Polonium 210: separuh hayat. Kenapa polonium 210 digunakan?

Polonium-210 menyebabkan hubungan yang sangat jelas dengan radiasi. Dan ini tidak sia-sia, kerana ia amat berbahaya.

Sejarah penemuan

Kewujudannya telah diramalkan kembali pada tahun 1889 oleh Mendeleev, ketika dia menciptakan meja berkala yang terkenal. Dalam praktiknya, elemen ini di bawah nombor 84 diperoleh sembilan tahun kemudian oleh usaha pasangan Curie, yang mempelajari fenomena radiasi. Maria Sklodowska-Curie cuba mencari sebab radiasi kuat yang berasal dari beberapa mineral, dan oleh itu mula bekerja dengan beberapa sampel batu, memprosesnya dalam semua cara yang ada, membahagikan kepada pecahan dan membuang yang tidak perlu. Akibatnya, dia menerima bahan baru, yang menjadi analog bismut dan elemen radioaktif terbuka ketiga selepas uranium dan torium.

Walaupun keputusan percubaan berjaya, Maria tidak tergesa-gesa untuk membicarakan penemuannya. Analisis spektrum, yang dikendalikan oleh rakan sekerja pasangan Curie, juga tidak memberi alasan untuk bercakap tentang penemuan elemen baru. Walau bagaimanapun, dalam laporan di mesyuarat Akademi Sains Paris pada bulan Julai 1898, suami-istri melaporkan mengenai dugaan penerimaan bahan yang menunjukkan sifat-sifat logam dan mencadangkan untuk memanggilnya polonium sebagai penghormatan kepada Poland, tanah air Maria. Ini adalah yang pertama dan hanya dalam sejarah kes itu, apabila elemen yang belum dikenal pasti telah dinamakan. Nah, contoh pertama hanya muncul pada tahun 1910.

Sifat fizikal dan kimia

Polonium adalah logam perak putih yang agak lembut. Ia begitu radioaktif sehingga ia bersinar dalam kegelapan dan sentiasa panas. Pada masa yang sama, titik leburnya sedikit lebih tinggi daripada timah - hanya 254 darjah Celsius. Logam ini mengoksidakan dengan cepat di udara. Pada suhu rendah ia membentuk kisi kristal padu monatomik mudah.

Menurut sifat kimianya, polonium sangat dekat dengan analog - telurumnya. Di samping itu, tahap radiasi yang tinggi mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat sebatiannya. Oleh itu, tindak balas yang melibatkan polonium boleh menjadi sangat hebat dan menarik, walaupun agak berbahaya dari sudut pandangan manfaat kesihatan.

Isotop

Secara keseluruhan, sains kini mengetahui 27 (menurut sumber lain - 33) bentuk polonium. Tiada seorang pun daripada mereka yang stabil, dan mereka semua radioaktif. Yang terberat dari isotop (dengan nombor ordinal dari 210 hingga 218) didapati dalam jumlah kecil, selebihnya hanya boleh diperolehi oleh laluan buatan.

Polonium-210 radioaktif adalah kehidupan yang paling lama dalam bentuk semula jadi. Ia terkandung dalam jumlah kecil dalam bijih radium-uranium dan dibentuk kerana rantaian tindak balas bermula dengan U-238 dan bertahan sekitar 4.5 bilion tahun, jika kita bercakap tentang separuh hayat.

Menerima

Dalam 1 tan bijih uranium terdapat isotop polonium-210 dalam jumlah yang sama dengan kira-kira 100 mikrogram. Mereka boleh dikenalpasti dalam pemprosesan sisa industri, tetapi untuk mendapatkan unsur yang lebih atau kurang penting akan mengendalikan sejumlah besar bahan. Kaedah yang lebih mudah dan lebih berkesan adalah sintesis dengan meretas neutron bismut semulajadi dalam reaktor nuklear.

Akibatnya, selepas beberapa prosedur lain, polonium-210 diperolehi. Isotop 208 dan 209 juga boleh didapati dengan penyinaran bismut atau memimpin dengan rasuk yang dipercepatkan zarah alfa, proton, atau deuteron.

Radioaktif

Polonium-210, seperti isotop lain, adalah pemancar alfa. Kumpulan yang lebih berat juga mengeluarkan sinar gamma. Walaupun isotop 210 adalah sumber zarah alfa sahaja, ia agak berbahaya, ia tidak boleh diambil dengan tangan dan bahkan dekat dengan jarak dekat, kerana apabila dipanaskan, ia menjadi aerosol. Ia juga sangat berbahaya untuk mendapatkan polonium di dalam dengan pernafasan atau makanan. Itulah sebabnya kerja dengan bahan ini berlaku dalam kotak disegel khusus. Secara mengejutkan, elemen ini ditemui kira-kira setengah abad lalu di daun tembakau. Tempoh kerosakan polonium-210 berbanding dengan isotop lain agak besar, dan oleh itu ia dapat mengumpul di dalam tumbuhan dan seterusnya merosakkan kesihatan perokok. Walau bagaimanapun, sebarang percubaan untuk mengeluarkan bahan ini daripada tembakau tidak berjaya.

Bahaya

Oleh kerana polonium-210 memancarkan hanya zarah alfa, memerhatikan langkah berjaga-jaga tertentu, seseorang tidak perlu takut bekerja dengannya. Julat gelombang ini jarang melebihi sedozen sentimeter, di samping itu, mereka biasanya tidak dapat menembusi kulit.

Walau bagaimanapun, sekali di dalam badan, mereka membahayakannya. Apabila ia masuk ke dalam darah, ia cepat menyebar ke seluruh tisu - dalam beberapa minit kehadirannya dapat dilihat di semua organ. Pertama sekali, ia berada di buah pinggang dan hati, tetapi secara umum ia diagihkan dengan sama rata, yang menjelaskan kesan merosakkan keseluruhan yang tinggi.

Ketoksikan polonium begitu besar sehingga dos kecil menyebabkan penyakit radiasi kronik dan kematian dalam 6-11 bulan. Cara utama perkumuhan dari badan adalah melalui buah pinggang dan saluran pencernaan. Ketergantungan pada kaedah hit diperhatikan. Separuh hayat adalah 30 hingga 50 hari.

Keracunan sengaja oleh polonium adalah mustahil sekali. Untuk mendapatkan jumlah bahan yang mencukupi, perlu mempunyai akses kepada reaktor nuklear dan dengan sengaja meletakkan isotop itu kepada mangsa. Kerumitan diagnosis juga adalah bahawa hanya beberapa kes yang diketahui dalam sejarah. Mangsa pertama adalah anak perempuan penemu polonium - Iren Joliot-Curie, yang selama penyelidikan memecahkan kapsul dengan bahan di makmal dan meninggal dunia setelah 10 tahun. Dua lagi kes jatuh ke abad ke-21. Yang pertama adalah kes sensasi Litvinenko, yang meninggal pada tahun 2006, dan yang kedua - kematian Yasser Arafat, dalam hal-hal di mana kesan isotop radioaktif ditemui. Walau bagaimanapun, diagnosis akhir tidak pernah disahkan.

Pemisahan

Salah satu isotop yang paling lama, bersama dengan 208 dan 209, adalah polonium-210. Separuh hayat (iaitu, masa jumlah zarah radioaktif dikurangkan sebanyak separuh) pada dua pertama ialah 2.9 dan 102 tahun, masing-masing, dan untuk 138 hari terakhir dan 9 jam. Bagi isotop yang lain, seumur hidup mereka dikira terutamanya oleh minit dan jam.

Gabungan pelbagai sifat polonium-210 menjadikannya nombor yang paling mudah untuk digunakan dalam pelbagai bidang kehidupan. Berada di dalam cengkerang logam khas, dia tidak lagi boleh membahayakan kesihatannya, tetapi mampu memberi tenaga untuk kepentingan manusia. Jadi, apakah polonium-210 yang digunakan hari ini?

Permohonan moden

Menurut beberapa laporan, kira-kira 95% pengeluaran polonium tertumpu di Rusia, dengan kira-kira 100 gram bahan disintesis setiap tahun, dan hampir semuanya dieksport ke Amerika Syarikat.

Terdapat beberapa bidang di mana polonium-210 digunakan. Pertama sekali, ini adalah kenderaan angkasa. Dengan dimensi padat, ia amat diperlukan sebagai sumber tenaga dan haba yang sangat baik. Walaupun fakta bahawa kira-kira setiap 5 bulan keberkesanannya dikurangkan sebanyak separuh, isotop yang lebih berat jauh lebih mahal dalam pengeluaran.

Di samping itu, polonium sangat diperlukan dalam fizik nuklear. Ia digunakan secara meluas dalam kajian kesan radiasi alfa pada bahan-bahan lain.

Akhir sekali, satu lagi bidang aplikasi ialah pembuatan peranti untuk penghapusan elektrik statik untuk kegunaan industri dan rumah. Ia juga menghairankan bagaimana elemen berbahaya itu boleh menjadi hampir dapur alat, yang dibungkus dalam shell yang selamat.