Polonium-210 turi labai aiškų ryšį su radiacija. Ir tai ne veltui, nes tai labai pavojinga.
Atradimų istorija
Jos egzistavimą dar 1889 m. numatė Mendelejevas, sukūręs savo garsiąją periodinę lentelę. Praktiškai šis elementas, numeris 84, buvo gautas po devynerių metų Curies, tyrusių radiacijos reiškinį, pastangomis. Maria Sklodowska-Curie bandė išsiaiškinti stiprios spinduliuotės, sklindančios iš tam tikrų mineralų, priežastį, todėl pradėjo dirbti su keliais uolienų pavyzdžiais, juos visais jai prieinamais būdais apdorodama, padalindama į dalis ir išmesdama nereikalingą. Dėl to ji gavo naują medžiagą, kuri tapo bismuto analogu ir trečiu atrastu radioaktyviuoju elementu po urano ir torio.
Nepaisant sėkmingų eksperimento rezultatų, Marija neskubėjo kalbėti apie savo atradimą. Kiuri sutuoktinių kolegos atlikta spektrinė analizė taip pat nedavė pagrindo kalbėti apie naujo elemento atradimą. Nepaisant to, 1898 m. liepos mėn. Paryžiaus mokslų akademijos susitikimo pranešime pora pranešėtariamai gavęs metalo savybes pasižyminčią medžiagą ir pasiūlė ją pavadinti poloniu Lenkijos – Marijos tėvynės – garbei. Tai buvo pirmas ir vienintelis atvejis istorijoje, kai dar patikimai neatpažintas elementas jau gavo pavadinimą. Na, pirmasis pavyzdys pasirodė tik 1910 m.
Fizikinės ir cheminės savybės
Polonis yra gana minkštas, sidabriškai b altas metalas. Jis toks radioaktyvus, kad šviečia tamsoje ir nuolat įkaista. Tuo pačiu metu jo lydymosi temperatūra yra šiek tiek aukštesnė nei alavo – tik 254 laipsniai Celsijaus. Metalas labai greitai oksiduojasi ore. Esant žemai temperatūrai, jis sudaro monoatominę paprastą kubinę kristalinę gardelę.
Pagal savo chemines savybes polonis yra labai artimas savo atitikmeniui – telūrui. Be to, jo junginių pobūdžiui didelę įtaką daro didelis radiacijos lygis. Taigi reakcijos, susijusios su poloniu, gali būti gana įspūdingos ir įdomios, nors ir gana pavojingos naudos sveikatai požiūriu.
Izotopai
Iš viso mokslas šiuo metu žino 27 (kitų š altinių duomenimis – 33) polonio formas. Nė vienas iš jų nėra stabilus ir visi yra radioaktyvūs. Sunkiausi izotopai (su eilės skaičiais nuo 210 iki 218) gamtoje randami nedideliais kiekiais, likusieji gali būti gauti tik dirbtinai.
Radioaktyvusis polonis-210 yra ilgiausiai gyvuojanti gamtos forma. Nedidelis kiekis jo yra radžio-urano rūdose ir susidaro dėl grandinėsreakcijos, prasidedančios U-238 ir trunkančios apie 4,5 milijardo metų, atsižvelgiant į pusinės eliminacijos laiką.
Gauti
1 tonoje urano rūdos yra izotopo polonio-210, kurio kiekis yra maždaug 100 mikrogramų. Apdorojant gamybos atliekas jas galima išskirti, tačiau norint gauti daugiau ar mažiau reikšmingą elemento tūrį, tektų apdoroti didžiulį kiekį medžiagos. Daug paprastesnis ir efektyvesnis būdas yra sintezė naudojant natūralaus bismuto švitinimą neutronais branduoliniuose reaktoriuose.
Todėl po dar kelių procedūrų gaunamas polonis-210. 208 ir 209 izotopus taip pat galima gauti apšvitinant bismutą arba šviną pagreitintais alfa dalelių, protonų arba deuteronų pluoštais.
Radioaktyvumas
Polonis-210, kaip ir kiti izotopai, yra alfa skleidėjas. Sunkesnė grupė taip pat skleidžia gama spindulius. Nepaisant to, kad 210 izotopas yra tik alfa dalelių š altinis, jis yra gana pavojingas, jo negalima paimti ranka ir net prieiti iš arti, nes kaitinant jis pereina į aerozolinę būseną. Taip pat labai pavojinga polonį patekti į vidų su iškvėpimu ar maistu. Būtent todėl darbas su šia medžiaga vyksta specialiose sandariose dėžėse. Įdomu, kad šis elementas buvo rastas tabako lapuose maždaug prieš pusę amžiaus. Polonio-210 skilimo laikotarpis, palyginti su kitais izotopais, yra pakankamai didelis, todėl jis gali kauptis augale ir vėliau pakenktirūkančiojo sveikata dar labiau. Tačiau bet koks bandymas išgauti šią medžiagą iš tabako buvo nesėkmingas.
Pavojus
Kadangi polonis-210 išskiria tik alfa daleles, imdamiesi tam tikrų atsargumo priemonių neturėtumėte bijoti su juo dirbti. Šios bangos retai nuskrenda daugiau nei keliolika centimetrų ir paprastai negali prasiskverbti per odą.
Tačiau patekę į kūną jie daro jam didelę žalą. Patekęs į kraują greitai išplinta į visus audinius – po kelių minučių jo buvimas matomas visuose organuose. Jo daugiausia yra inkstuose ir kepenyse, bet apskritai pasiskirsto gana tolygiai, o tai gali paaiškinti didelį bendrą žalingą poveikį.
Polonio toksiškumas yra toks didelis, kad net mažos dozės sukelia lėtinę spindulinę ligą ir mirtį per 6–11 mėnesių. Pagrindiniai išskyrimo iš organizmo keliai yra per inkstus ir virškinamąjį traktą. Yra priklausomybė nuo įėjimo būdo. Pusinės eliminacijos laikas yra nuo 30 iki 50 dienų.
Atsitiktinis apsinuodijimas poloniu yra visiškai neįmanomas. Norint gauti pakankamą kiekį medžiagos, būtina turėti prieigą prie branduolinio reaktoriaus ir sąmoningai uždėti auką izotopą. Diagnozės sudėtingumas slypi ir dėl to, kad per visą istoriją žinomi tik keli atvejai. Pirmoji auka – polonio atradėjų dukra Irene Joliot-Curie, kuri tyrimų metu laboratorijoje sudaužė kapsulę su medžiaga ir po 10 metų mirė. Dar du atvejaipriklauso XXI a. Pirmoji jų – sensacinga 2006 metais mirusios Litvinenkos byla, o antroji – Yassero Arafato, kurio daiktuose aptikta radioaktyvaus izotopo pėdsakų, mirtis. Tačiau galutinė diagnozė niekada nebuvo patvirtinta.
Skilimas
Vienas iš ilgiausiai gyvuojančių izotopų, kartu su 208 ir 209, yra polonis-210. Pirmųjų dvejų pusinės eliminacijos laikas (ty laikas, per kurį radioaktyviųjų dalelių skaičius sumažėja perpus) yra atitinkamai 2, 9 ir 102 metai, o paskutines 138 dienas ir 9 valandas. Kalbant apie likusius izotopus, jų gyvavimo laikas daugiausia skaičiuojamas minutėmis ir valandomis.
Dėl įvairių polonio-210 savybių derinio jis yra patogiausias iš serijos naudoti įvairiose gyvenimo srityse. Būdamas specialiame metaliniame apvalkale jis nebegali pakenkti savo sveikatai, bet sugeba atiduoti savo energiją žmonijos labui. Taigi kam šiandien naudojamas polonis-210?
Šiuolaikinė programa
Remiantis kai kuriais pranešimais, apie 95% polonio produkcijos yra sutelkta Rusijoje, o per metus susintetinama apie 100 gramų šios medžiagos ir beveik visa ji eksportuojama į JAV.
Yra keletas sričių, kuriose naudojamas polonis-210. Visų pirma, tai yra erdvėlaiviai. Dėl savo kompaktiško dydžio jis yra nepakeičiamas kaip puikus energijos ir šilumos š altinis. Nors jo veiksmingumas sumažėja perpus maždaug kas 5 mėnesius, sunkesnių izotopų gamyba yra daug brangesnė.
IšskyrusBe to, polonis yra absoliučiai būtinas branduolinėje fizikoje. Jis plačiai naudojamas tiriant alfa spinduliuotės poveikį kitoms medžiagoms.
Pagaliau, kita taikymo sritis yra statinės elektros energijos šalinimo prietaisų gamyba tiek pramoniniam, tiek buitiniam naudojimui. Nuostabu, kaip toks pavojingas elementas gali tapti beveik virtuvės įrankiu, uždengtas patikimu apvalkalu.
