Polonium 210: полуживот. Защо се използва полоний 210?

Polonium-210 причинява абсолютно ясна връзка с радиацията. И това не е напразно, защото е изключително опасно.

История на откритието

Неговото съществуване е прогнозирано през 1889 г. от Менделеев, когато създава известната си периодична маса. На практика този елемент под номер 84 е получен девет години по-късно от усилията на двойката Кюри, която е изучавала явлението радиация. Мария Склодовска-Кюри се опита да открие причината за силна радиация от някои минерали и затова започна да работи с няколко скални проби, обработвайки ги по всички възможни начини, разделяйки се на фракции и изхвърляйки ненужни такива. В резултат на това тя получава ново вещество, което става аналог на бисмута и третия открит радиоактивен елемент след уран и торий.

Въпреки успешните резултати от експеримента Мария не бързаше да говори за откритията си. Спектралният анализ, проведено от колега на двойката "Кюри", не даде основание да се говори за откриването на нов елемент. Независимо от това, в доклад на срещата на Парижката академия на науките през юли 1898 г. съпрузите докладвали за предполагаемото получаване на вещество, проявяващо свойствата на метала, и предложило да го нарече полониум в чест на Полша, родината на Мария. Това е първият и единствен път в историята, когато вече не е споменат елемент, който все още не е бил идентифициран. Първата извадка се появи едва през 1910 година.

Физични и химични свойства

Полониумът е сравнително мек сребърен бял метал. То е толкова радиоактивно, че свети в тъмно и постоянно се нагрява. В същото време точката на топене е малко по-висока от тази на калай - само 254 градуса по Целзий. Металът се окислява много бързо във въздуха. При ниски температури той образува моноатомна проста кубична кристална решетка.

Според неговите химични свойства, полониумът е много близък до неговия аналог - телур. В допълнение, високото ниво на радиация оказва голямо влияние върху природата на неговите съединения. Така че реакциите, включващи полоний, могат да бъдат много зрелищни и интересни, макар и доста опасни от гледна точка на ползите за здравето.

изотопи

Като цяло, науката в момента познава 27 (според други източници - 33) форми на полоний. Никой от тях не е стабилен и всички са радиоактивни. Най-тежкият от изотопите (с поредни номера от 210 до 218) се срещат в малки количества в природата, а останалата част може да бъде получена само с изкуствени средства.

Радиоактивният полоний 210 ​​е най-дългият живот на естествени форми. Той се съдържа в малко количество в радий-уранови руди и се формира поради верига от реакции, започващи с U-238 и продължаваща около 4,5 милиарда години, ако говорим за полуживот.

приемане

В 1 тон уранова руда изотопът на полоний-210 присъства в количество от около 100 микрограма. Те могат да бъдат идентифицирани при обработката на производствени отпадъци, но за да се получи повече или по-малко значителен обем от елемента, той трябва да се справи с огромно количество материал. Много по-прост и по-ефективен метод е синтезата чрез излъчване на неутрони на естествен бисмут в ядрени реактори.

В резултат на това, след някои други процедури, се получава полоний-210. Изотопи 208 и 209 могат също да бъдат получени чрез облъчване на бисмут или олово с ускорени греди на алфа частици, протони или деторони.

радиоактивност

Полониум-210, подобно на други изотопи, е алфа емитер. По-тежката група също излъчва гама лъчи. Въпреки факта, че изотопът 210 е източник само на алфа частици, той е доста опасен, не може да бъде поеман ръчно и дори близо до близко разстояние, защото при нагряване се аерозолира. Също така е изключително опасно да получите полониум с дишане или храна. Ето защо работата с това вещество се извършва в специално запечатани кутии. Любопитно е, че този елемент е открит преди около половин век в тютюневите листа. Периодът на разпадане на полоний 210 ​​в сравнение с други изотопи е достатъчно голям и затова може да се натрупа в завода и впоследствие да навреди на здравето на пушача още повече. Въпреки това всички опити за извличане на това вещество от тютюна са неуспешни.

опасност

Тъй като полоний 210 ​​излъчва само алфа частици, спазвайки някои предпазни мерки, човек не трябва да се страхува да работи с него. Обхватът на тези вълни рядко надвишава десетина сантиметра, освен това те обикновено не могат да проникнат през кожата.

Въпреки това, след като са в тялото, те го правят огромна вреда. Ако попадне в кръвта, бързо се разпространява през всички тъкани - за няколко минути присъствието му може да се види във всички органи. На първо място, той присъства в бъбреците и черния дроб, но като цяло той се разпределя сравнително равномерно, което обяснява неговия общ вредоносен ефект.

Токсичността на полония е толкова голяма, че дори малки дози причиняват хронична радиационна болест и смърт в 6-11 месеца. Основните начини на екскреция от организма са през бъбреците и храносмилателния тракт. Зависи се от метода на удара. Полуживотът е от 30 до 50 дни.

Случайното отравяне от полоний е напълно невъзможно. За да се получи достатъчно количество от веществото, е необходимо да има достъп до ядрения реактор и съзнателно да се постави изотопът на жертвата. Сложността на диагнозата е също така, че в историята са известни само няколко случая. Първата жертва е дъщерята на откривателите на полоний - Ирен Йолио-Кюри, който по време на изследването счупи капсулата със субстанцията в лабораторията и умря след 10 години. Още два случая падат на 21-ви век. Първият от тях е сензационният случай на Литвиненко, който почина през 2006 г., а вторият - смъртта на Ясер Арафат, в нещата, в които са открити следи от радиоактивен изотоп. Независимо от това, окончателната диагноза никога не бе потвърдена.

дезинтеграция

Един от най-дългите изотопи, заедно с 208 и 209, е полониум-210. полуживот (т.е. времето, през което броят на радиоактивните частици е намален наполовина) за първите две, е съответно 2,9 и 102 години и за последните 138 дни и 9 часа. Що се отнася до другите изотопи, техният живот се изчислява основно с минути и часове.

Комбинацията от различни свойства на полоний-210 го прави най-удобният за употреба в различни сфери на живота. Като е в специална метална обвивка, той вече не може да навреди на здравето му, но е способен да даде своята енергия в полза на човечеството. И така, за какво се използва днес полониум-210?

Модерно приложение

Според някои доклади около 95% от производството на полоний е концентрирано в Русия, като около 100 грама вещество се синтезират годишно и почти всички се изнасят за Съединените щати.

Има няколко области, в които се използва полониум-210. На първо място, това са космически превозни средства. С компактните си размери е незаменим като отличен източник на енергия и топлина. Въпреки факта, че приблизително на всеки 5 месеца ефективността му се намалява наполовина, тежките изотопи са много по-скъпи в производството.

В допълнение, полониумът е абсолютно необходим в ядрената физика. Той се използва широко в изследването на ефекта на алфа радиация върху други вещества.

И накрая, друга област на приложение е производството на устройства за отстраняване на статично електричество както за промишлеността, така и за домашната употреба. Дори е изненадващо как такъв опасен елемент може да стане почти кухненски прибори, обвит в защитена обвивка.