Polonium-210 ir ļoti skaidra saistība ar radiāciju. Un tas nav velti, jo tas ir ārkārtīgi bīstami.
Atklājumu vēsture
Tā pastāvēšanu jau 1889. gadā paredzēja Mendeļejevs, kad viņš izveidoja savu slaveno periodisko tabulu. Praksē šis elements ar numuru 84 tika iegūts deviņus gadus vēlāk ar Kirī centieniem, kuri pētīja radiācijas fenomenu. Marija Sklodovska-Kirī mēģināja noskaidrot dažu minerālu spēcīgā starojuma iemeslu un tāpēc sāka strādāt ar vairākiem iežu paraugiem, apstrādājot tos visos viņai pieejamos veidos, sadalot frakcijās un izmetot nevajadzīgo. Rezultātā viņa saņēma jaunu vielu, kas kļuva par bismuta analogu un trešo atklāto radioaktīvo elementu pēc urāna un torija.
Neskatoties uz veiksmīgajiem eksperimenta rezultātiem, Marija nesteidzās runāt par savu atklājumu. Arī Kirī laulāto kolēģa veiktā spektrālā analīze nedeva pamatu runāt par jauna elementa atklāšanu. Tomēr ziņojumā Parīzes Zinātņu akadēmijas sanāksmē 1898. gada jūlijā pāris ziņojait kā ieguva vielu, kurai piemīt metāla īpašības, un ierosināja to nosaukt par poloniju par godu Polijai – Marijas dzimtenei. Šis bija pirmais un vienīgais gadījums vēsturē, kad elements, kas vēl nav droši identificēts, jau ir saņēmis nosaukumu. Nu, pirmais paraugs parādījās tikai 1910. gadā.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Polonijs ir salīdzinoši mīksts, sudrabaini b alts metāls. Tas ir tik radioaktīvs, ka tumsā spīd un pastāvīgi uzsilst. Tajā pašā laikā tā kušanas temperatūra ir nedaudz augstāka nekā alvas kušanas temperatūra - tikai 254 grādi pēc Celsija. Metāls ļoti ātri oksidējas gaisā. Zemā temperatūrā tas veido monoatomisku vienkāršu kubisku kristāla režģi.
Savu ķīmisko īpašību ziņā polonijs ir ļoti tuvs savam līdziniekam – telūram. Turklāt tā savienojumu dabu lielā mērā ietekmē augsts starojuma līmenis. Tātad reakcijas, kas saistītas ar poloniju, var būt diezgan iespaidīgas un interesantas, lai gan diezgan bīstamas veselības ieguvumu ziņā.
Izotopi
Kopā zinātnei šobrīd ir zināmas 27 (pēc citiem avotiem - 33) polonija formas. Neviens no tiem nav stabils, un tie visi ir radioaktīvi. Smagākie no izotopiem (ar kārtas skaitļiem no 210 līdz 218) dabā ir sastopami nelielos daudzumos, pārējos var iegūt tikai mākslīgi.
Radioaktīvais polonijs-210 ir visilgāk dzīvojošais dabas veids. To nelielā daudzumā satur rādija-urāna rūdas un veidojas ķēdes dēļreakcijas, kas sākas ar U-238 un ilgst aptuveni 4,5 miljardus gadu pussabrukšanas perioda izteiksmē.
Saņemt
1 tonna urāna rūdas satur polonija-210 izotopu apmēram 100 mikrogramu daudzumā. Tos var izolēt ražošanas atkritumu pārstrādes laikā, taču, lai iegūtu vairāk vai mazāk nozīmīgu elementa apjomu, būtu jāpārstrādā milzīgs daudzums materiāla. Daudz vienkāršāks un efektīvāks veids ir dabiskā bismuta sintēze, izmantojot neitronu apstarošanu kodolreaktoros.
Rezultātā pēc vēl dažām procedūrām tiek iegūts polonijs-210. Izotopus 208 un 209 var iegūt arī, apstarojot bismutu vai svinu ar paātrinātiem alfa daļiņu, protonu vai deuteronu stariem.
Radioaktivitāte
Polonijs-210, tāpat kā citi izotopi, ir alfa izstarotājs. Smagākā grupa arī izstaro gamma starus. Neskatoties uz to, ka 210 izotops ir tikai alfa daļiņu avots, tas ir diezgan bīstams, to nevar paņemt ar roku un pat pietuvoties tuvu attālumam, jo, sildot, tas pāriet aerosola stāvoklī. Ir arī ārkārtīgi bīstami polonija iekļūšana iekšā ar elpu vai pārtiku. Tāpēc darbs ar šo vielu notiek īpašās aizzīmogotās kastēs. Interesanti, ka šis elements tika atrasts tabakas lapās apmēram pirms pusgadsimta. Polonija-210 sabrukšanas periods salīdzinājumā ar citiem izotopiem ir pietiekami liels, un tāpēc tas var uzkrāties augā un pēc tam kaitētsmēķētāja veselību vēl vairāk. Tomēr visi mēģinājumi iegūt šo vielu no tabakas ir bijuši neveiksmīgi.
Bīstami
Tā kā polonijs-210 izdala tikai alfa daļiņas, ievērojot noteiktus piesardzības pasākumus, jums nevajadzētu baidīties ar to strādāt. Šie viļņi reti pārvietojas vairāk par desmit centimetriem, un parasti tie nevar iekļūt ādā.
Tomēr, nonākuši ķermenī, tie viņam nodara lielu kaitējumu. Nokļūstot asinsritē, tas ātri izplatās visos audos – pēc dažām minūtēm tā klātbūtne ir redzama visos orgānos. Tas galvenokārt atrodas nierēs un aknās, bet kopumā tas ir sadalīts diezgan vienmērīgi, kas var izskaidrot tā lielo kopējo kaitīgo iedarbību.
Polonija toksicitāte ir tik liela, ka pat nelielas devas izraisa hronisku staru slimību un nāvi 6–11 mēnešu laikā. Galvenie izvadīšanas ceļi no organisma ir caur nierēm un kuņģa-zarnu traktu. Pastāv atkarība no ievadīšanas metodes. Pussabrukšanas periods ir no 30 līdz 50 dienām.
Nejauša saindēšanās ar poloniju ir pilnīgi neiespējama. Lai iegūtu pietiekamu vielas daudzumu, ir nepieciešams piekļūt kodolreaktoram un apzināti uzlikt cietušajam izotopu. Diagnozes sarežģītība slēpjas arī faktā, ka vēsturē ir zināmi tikai daži gadījumi. Pirmais upuris ir polonija atklājēju meita Irēna Džolio-Kirī, kura pētījumu laikā laboratorijā saplēsa kapsulu ar vielu un pēc 10 gadiem nomira. Vēl divi gadījumipieder 21. gs. Pirmā no tām ir sensacionālā 2006.gadā mirušā Ļitviņenko lieta, bet otrā – Jasira Arafata nāve, kura lietās tika atrastas radioaktīvā izotopa pēdas. Tomēr galīgā diagnoze nekad netika apstiprināta.
Sadalīšanās
Viens no visilgāk dzīvojošajiem izotopiem kopā ar 208 un 209 ir polonijs-210. Pussabrukšanas periods (tas ir, laiks, kurā radioaktīvo daļiņu skaits samazinās uz pusi) pirmajiem diviem ir attiecīgi 2, 9 un 102 gadi, bet pēdējās 138 dienas un 9 stundas. Kas attiecas uz pārējiem izotopiem, to kalpošanas laiku aprēķina galvenokārt minūtēs un stundās.
Dažādu polonija-210 īpašību kombinācija padara to par ērtāko no sērijas izmantošanai dažādās dzīves jomās. Atrodoties īpašā metāla apvalkā, viņš vairs nevar kaitēt savai veselībai, bet spēj atdot savu enerģiju cilvēces labā. Tātad, kam šodien tiek izmantots polonijs-210?
Mūsdienu lietojumprogramma
Saskaņā ar dažiem ziņojumiem aptuveni 95% polonija ražošanas tiek koncentrēti Krievijā, un gadā tiek sintezēti aptuveni 100 grami šīs vielas, un gandrīz visa tā tiek eksportēta uz ASV.
Ir vairākas jomas, kur tiek izmantots polonijs-210. Pirmkārt, tie ir kosmosa kuģi. Ar savu kompakto izmēru tas ir neaizstājams kā lielisks enerģijas un siltuma avots. Lai gan tā efektivitāte tiek samazināta uz pusi ik pēc 5 mēnešiem, smagāku izotopu ražošana ir daudz dārgāka.
IzņemotTurklāt polonijs ir absolūti neaizstājams kodolfizikā. To plaši izmanto, pētot alfa starojuma ietekmi uz citām vielām.
Visbeidzot, vēl viena pielietojuma joma ir statiskās elektrības noņemšanas ierīču ražošana gan rūpnieciskai, gan mājsaimniecības vajadzībām. Tas ir pārsteidzoši, kā tik bīstams elements var kļūt gandrīz par virtuves piederumu, ja tas ir ietverts uzticamā apvalkā.
