Polonium-210 ارتباط بسیار واضحی با تشعشع دارد. و این بیهوده نیست، زیرا بسیار خطرناک است.
تاریخچه کشف
وجود آن در سال 1889 توسط مندلیف، زمانی که جدول تناوبی معروف خود را ایجاد کرد، پیش بینی شد. در عمل، این عنصر، شماره 84، 9 سال بعد با تلاش کوری ها به دست آمد که پدیده تابش را مطالعه کردند. ماریا اسکلودوفسکا-کوری سعی کرد دلیل تشعشعات قوی ناشی از مواد معدنی خاص را بیابد و به همین دلیل شروع به کار با چندین نمونه سنگ کرد و آنها را از همه راه های موجود پردازش کرد و به کسری تقسیم کرد و موارد غیر ضروری را دور انداخت. در نتیجه، او ماده جدیدی دریافت کرد که شبیه بیسموت و سومین عنصر رادیواکتیو کشف شده پس از اورانیوم و توریم شد.
علی رغم نتایج موفقیت آمیز آزمایش، ماریا عجله ای برای صحبت در مورد کشف خود نداشت. تجزیه و تحلیل طیفی انجام شده توسط یکی از همسران کوری نیز زمینه ای برای صحبت در مورد کشف یک عنصر جدید فراهم نمی کند. با این وجود، در گزارشی در جلسه آکادمی علوم پاریس در ژوئیه 1898، این زوج گزارش دادند.ظاهراً به دست آوردن ماده ای که ویژگی های یک فلز را نشان می دهد و پیشنهاد داده است که آن را به افتخار لهستان - وطن مریم - پولونیوم نامگذاری کنند. این اولین و تنها مورد در تاریخ بود که عنصری که هنوز به طور قابل اعتماد شناسایی نشده بود قبلاً نامی دریافت کرده بود. خوب، اولین نمونه فقط در سال 1910 ظاهر شد.
خواص فیزیکی و شیمیایی
پولونیوم یک فلز نسبتاً نرم و سفید نقره ای است. آنقدر رادیواکتیو است که در تاریکی می درخشد و دائماً گرم می شود. در همان زمان، نقطه ذوب آن کمی بالاتر از قلع است - فقط 254 درجه سانتیگراد. این فلز به سرعت در هوا اکسید می شود. در دماهای پایین، یک شبکه کریستالی مکعبی ساده تک اتمی تشکیل می‌دهد.
از نظر خواص شیمیایی، پلونیوم بسیار نزدیک به همتای خود - تلوریم است. علاوه بر این، ماهیت ترکیبات آن به شدت تحت تأثیر سطح بالای تابش است. بنابراین واکنش‌های مربوط به پولونیوم می‌تواند بسیار دیدنی و جالب باشد، اگرچه از نظر فواید سلامتی بسیار خطرناک است.
ایزوتوپ
در مجموع، علم در حال حاضر 27 (طبق منابع دیگر - 33) شکل از پلونیوم را می شناسد. هیچ یک از آنها پایدار نیست و همه آنها رادیواکتیو هستند. سنگین ترین ایزوتوپ ها (با اعداد ترتیبی از 210 تا 218) در طبیعت در مقادیر کم یافت می شوند، بقیه را فقط می توان به صورت مصنوعی به دست آورد.
پلونیوم-210 رادیواکتیو طولانی ترین شکل طبیعت است. به مقدار کمی در سنگ معدن رادیوم-اورانیوم وجود دارد و به دلیل زنجیره تشکیل می شودواکنش هایی که با U-238 شروع می شود و از نظر نیمه عمر حدود 4.5 میلیارد سال طول می کشد.
دریافت
1 تن سنگ معدن اورانیوم حاوی ایزوتوپ پلونیوم 210 به میزان حدود 100 میکروگرم است. آنها را می توان در طول پردازش زباله های تولید جدا کرد، با این حال، برای به دست آوردن حجم کم و بیش قابل توجهی از عنصر، مقدار زیادی از مواد باید پردازش شود. یک راه بسیار ساده تر و کارآمدتر سنتز با استفاده از تابش نوترونی بیسموت طبیعی در راکتورهای هسته ای است.
در نتیجه، پس از چند عمل دیگر، پلونیوم 210 به دست می آید. ایزوتوپ‌های 208 و 209 را می‌توان با تابش بیسموت یا سرب با پرتوهای شتاب‌دار ذرات آلفا، پروتون‌ها یا دوترون‌ها نیز به‌دست آورد.
رادیواکتیویته
Polonium-210، مانند سایر ایزوتوپ ها، یک تابش آلفا است. گروه سنگین تر نیز پرتوهای گاما ساطع می کنند. با وجود این واقعیت که ایزوتوپ 210 تنها منبع ذرات آلفا است، بسیار خطرناک است، نمی توان آن را با دست گرفت و حتی از فاصله نزدیک به آن نزدیک شد، زیرا هنگامی که گرم می شود، به حالت آئروسل می رود. همچنین ورود پولونیوم به داخل با تنفس یا غذا بسیار خطرناک است. به همین دلیل است که کار با این ماده در جعبه های مخصوص مهر و موم شده صورت می گیرد. عجیب است که این عنصر حدود نیم قرن پیش در برگ های تنباکو یافت شده است. دوره پوسیدگی پلونیوم 210 در مقایسه با سایر ایزوتوپ ها به اندازه کافی بزرگ است و بنابراین می تواند در گیاه تجمع پیدا کند و متعاقباً آسیب برساند.سلامت فرد سیگاری حتی بیشتر با این حال، هرگونه تلاش برای استخراج این ماده از تنباکو ناموفق بوده است.
خطر
از آنجایی که پلونیوم-210 فقط ذرات آلفا را ساطع می کند، با رعایت برخی اقدامات احتیاطی، نباید از کار کردن با آن بترسید. این امواج به ندرت بیش از ده سانتی متر حرکت می کنند و معمولاً نمی توانند به پوست نفوذ کنند.
اما وقتی وارد بدن می شوند آسیب زیادی به او وارد می کنند. هنگامی که وارد جریان خون می شود، به سرعت به تمام بافت ها گسترش می یابد - پس از چند دقیقه، وجود آن در تمام اندام ها قابل مشاهده است. این در درجه اول در کلیه ها و کبد وجود دارد، اما به طور کلی به طور نسبتاً یکنواخت توزیع می شود، که ممکن است اثر مخرب کلی آن را توضیح دهد.
سمیت پلونیوم به حدی است که حتی دوزهای کوچک آن باعث بیماری مزمن پرتویی و مرگ در 6 تا 11 ماه می شود. راه های اصلی دفع از بدن از طریق کلیه ها و دستگاه گوارش است. وابستگی به روش ورود وجود دارد. نیمه عمر 30 تا 50 روز است.
مسمومیت تصادفی پلونیوم کاملا غیرممکن است. برای به دست آوردن مقدار کافی از این ماده، دسترسی به راکتور هسته ای و قرار دادن عمدی ایزوتوپ روی قربانی ضروری است. پیچیدگی تشخیص نیز در این واقعیت نهفته است که تنها چند مورد در طول تاریخ شناخته شده است. اولین قربانی، دختر کاشفان پولونیوم، ایرن جولیوت کوری است که طی تحقیقات، کپسول این ماده را در آزمایشگاه شکست و 10 سال بعد درگذشت. دو مورد دیگرمتعلق به قرن 21 است. اولین مورد مربوط به ماجرای پر شور لیتویننکو است که در سال 2006 درگذشت و دومی مرگ یاسر عرفات است که در اشیاء او آثاری از یک ایزوتوپ رادیواکتیو پیدا شد. با این حال، تشخیص قطعی هرگز تایید نشد.
تجزیه
یکی از طولانی ترین ایزوتوپ ها، همراه با 208 و 209، پلونیوم 210 است. نیمه عمر (یعنی زمانی که طی آن تعداد ذرات رادیواکتیو به نصف می رسد) برای دو مورد اول به ترتیب 2، 9 و 102 سال و برای 138 روز و 9 ساعت گذشته است. در مورد بقیه ایزوتوپ ها، طول عمر آنها عمدتاً بر حسب دقیقه و ساعت محاسبه می شود.
ترکیب خواص مختلف پولونیوم-210 آن را به راحت ترین سری برای استفاده در زمینه های مختلف زندگی تبدیل می کند. او با قرار گرفتن در یک پوسته فلزی خاص، دیگر نمی تواند به سلامتی خود آسیب برساند، اما می تواند انرژی خود را به نفع بشریت بدهد. بنابراین، پولونیوم-210 امروز برای چه چیزی استفاده می شود؟
برنامه مدرن
بر اساس برخی گزارش ها، حدود 95 درصد از تولید پلونیوم در روسیه متمرکز شده است و سالانه حدود 100 گرم از این ماده سنتز می شود و تقریباً تمام آن به ایالات متحده صادر می شود.
مناطق مختلفی وجود دارد که در آن از پلونیوم 210 استفاده می شود. اول از همه، اینها فضاپیماها هستند. با اندازه جمع و جور خود، به عنوان یک منبع عالی انرژی و گرما ضروری است. اگرچه اثربخشی آن تقریباً هر 5 ماه یکبار به نصف کاهش می‌یابد، اما تولید ایزوتوپ‌های سنگین‌تر بسیار گران‌تر است.
به جزعلاوه بر این، پلونیوم در فیزیک هسته ای کاملاً ضروری است. این به طور گسترده در مطالعه اثر تابش آلفا بر سایر مواد استفاده می شود.
در نهایت، یکی دیگر از زمینه های کاربردی تولید دستگاه های حذف الکتریسیته ساکن برای مصارف صنعتی و خانگی است. شگفت آور است که چگونه چنین عنصر خطرناکی می تواند تقریباً به یک ظروف آشپزخانه تبدیل شود و در یک پوسته قابل اعتماد محصور شود.
