Полоний 210 период полураспада

Полоний 210: период полураспада. Для чего используется полоний 210?

Полоний 210 период полураспада

Полоний-210 вызывает совершенно четкую ассоциацию с радиацией. И это совсем не зря, поскольку он крайне опасен.

История открытия

Его существование было предсказано еще в 1889 году Менделеевым, когда тот создал свою знаменитую периодическую таблицу. На практике же этот элемент под номером 84 был получен девятью годами позже усилиями супругов Кюри, изучавших явление радиации.

Мария Склодовская-Кюри пыталась выяснить причину сильного излучения, исходящего от некоторых минералов, а потому начала работу с несколькими образцами пород, обрабатывая их всеми доступными ей способами, деля на фракции и отбрасывая ненужное.

В результате она получила новое вещество, ставшее аналогом висмута и третьим открытым радиоактивным элементом после урана и тория.

[attention type=yellow]

Несмотря на удачные результаты эксперимента, Мария не спешила говорить о своей находке. Спектральный анализ, проведенный коллегой супругов Кюри, также не дал оснований говорить об открытии нового элемента.

[/attention]

Тем не менее в докладе на заседании Парижской академии наук в июле 1898 года супруги сообщили о предположительном получении вещества, проявляющего свойства металла и предложили назвать его полонием в честь Польши – родины Марии.

Это был первый и единственный в истории случай, когда еще не выделенный достоверно элемент уже получил название. Ну а первый образец появился лишь в 1910 году.

Полоний представляет собой сравнительно мягкий серебристо-белый металл. Он настолько радиоактивен, что светится в темноте и постоянно нагревается. При этом температура его плавления чуть выше, чем у олова – всего 254 градуса Цельсия. Металл очень быстро окисляется на воздухе. При низких температурах образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решетку.

По своим химическим свойствам полоний очень близок к своему аналогу – теллуру. Кроме того, на характер его соединений большое влияние имеет высокий уровень радиации. Так что реакции с участием полония могут быть весьма зрелищными и интересными, хоть и довольно опасными с точки зрения пользы для здоровья.

Изотопы

Всего науке на данный момент известно 27 (по другим источникам – 33) форм полония. Ни одна из них не является стабильной, и все они радиоактивны. Наиболее тяжелые из изотопов (с порядковыми числами от 210 до 218) в небольшом количестве встречаются в природе, остальные могут быть получены только искусственными путями.

Радиоактивный полоний-210 – наиболее долгоживущий из природных форм. Он содержится в небольшом количестве в радиево-урановых рудах и образуется за счет цепочки реакций, начинающейся с U-238 и длящейся примерно 4,5 миллиарда лет, если говорить про период полураспада.

Получение

В 1 тонне урановой руды содержится изотоп полоний-210 в количестве, равном примерно 100 микрограммам.

Их можно выделить при обработке отходов производства, однако для получения более или менее значительного объема элемента пришлось бы обработать огромное количество материала.

[attention type=red]

Гораздо более простым и эффективным способов является синтез с помощью облучения нейтронами природного висмута в ядерных реакторах.

[/attention]

В результате после еще некоторых процедур получается полоний-210. Изотопы 208 и 209 также можно получить, если облучать висмут или свинец ускоренными пучками альфа-частиц, протонов или дейтронов.

Радиоактивность

Полоний-210, как и остальные изотопы, является альфа-излучателями. Группа более тяжелых также испускает гамма-лучи.

Несмотря на то что изотоп 210 является источником только альфа-частиц, он достаточно опасен, его нельзя брать руками и даже приближаться на близкое расстояние, поскольку, разогреваясь, он переходит в аэрозольное состояние.

Крайне опасно также попадание полония внутрь с дыханием или пищей. Именно поэтому работа с этим веществом проходит в специальных герметичных боксах. Любопытно, что этот элемент около полувека назад был обнаружен в табачных листьях.

Период распада полония-210 по сравнению с другими изотопами достаточно велик, а потому он может накопиться в растении и впоследствии навредить здоровью курильщика еще больше. Тем не менее, любые попытки извлечь из табака это вещество оказались безуспешными.

Опасность

Поскольку полоний-210 испускает лишь альфа-частицы, соблюдая определенные меры предосторожности, бояться работы с ним не следует. Длина пробега этих волн редко превышает десяток сантиметров, кроме того, они обычно не могут проникнуть сквозь кожу.

Однако, оказавшись внутри организма, они наносят ему огромный вред. При попадании в кровь он быстро разносится по всем тканям – уже через несколько минут его присутствие можно заметить во всех органах. Прежде всего он присутствует в почках и печени, но в общем и целом он распределяется довольно равномерно, чем и можно объяснить его высокое общее поражающее действие.

Токсичность полония настолько велика, что даже небольшие дозы вызывают хроническую лучевую болезнь и смерть через 6-11 месяцев. Основные пути выведения из организма – через почки и ЖКТ. Наблюдается зависимость от способа попадания. Период полувыведения составляет от 30 до 50 дней.

Случайное отравление полонием совершенно невозможно. Для получения достаточного количества вещества необходимо иметь доступ к ядерному реактору и намеренно подложить изотоп жертве. Сложность диагностики заключается также в том, что известно лишь несколько случаев за всю историю.

Первой жертвой считается дочь первооткрывателей полония – Ирен Жолио-Кюри, которая в ходе исследований разбила капсулу с веществом в лаборатории и скончалась спустя 10 лет. Еще два случая приходятся на XXI век.

Первый из них – нашумевшее дело Литвиненко, скончавшегося в 2006 году, а второй – смерть Ясера Арафата, в вещах которого были найдены следы радиоактивного изотопа. Тем не менее окончательный диагноз так и не был подтвержден.

Распад

Одним из наиболее долгоживущих изотопов, наряду с 208 и 209, является полоний-210. Период полураспада (то есть времени, за которое количество радиоактивных частиц уменьшается вдвое) у первых двух составляет соответственно 2,9 и 102 года, а у последнего 138 дней и 9 часов. Что касается остальных изотопов, время их жизни исчисляется в основном минутами и часами.

Сочетание различных свойств полония-210 делает его наиболее удобным из ряда для использования в различных сферах жизни. Находясь в специальной металлической оболочке, он уже не может навредить здоровью, но способен отдать свою энергию на благо человечества. Итак, для чего используется полоний-210 сегодня?

Современное применение

По некоторым данным, около 95% производства полония сосредоточено в России, причем в год синтезируется примерно 100 граммов вещества, и почти все оно экспортируется в США.

Существует несколько сфер, в которых применяется полоний-210. Прежде всего это космические аппараты. При своих компактных размерах он незаменим как прекрасный источник энергии и тепла. Несмотря на то что примерно каждые 5 месяцев его эффективность снижается вдвое, более тяжелые изотопы являются гораздо более дорогостоящими в производстве.

Кроме того, полоний совершенно незаменим в ядерной физике. Он широко применяется в изучении влияния альфа-излучения на другие вещества.

Наконец, еще одной областью применения является производство устройств для снятия статического электричества как для промышленности, так и для домашнего использования. Даже удивительно, как такой опасный элемент может стать чуть ли не кухонной утварью, будучи заключен в надежную оболочку.

Источник: https://FB.ru/article/211484/poloniy-period-poluraspada-dlya-chego-ispolzuetsya-poloniy

Полоний 210 период полураспада

Полоний 210 период полураспада

Полоний-210 вызывает совершенно четкую ассоциацию с радиацией. И это совсем не зря, поскольку он крайне опасен.

Физические и химические свойства

Полоний представляет собой сравнительно мягкий серебристо-белый металл. Он настолько радиоактивен, что светится в темноте и постоянно нагревается. При этом температура его плавления чуть выше, чем у олова — всего 254 градуса Цельсия. Металл очень быстро окисляется на воздухе. При низких температурах образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решетку.

По своим химическим свойствам полоний очень близок к своему аналогу — теллуру. Кроме того, на характер его соединений большое влияние имеет высокий уровень радиации. Так что реакции с участием полония могут быть весьма зрелищными и интересными, хоть и довольно опасными с точки зрения пользы для здоровья.

Полоний

Полоний 210 период полураспада

Полоний Свойства атома Химические свойства Термодинамические свойства простого вещества Кристаллическая решётка простого вещества
Атомный номер84
Внешний вид простого веществасеребристо-серый металл
Атомная масса (молярная масса)208,9824 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома176 пм
Энергия ионизации (первый электрон)813,1 (8,43) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4
Ковалентный радиус146 пм
Радиус иона(+6e) 67 пм
Электроотрицательность (по Полингу)2,0
Электродный потенциалPo ← Po3+ 0,56 В Po ← Po2+ 0,65 В
Степени окисления–2, +2, +4, +6
Плотность9,32 г/см³
Молярная теплоёмкость26,4[1] Дж/(K·моль)
Теплопроводностьn/a Вт/(м·K)
Температура плавления527 K
Теплота плавления(10) кДж/моль
Температура кипения1235 K
Теплота испарения(102,9) кДж/моль
Молярный объём22,7 см³/моль
Структура решёткикубическая
Параметры решётки3,350 Å
Отношение c/an/a
Температура Дебаяn/a K
Po 84
[209]
[Xe]4f145d106s26p4
Полоний

Полоний — химический элемент с атомным номером 84 в периодической системе, обозначается символом Po ( Polonium), радиоактивный полуметалл серебристо-белого цвета. Не имеет стабильных изотопов.

Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманке — урановой руде. Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 г.

Элемент назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (Polonia).

Свойства полония

Полоний — мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.

Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (РоО2)x и монооксид полония РоО. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро2+ розового цвета:

Ро + 2HCl → PoCl2 + Н2↑.

При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:

Ро + Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Po,

который при комнатной температуре находится в жидком состоянии (от −36,1 до 35,3 °C)

[attention type=green]

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РоО3 и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты К2РоО4. Известен также диоксид полония PoO2. Образует галогениды состава PoX2, PoX4 и PoX6. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.

[/attention]

Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку.

Изотопы полония

На начало 2006 года известны 33 изотопа полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбуждённых состояний изотопов полония.

Наиболее долгоживущий изотоп, 209Po и 208Po имеют периоды полураспада 102 и 2,9 года соответственно.

Некоторые изотопы полония, входящие в радиоактивные ряды урана и тория, имеют собственные наименования, которые сейчас в основном рассматриваются как устаревшие:

Изотоп Название Обозначение Радиоактивный ряд
210Po Радий F RaF 238U
211Po Актиний C' AcC' 235U
212Po Торий C' ThC' 232Th
214Po Радий C' RaC' 238U
215Po Актиний A AcA 235U
216Po Торий A ThA 232Th
218Po Радий A RaA 238U

Нахождение в природе

Радионуклиды полония входят в состав естественных радиоактивных рядов:

210Po (Т1/2 = 138,376 суток), 218Po (Т1/2 = 3,10 мин) и 214Po (Т1/2 = 1,643·10−4 с) — в ряд 238U;

216Po (Т1/2 = 0,145 с) и 212Po (Т1/2 = 2,99·10−7 с) — в ряд Th;

215Po (Т1/2 = 1,781·10−3 с) и 211Po(Т1/2 = 0,516 с) — в ряд 235U.

Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре 2·10−14% по массе.

Полоний-210 содержится также в табаке и табачном дыме. «Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешны» — говорится в статье, исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере]

Получение

На практике в граммовых количествах нуклид полония 210Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209Bi нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210Bi за счет β-распада превращается в 210Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции

209Bi + p → 209Po + n

образуется самый долгоживущий изотоп полония 209Po.

Микроколичества полония извлекают из отходов переработки урановых руд. Выделяют полоний экстракцией, ионным обменом, хроматографией и возгонкой.

Металлический Po получают термическим разложением в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO2)x при 500 °C.

Применение

Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но, к сожалению, короткоживущих, ввиду малого времени жизни 210Po: Т1/2 = 138,376 суток).

Альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надежны.

Например, латунная ампула диаметром два и высотой четыре сантиметра ежесекундно дает до 90 миллионов нейтронов.

Полоний также применялся в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры.

Важной областью применения полония является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла.

Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 Вт/см³), тем не менее они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает альфа-частицы, проникающая способность и длина пробега которых минимальны.

Например, у советского лунохода для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель.

Также следует указать, что полоний-210 может послужить в сплаве с легким изотопом лития (6Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.

Биологическая роль

Полоний-210 высокотоксичен, имеет период полураспада 138 дней и 9 часов.

Его удельная активность (166 ТБк/г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы.

Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, так как его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоемах и в воздухе рабочих помещений 11,1·10−3 Бк/л и 7,41·10−3 Бк/м³. Поэтому работают с полонием-210 лишь в герметичных боксах.

Точных сведений о воздействии радиационного отравления полонием на человека не существуют, так как опыты на человеке не проводились (проводились, однако, измерения кинетики малых доз полония в организме человека, а также наблюдения нескольких известных случаев острого или хронического отравления полонием).

[attention type=yellow]

По оценке специалистов, опубликованной в научном журнале Journal of Radiological Protection и основанной на математической модели радиационного отравления, разработанной на основе данных по опытам над животными, летальная доза полония-210 для взрослого человека оценивается в пределах от 0,1-0,3 ГБк (0,6-2 мкг), при попадании изотопа в организм через лёгкие, до 1-3 ГБк (6-18 мкг), при попадании в организм через пищеварительный тракт.

[/attention]

Более долгоживущие полоний-208 (период полураспада 2,898 года) и полоний-209 (период полураспада 103 года) обладают несколько меньшей радиотоксичностью на единицу веса, обратно пропорционально периоду полураспада.

Сведений о радиотоксичности других, короткоживущих изотопов полония мало. В организме человека полоний ведет себя подобно своим химическим гомологам, селену и теллуру, концентрируется в печени, почках, селезёнке и костном мозге.

[attention type=yellow]

Период полувыведения из организма − от 30 до 50 дней, выделяется в основном через почки.

[/attention]

Есть сообщения об успешном использовании 2,3-димеркаптопропанола для выведения полония из организма крыс — 90 % животных, которым внутривенно вводилась смертельная доза полония-210 (9 нг/кг веса), выжили, тогда как в контрольной группе все крысы погибли в течение полутора месяцев.

Периодическая система химических элементов Менделеева:

Источник: http://himsnab-spb.ru/article/ps/po/

Полоний: радиоактивный элемент, его свойства; полоний-210 как яд, симптомы отравления; произошедшее в Лондоне

Полоний 210 период полураспада

Ночью с 22 на 23 ноября 2006 года в лондонской больнице Юниверсити Колледж скончался бывший сотрудник органов госбезопасности Александр Литвиненко.

На следующий день Британское агентство здравоохранения сообщило, что причиной смерти стало радиоактивное заражение полонием. Дело Литвиненко до сих пор не закрыто, от комментариев Скотланд-Ярд отказывается.

Кто отравил Литвиненко полонием, до сих пор неясно. У следователей Великобритании, России и Германии есть свои версии на этот счет.

Номер 84

Полоний — серебристый металл, относящийся к главной подгруппе VI группы 6-го периода. Несмотря на то что на его внешней оболочке находится 6 электронов, как у кислорода или серы, это именно металл. Как известно, металлические свойства элементов усиливаются сверху вниз и слева направо, если смотреть на таблицу Менделеева.

Он был открыт супругами Кюри в 1898 году. Своим названием он обязан родине Марии Склодовской-Кюри, Польше, территория которой в то время была поделена между тремя государствами.

На открытом воздухе не стабилен, быстро окисляется. Дает три оксида. Образует соединения с галогенами и реагирует с соляной кислотой. Плавится при 254° С, кипит при 962° С. Плотность — 9,196 г/см3.

Изотопы полония

Это — радиоактивный элемент. Нерадиоактивных изотопов у него нет. В природе он вообще не является устойчивым элементом, и все его изотопы входят в радиоактивные ряды других веществ. Период полураспада изотопов Po различен, как и другие свойства.

изотоп, атомная массавид распадапериод полураспадапродукт распада
210α138,376 сутоксвинец Pb 206
211α516 мссвинец Pb 207
212α299 нсPb 208
214α0,1643 мсPb 210
215α, β1,781 мсPb 211, астат At 215
216α0,145 сPb 212
218α, β3,1 минутыPb 214, At 218

Читать также  Гамма-излучение: опасность для человека и польза

Также существуют более устойчивые изотопы этого элемента с массами 208 и 209. У полония-208 период полураспада — 2,898 года, у полония-209 еще больше — 103 года.

При распаде полоний практически не дает гамма-излучения, с чем связан ряд сложностей по его нахождению. Счетчики Гейгера на него не реагируют.

Промышленное применение

Радиоактивный полоний нашел свою нишу в изготовлении автономных источников питания, устройств по ионизации воздуха, и, естественно, в военной промышленности. Сплав этого элемента с литием применяется в качестве ядерного детонатора.

Лидер по производству — Россия. Это экспортный и дорогой товар, выпускаемый в малых количествах. Поскольку в природе этот элемент очень редок, его получают из висмута путем нейтронного облучения и последующей перегонкой. Главный потребитель полония — США.

Относится к группе стратегических материалов, поэтому подлежит учету, контролю и охране.

Полоний как яд

Вред, наносимый организму этим металлом, связан с α-излучением. Альфа-частицы состоят из протонов и нейтронов, по два в каждой. По сути это ядра гелия. Именно они выделяются при альфа-распаде. Имея высокую скорость, они ионизируют вещество, но их проникающая способность без ускорения низкая. α-излучение не проникает сквозь кожные покровы, чего не скажешь о внутренних органах.

Выбор изотопа

На роль яда подойдет не всякий изотоп полония. Чтобы эффективно совершить отравление, необходимо два условия:

  1. яд должен действовать не настолько быстро, чтобы нанести вред преступнику и сделать его главным подозреваемым;
  2. медленный полураспад тоже не подойдет — это вещество выводится почками, и при попадании внутрь более стабильного изотопа оно не успеет выполнить свою функцию.

При таких условиях наиболее подходящим в качестве яда является изотоп с массой 210. Полураспад его — 138 суток, что позволяет транспортировать вещество без потери качества и подсыпать в любую чашку без ущерба для себя.

Читать также  Лазерное излучение: сферы применения, влияние на организм

Симптомы отравления и лечение

Смертельной дозой полония-210 является очень малое его количество — от 2 мкг до 18, через легкие можно ограничиться меньшей дозой, через пищеварительный тракт — большей.

При отравлении развивается клиническая картина лучевой болезни. Болезнь начинается с тошноты, рвоты и тахикардии. Постепенно начинают выходить из строя все органы, что заметно по кишечным кровотечениям, бреду и общей слабости. Выпадают волосы, отказывает печень, позже почки. Смертельный исход возможен в течение месяца.

Поскольку полоний-210 — редкое вещество, медицинской практики по лечению отравлений такого рода еще не наработано. Если у вас есть подозрения на такое отравление, в первую очередь следует промыть желудок. Если вы прикасались к тому веществу, помойте руки с хозяйственным мылом. Обратитесь к врачу.

Опыты на крысах показали, что эффективно выводит из организма полоний такой препарат как димеркаптопропанол — им обычно лечат интоксикацию парами ртути.

Чай с полонием

Отравление Литвиненко до сих пор вызывает массу вопросов. То, что Литвиненко отравили полонием, сомнений не вызывает — следы этого радиоактивного элемента были найдены везде, где он бывал до госпитализации. Открытым остается вопрос, кто является виновным. Существует три версии события преступления:

  1. Британская. Подозреваемыми являются Дмитрий Ковтун и Андрей Луговой, действовавших по заданию ФСБ (предположительно; комментариев спецслужбы не дают).
  2. Российская. Разрабатывалась версия причастности к убийству Леонида Невзлина.
  3. Версия Лугового. По его мнению, смерть Литвиненко связана с деятельностью британских спецслужб или, возможно, русской мафии.

Вряд ли убитый представлял интерес для разведки как бывший сотрудник госбезопасности. Его профилем была организованная преступность, а не разведка — собственно, он и за рубежом работал по профилю.

Тайной осталось и происхождение полония, хотя по его вторичным компонентам можно было установить место и способ его производства.

Источник: https://prootravlenie.ru/izluchenie/radioaktivnyj-metall-polonij-210

Нахождение в природе

Радионуклиды полония входят в состав естественных радиоактивных рядов:

210Po (Т1/2 = 138,376 суток), 218Po (Т1/2 = 3,10 мин) и 214Po (Т1/2 = 1,643⋅10−4 с) — в ряд 238U;

216Po (Т1/2 = 0,145 с) и 212Po (Т1/2 = 2,99⋅10−7 с) — в ряд Th;

215Po (Т1/2 = 1,781⋅10−3 с) и 211Po(Т1/2 = 0,516 с) — в ряд 235U.

Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре — около 2⋅10−14% по массе.

Свойства

Полоний — мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.

Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (PoO2)x и монооксид полония PoO. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро2+ розового цвета:

 Po + 2HCl → PoCl2 + H2↑ 

При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:

 Po + Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Po 

который при комнатной температуре находится в жидком состоянии (от −36,1 до 35,3 °C)

[attention type=red]

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония PoO3 и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты K2PoO4. Образует галогениды состава PoX2, PoX4 и PoX6. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.

[/attention]

Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку.

Применение

Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но короткоживущих ввиду малого времени жизни 210Po: Т1/2 = 138,376 суток) — альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции.

Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надёжны.

Например, советский нейтронный источник ВНИ-2 представляет собой латунную ампулу диаметром два и высотой четыре сантиметра, ежесекундно излучающую до 90 миллионов нейтронов.

Полоний-210 часто применяется для ионизации газов (в частности, воздуха). В первую очередь ионизация воздуха необходима для борьбы со статическим электричеством (на производстве, при обращении с особо чувствительной аппаратурой). Например, для прецизионной оптики изготавливаются кисточки удаления пыли.

Для окраски автомобилей в гаражах используются пульверизаторы с подачей воздуха, проходящего через антистатический ионизатор с полонием («ионную пушку»).

Другое, уже ушедшее в прошлое применение эффекта ионизации газа — в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры.

Важной областью применения полония-210 является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например, космических.

Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом.

Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 Вт/см³), тем не менее, они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает почти исключительно альфа-частицы, а их проникающая способность и длина пробега в плотном веществе минимальны.

Например, у советских самоходных аппаратов космической программы «Луноход» для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель.

Полоний-210 может послужить в сплаве с лёгким изотопом лития (6Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором.

[attention type=green]

Кроме того, полоний пригоден для создания компактных «грязных бомб» и удобен для скрытной транспортировки, так как практически не испускает гамма-излучения.

[/attention]

Изотоп испускает гамма-кванты с энергией 803 кэВ с выходом только 0,001 % на распад.

Полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.

Токсичность

Полоний-210 чрезвычайно токсичен, радиотоксичен и канцерогенен, имеет период полураспада 138 дней и 9 часов. В 4 триллиона раз токсичнее синильной кислоты.

Его удельная активность (166 ТБк/г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, поскольку результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы.

Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, так как его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоёмах и в воздухе рабочих помещений 11,1⋅10−3 Бк/л и 7,41⋅10−3 Бк/м³. Поэтому работают с полонием-210 только в герметичных боксах.

Положительно заряженные альфа-частицы, излучаемые полонием, не проходят через кожу, однако при попадании полония внутрь организма, — если его проглотить или вдохнуть, — альфа-частицы необратимо разрушают внутренние органы и ткани, что зачастую приводит к гибели организма.

По оценке специалистов летальная доза полония-210 для взрослого человека — оценивается в пределах от 0,1—0,3 ГБк (0,6—2 мкг) при попадании изотопа в организм через лёгкие, до 1—3 ГБк (6—18 мкг) при попадании в организм через пищеварительный тракт.

Более долгоживущие полоний-208 (период полураспада 2,898 года) и полоний-209 (период полураспада 103 года) обладают несколько меньшей радиотоксичностью на единицу веса, обратно пропорционально периоду полураспада.

Сведений о радиотоксичности других, короткоживущих изотопов полония мало. В организме человека полоний ведёт себя подобно своим химическим гомологам, селену и теллуру, концентрируется в печени, почках, селезёнке и костном мозге.

[attention type=yellow]

Период полувыведения из организма − от 30 до 50 дней, выделяется в основном через почки.

[/attention]

Есть сообщения об успешном использовании 2,3-димеркаптопропанола для выведения полония из организма крыс — 90 % животных, которым внутривенно вводилась смертельная доза полония-210 (9 нг/кг веса), выжили, тогда как в контрольной группе все крысы погибли в течение полутора месяцев.

Случаи отравления полонием-210

  • Смерть Александра Литвиненко в 2006 году, который скончался в результате отравления полонием-210.
  • Полоний был обнаружен в личных вещах Ясира Арафата, который скончался в 2004 году.

    Проведена эксгумация тела. Первоначально швейцарская сторона международной комиссии подтвердила факт отравления полонием.

    Однако позже согласилась с выводами российской и французской стороны об отсутствии доказательств отравления.

полония в продуктах

Полоний-210 в небольших количествах находится в природе и накапливается табаком, вследствие чего является одним из заметных факторов, который наносит вред здоровью курильщика.

Другие природные изотопы полония распадаются очень быстро, поэтому не успевают накапливаться в табаке.

«Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки удалить его были безуспешны», — говорится в статье 2008 года исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере.

Источник: https://chem.ru/polonij.html

Лечимся дома
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: