άλλες διαδικασίες, λαμβάνεται το πολόνιο-210. Τα ισότοπα 208 και 209 μπορούν επίσης να ληφθούν με ακτινοβολία βισμούθου ή μολύβδου με επιταχυνόμενες δέσμες σωματιδίων άλφα, πρωτονίων ή δεύτερων.

Ραδιενέργεια

Το Polonium-210, όπως και τα άλλα ισότοπα, είναιάλφα πομπός. Η βαρύτερη ομάδα εκπέμπει επίσης ακτίνες γάμμα. Παρά το γεγονός ότι το ισότοπο 210 είναι η πηγή μόνο των σωματιδίων άλφα, είναι αρκετά επικίνδυνο, δεν μπορεί να ληφθεί με το χέρι και ακόμη κοντά σε μια κοντινή απόσταση, επειδή όταν θερμαίνεται, γίνεται αερόλυμα. Είναι επίσης εξαιρετικά επικίνδυνο να πάρετε το polonium στο εσωτερικό με αναπνοή ή φαγητό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η εργασία με την ουσία αυτή πραγματοποιείται σε ειδικά σφραγισμένα κουτιά. Περιέργως, αυτό το στοιχείο ανακαλύφθηκε πριν από περίπου μισό αιώνα σε φύλλα καπνού. Η περίοδος αποσύνθεσης του polonium-210 σε σύγκριση με άλλα ισότοπα είναι αρκετά μεγάλη και επομένως μπορεί να συσσωρευτεί στο φυτό και να βλάψει ακόμη περισσότερο την υγεία του καπνιστή. Παρ 'όλα αυτά, οι τυχόν προσπάθειες εξαγωγής αυτής της ουσίας από τον καπνό ήταν ανεπιτυχείς.

Κίνδυνος

Δεδομένου ότι το polonium-210 εκπέμπει μόνοΤα σωματίδια άλφα, παρατηρώντας ορισμένες προφυλάξεις, δεν πρέπει να φοβάστε να εργαστείτε με αυτό. Η περιοχή αυτών των κυμάτων σπάνια υπερβαίνει τις δωδεκάδες εκατοστά, επιπλέον, συνήθως δεν μπορούν να διεισδύσουν στο δέρμα.

Ωστόσο, όταν εισέλθουν στο σώμα, προκαλούναυτός είναι σε μεγάλη ζημιά. Εάν εισέλθει στο αίμα, εξαπλώνεται γρήγορα μέσω όλων των ιστών - σε λίγα λεπτά η παρουσία του μπορεί να παρατηρηθεί σε όλα τα όργανα. Πρώτα απ 'όλα, είναι παρούσα στα νεφρά και το συκώτι, αλλά γενικά κατανέμεται αρκετά ομοιόμορφα, γεγονός που εξηγεί το υψηλό γενικό επιζήμιο αποτέλεσμα του.

Η τοξικότητα του πολονίου είναι τόσο μεγάλη που ακόμη καιΜικρές δόσεις προκαλούν χρόνιες ασθένεια ακτινοβολίας, και ο θάνατος μέσω 6-11 μήνες. Οι κύριοι τρόποι απομάκρυνσης από το σώμα - μέσω των νεφρών και της γαστρεντερικής οδού. Εξαρτάται η εξάρτηση από τη μέθοδο hit. Ο χρόνος ημίσειας ζωής είναι 30 έως 50 ημέρες.

Τυχαία δηλητηρίαση με πολόνιο εντελώςείναι αδύνατο. Για να ληφθεί επαρκής ποσότητα της ουσίας, είναι απαραίτητο να υπάρχει πρόσβαση στον πυρηνικό αντιδραστήρα και να τεθεί σκόπιμα το ισότοπο στο θύμα. Η πολυπλοκότητα της διάγνωσης είναι επίσης ότι μόνο λίγες περιπτώσεις είναι γνωστές στην ιστορία. Το πρώτο θύμα είναι η κόρη των ανακάλυψεων του polonium - Iren Joliot-Curie, ο οποίος κατά τη διάρκεια της έρευνας έσπασε την κάψουλα με την ουσία στο εργαστήριο και πέθανε μετά από 10 χρόνια. Δύο ακόμη περιπτώσεις πέφτουν στον 21ο αιώνα. Η πρώτη από αυτές είναι η συγκλονιστική περίπτωση του Λιτβινένκο, ο οποίος πέθανε το 2006, και ο δεύτερος - ο θάνατος του Γιάσερ Αραφάτ, στα πράγματα για τα οποία εντοπίστηκαν ίχνη ραδιενεργού ισότοπου. Παρ 'όλα αυτά, η τελική διάγνωση δεν επιβεβαιώθηκε ποτέ.

Αποσύνθεση

Ένα από τα μακρύτερα ζωντανά ισότοπα, μαζί με208 και 209, είναι το πολόνιο-210. Ο χρόνος ημίσειας ζωής (δηλαδή ο χρόνος για τον οποίο η ποσότητα των ραδιενεργών σωματιδίων μειώνεται κατά το ήμισυ) στις πρώτες δύο είναι 2,9 και 102 έτη, αντίστοιχα, και για τις τελευταίες 138 ημέρες και 9 ώρες. Όσο για τα άλλα ισότοπα, η διάρκεια ζωής τους υπολογίζεται κυρίως με λεπτά και ώρες.

Ο συνδυασμός των διαφόρων ιδιοτήτων του polonium-210 κάνειτο πιο βολικό του ενός αριθμού για χρήση σε διάφορες σφαίρες της ζωής. Όντας σε ένα ειδικό μεταλλικό κέλυφος, δεν μπορεί πλέον να βλάψει την υγεία του, αλλά είναι σε θέση να δώσει την ενέργειά του προς όφελος της ανθρωπότητας. Έτσι, τι χρησιμοποιείται το polonium-210 για σήμερα;

Σύγχρονη εφαρμογή

Σύμφωνα με ορισμένες εκθέσεις, περίπου το 95% της παραγωγής πολώνιου συγκεντρώνεται στη Ρωσία, με περίπου 100 γραμμάρια συνθετικής ουσίας ετησίως και σχεδόν όλο το σύνολο της εξάγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Υπάρχουν αρκετοί τομείς στους οποίουςpolonium-210. Πρώτα απ 'όλα, πρόκειται για διαστημικά οχήματα. Με τις συμπαγείς διαστάσεις του, είναι απαραίτητη ως εξαιρετική πηγή ενέργειας και θερμότητας. Παρά το γεγονός ότι περίπου κάθε 5 μήνες η αποτελεσματικότητά του μειώνεται κατά το ήμισυ, τα βαρύτερα ισότοπα είναι πολύ πιο ακριβά στην παραγωγή.

Επιπλέον, το πόλονιο είναι απολύτως απαραίτητο στην πυρηνική φυσική. Χρησιμοποιείται ευρέως στη μελέτη της επίδρασης της άλφα ακτινοβολίας σε άλλες ουσίες.

Τέλος, ένας άλλος τομέας εφαρμογής είναιτην κατασκευή συσκευών για την αφαίρεση στατικού ηλεκτρισμού τόσο για τη βιομηχανία όσο και για την οικιακή χρήση. Είναι ακόμη εκπληκτικό το πώς ένα τέτοιο επικίνδυνο στοιχείο μπορεί να γίνει σχεδόν ένα σκεύος κουζίνας, που είναι εγκλεισμένο σε ένα ασφαλές κέλυφος.