Полоний (Po) е много рядък и силно летлив радиоактивен метал. Преди откритието на полски френски физик Мари Кюри за полоний през 1898 г., уранът и торият са единствените известни радиоактивни елементи. Кюри кръстен полоний на родината си, Полша.
Полоният е малко полезен за хората, с изключение на някои заплашителни приложения: Той е бил използван като спусък в първата атомна бомба и също е подозрителна отрова при няколко смъртни случая.
В търговски приложения, полоний от време на време се използва за отстраняване на статично електричество в машини или прах от фотографски филм. Може да се използва и като лек източник на топлина за термоелектрическа мощност в космическите спътници.
Класификация
Полоният е разположен в група 16, а период 6 в периодичната таблица с елементи. Той е класифициран като метал, тъй като електрическата проводимост на полоний намалява с повишаването на температурата му, според Кралското химическо дружество.
Елементът е най-тежкият метал от халкогените, група от елементи, известни още като "семейството на кислорода". Всички халкогени се намират в медни руди. Други елементи от халкогенната група включват кислород, сяра, селен и телур.
Има 33 известни изотопи (атоми на един и същ елемент с различен брой неутрони) на полоний и всички са радиоактивни. Радиоактивната нестабилност на този елемент е това, което го прави подходящ кандидат за използване в атомни бомби.
Физически характеристики
- Атомно число (брой протони в ядрото): 84
- Атомен символ (в периодичната таблица на елементите): Po
- Атомно тегло (средна маса на атома): 209
- Плътност: 9,32 грама на кубичен сантиметър
- Фаза при стайна температура: твърда
- Точка на топене: 489,2 градуса по Фаренхайт (254 градуса по Целзий)
- Точка на кипене: 1,763,6 градуса F (962 градуса C)
- Най-често срещан изотоп: Po-210, който има период на полуразпад само 138 дни
Откритие
Когато Кюри и съпругът й Пиер Кюри открили полоний, те търсили източника на радиоактивност в естествено срещаща се в уран богата на уран руда, наречена pitchblende.
Двамата забелязаха, че нерафинираната смола е по-радиоактивна от урана, отделен от нея. И така, те обосновават, че терена трябва да съдържа поне още един радиоактивен елемент.
Куриите закупували множество смоли, за да могат химически да разделят съединенията в минералите. След месеци усърдна работа те най-накрая изолираха радиоактивния елемент: вещество, 400 пъти повече радиоактивно от уран, според Международния съюз за чиста и приложна химия (IUPAC).
Извличането на полоний беше предизвикателно, тъй като имаше такова минимално количество; 1 тон уранова руда съдържа само около 100 микрограма (0,0001 грама) полоний.
Независимо от това, кюри са успели да извадят изотопа, който днес познаваме като полоний-209, според Кралското химическо дружество.
Източници
Следи от Po-210 могат да бъдат открити в почвата и въздуха. Например, Po-210 се произвежда по време на разпадането на газ радон-222, което е резултат от гниене на радий. От своя страна радийът е продукт на разпад на уран, който присъства в почти всички скали и почва, образувана от скали.
Лишеите са в състояние да абсорбират полоний директно от атмосферата. В северните райони хората, които ядат елени, могат да имат по-високи концентрации на полоний в кръвта си, защото елените ядат лишеи, според Smithsonian.com.
Полоният се счита за рядък природен елемент. Въпреки че се намира в уранови руди, не е икономично да се извлича, тъй като има само около 100 микрограма полоний в 1 тон (0,9 метрични тона) уранова руда, според лабораторията на Джеферсън.
Вместо това полонийът се получава чрез бомбардиране на бисмут-209 (стабилен изотоп) с неутрони в ядрен реактор. Това създава радиоактивен бисмут-210, който след това се разпада в полоний чрез процес, наречен бета разпад, според Кралското химическо дружество.
Комисията за ядрено регулиране на САЩ изчислява, че само около 100 грама (3,5 унции) полоний-210 се произвеждат в световен мащаб всяка година.
Търговски цели
Поради високата си радиоактивност, полоний има малко търговски приложения. Сред ограничените употреби на елемента са премахване на статичното електричество в машините и отстраняване на прах от фотографски филм. И в двете приложения полонийът трябва да бъде внимателно запечатан, за да защити потребителя.
Елементът се използва и като лек източник на топлина за термоелектрическа мощност в спътници и други космически кораби. Това е така, защото полонийът се разлага бързо и тъй като го прави, той отделя голямо количество енергия под формата на топлина. Само един грам полоний ще достигне температура от 500 градуса С (932 градуса F), тъй като се разгражда, според Кралското химическо дружество.
Атомна бомба
По време на Втората световна война Инженерният корпус на армията започва да организира Инженерния окръг Манхатън, строго секретна програма за научни изследвания и разработки, която в крайна сметка ще произведе първите в света ядрени оръжия.
Преди 40-те години на миналия век не е имало причина да се изолира полоний в чистата му форма или да се произвежда в някакво значително количество, тъй като за него няма известна употреба и много малко се знае за него. Но областните инженери започнаха да изучават полоний и откриха, че елементът е важна съставка за ядреното им оръжие.
Комбинация от полоний и берилий, друг рядък елемент, действа като инициатор на бомбата, според фондацията за атомно наследство.
След войната изследователският проект за полоний е пренесен в Mound Laboratory в Маямисбург, Охайо. Завършена през 1949 г., Mound Lab е първото постоянно устройство на Комисията за атомна енергия за развитие на ядрени оръжия.
Отравяне
Полоният е токсичен за хората, дори в много малки количества.
Първият човек, умрял от отравяне с полоний, може да е дъщерята на Мари Кюри Ирен Жолио-Кюри. През 1946 г. на нейната лабораторна скамейка избухна полониева капсула, което може би е причината тя да се зарази с левкемия и да умре 10 години по-късно, според Smithsonian.com.
Отравянето с полоний беше и това, което уби Александър Литвиненко, бивш руски шпионин, който живееше в Лондон през 2006 г., след като поиска политическо убежище.
Отравянето е било заподозряно и през смъртта на палестинския лидер Ясер Арафат през 2004 г., тъй като по дрехите му са открити изненадващо високи нива на полоний-210, според The Wall Street Journal.
Проучване за 2011 г., публикувано в списанието Nicotine & Tobacco Research, установи, че тютюневите компании са били наясно, че цигарите и другите тютюневи продукти съдържат ниски нива на полоний. Авторите на изследването са изчислили, че радиоактивността от полоний в цигарите е причина за до 138 смъртни случая на всеки 1000 пушачи за период от 25 години.
Други изследвания показват, че два пъти повече полоний се намира в ребрата на пушачите, отколкото в тези на непушачите, според мрежата за данни за токсикологията на САЩ от Националния институт по здравеопазване.
Допълнителна информация:
