Polonium A vzácný a vysoce těkavý radioaktivní prvek

Polonium (Po) je velmi vzácný a vysoce těkavý radioaktivní kov. Před polsko-francouzským fyzikem objevem polonia v roce 1898 Marie Curie byly jediným známým radioaktivním prvkem uran a thorium. Curie pojmenovala polonium podle své vlasti, Polsko.

Polonium je pro člověka málo použitelné, s výjimkou některých hrozivých aplikací: Byl použit jako spouštěč v první atomové bombě a je také podezřelým jedem v několika vysoce významných úmrtích.

V komerčních aplikacích se polonium příležitostně používá k odstranění statické elektřiny ze strojů nebo prachu z fotografického filmu. Může být také použit jako lehký zdroj tepla pro termoelektrickou energii ve vesmírných družicích.

Klasifikace

Polonium se nachází ve skupině 16 a období 6 v periodické tabulce prvků. Podle Královské společnosti chemie se klasifikuje jako kov, protože elektrická vodivost pónium klesá s rostoucí teplotou.

Prvek je nejtěžším kovem chalkogenů, skupinou prvků známou také jako „kyslíková rodina“. Všechny chalkogeny se nacházejí v měděných rudách. Mezi další prvky ve skupině chalkogenů patří kyslík, síra, selen a tellur.

Existuje 33 známých izotopů (atomů stejného prvku s různým počtem neutronů) polonia a všechny jsou radioaktivní. Radioaktivní nestabilita tohoto prvku je tím, co z něj činí vhodný kandidát pro použití v atomových bombách.

Fyzikální vlastnosti

• Atomové číslo (počet protonů v jádru): 84
• Atomový symbol (v periodické tabulce prvků): Po
• Atomová hmotnost (průměrná hmotnost atomu): 209
• Hustota: 9,32 gramů na krychlový centimetr
• Fáze při pokojové teplotě: pevná látka
• Bod tání: 489,2 ° Fahrenheita (254 ° C)
• Bod varu: 1 763,6 ° F (962 ° C)
• Nejběžnější izotop: Po-210, který má poločas rozpadu pouze 138 dnů

Objev

Když Curie a její manžel Pierre Curie objevili polonium, hledali zdroj radioaktivity v přirozeně se vyskytující rudě bohaté na uran zvané pitchblende.

Oba si všimli, že nerafinovaná smola byla více radioaktivní než uran, který byl od ní oddělen. Usoudili proto, že smola musí obsahovat alespoň jeden další radioaktivní prvek.

Curies koupil spoustu pitchblende, aby mohli chemicky oddělit sloučeniny v minerálech. Po měsících pečlivé práce konečně izolovali radioaktivní prvek: látku 400krát více radioaktivní než uran, podle Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (IUPAC).

Vytěžování polonia bylo náročné, protože tam bylo takové nepatrné množství; 1 tuna uranové rudy obsahuje pouze asi 100 mikrogramů (0,0001 gramů) polonia.

Podle The Royal Society of Chemistry však Curies dokázali vytáhnout izotop, který nyní známe jako polonium-209..

Prameny

Stopy Po-210 lze nalézt v půdě i ve vzduchu. Například, Po-210 je produkován během rozpadu plynu radonu-222, který je výsledkem rozpadajícího se radia. Radium je zase produktem rozkladu uranu, který se vyskytuje téměř ve všech horninách a půdě vytvořené z hornin.

Lišejníky jsou schopny absorbovat polonium přímo z atmosféry. V severních oblastech mohou lidé, kteří jedí sobi, mít ve své krvi vyšší koncentraci polonia, protože sobi jedí lišejníky, podle Smithsonian.com..

Polonium je považováno za vzácný přírodní prvek. Ačkoli se vyskytuje v uranových rudách, není ekonomicky výhodné těžit, protože podle Jeffersonovy laboratoře existuje jen asi 100 mikrogramů polonia v 1 tuně (0,9 metrických tun) uranové rudy..

Místo toho je polonium získáno bombardováním bismutu-209 (stabilní izotop) neutrony v jaderném reaktoru. Tím se podle Královské společnosti chemie vytváří radioaktivní bizmut-210, který se poté rozpadá na polonium procesem nazývaným beta rozpad..

Komise pro jadernou regulaci Spojených států odhaduje, že na celém světě se ročně vyprodukuje pouze asi 100 gramů (3,5 unce) polonia-210.

Komerční využití

Díky své vysoké radioaktivitě má polonium jen málo komerčních aplikací. Mezi omezené použití prvku patří eliminace statické elektřiny ve strojích a odstraňování prachu z fotografického filmu. V obou aplikacích musí být polonium pečlivě utěsněno, aby bylo chráněno uživatele.

Tento prvek se také používá jako lehký zdroj tepla pro termoelektrickou energii v satelitech a jiných kosmických lodích. Je to proto, že polonium se rychle rozkládá a jako takové uvolňuje velké množství energie ve formě tepla. Podle Royal Society of Chemistry jen jeden gram polonia dosáhne teploty 500 stupňů C (932 stupňů F)..

Atomová bomba

V polovině druhé světové války začalo Armádní sbor inženýrů organizovat Manhattan Engineer District, přísně tajný výzkumný a vývojový program, který by nakonec produkoval první jaderné zbraně na světě.

Před čtyřicátými léty nebyl důvod izolovat polonium v ​​jeho čisté formě nebo ho produkovat v jakémkoli podstatném množství, protože pro něj neexistovalo žádné známé použití a bylo o něm známo jen velmi málo. Ale inženýři okresu začali studovat polonium a zjistili, že prvek je důležitou součástí jejich jaderné zbraně.

Podle Nadace atomového dědictví fungovala jako iniciátor bomby kombinace polonia a berylia, což je další vzácný prvek..

Po válce byl výzkumný projekt polonium převeden do Mound Laboratory v Miamisburgu v Ohiu. Mound Lab, který byl dokončen v roce 1949, byl prvním stálým zařízením Komise pro atomovou energii pro vývoj jaderných zbraní.

Otrava

Polonium je pro člověka toxické, a to i ve velmi malém množství.

První osoba, která zemřela na otravu poloniem, mohla být dcera Marie Curie Irène Joliot-Curie. V roce 1946 na své laboratorní lavici explodovala polonium kapsle, která mohla být důvodem, proč se nakazila leukémií, a zemřela o 10 let později, podle Smithsonian.com.

Otrava Polonia také zabila Alexandra Litvinenka, bývalého ruského špiona, který žil v Londýně v roce 2006 poté, co požádal o politický azyl.

Otrava byla také podezřelá při smrti palestinského vůdce Yassera Arafata v roce 2004, protože podle časopisu The Wall Street Journal byl na jeho oblečení detekován překvapivě vysoký obsah polonia 210.

Studie z roku 2011 zveřejněná v časopise Nicotine & Tobacco Research zjistila, že tabákové společnosti si byly vědomy toho, že cigarety a jiné výrobky obsahující tabák obsahují nízkou hladinu polonia. Autoři studie vypočítali, že radioaktivita z polonia v cigaretách způsobuje až 138 úmrtí na každých 1 000 kuřáků v období 25 let..

Další výzkumy ukázaly, že podle žehlicího systému toxikologie dat Národního institutu pro zdraví v USA je dvakrát tolik polonia nalezeno v žebrech kuřáků než u kuřáků nekuřáků..

Další čtení:

• Nejčastější dotazy k Polonium 210 od CDC.
• Six Secrets of Polonium, from Smithsonian magazine.
• Záznam NIH pro údaje o nebezpečných látkách pro radioaktivní polonium.