Polónium-210 nagyon egyértelmű összefüggést mutat a sugárzással. És ez nem hiábavaló, hiszen rendkívül veszélyes.
Felfedezési előzmények
Létét 1889-ben Mengyelejev jósolta meg, amikor megalkotta híres periódusos rendszerét. A gyakorlatban ezt a 84-es elemet kilenc évvel később szerezték meg Curie-k erőfeszítései révén, akik a sugárzás jelenségét vizsgálták. Maria Sklodowska-Curie megpróbálta kideríteni az egyes ásványokból kiáramló erős sugárzás okát, ezért több kőzetmintával kezdett dolgozni, azokat minden rendelkezésére álló módon feldolgozta, frakciókra osztotta, a feleslegeseket pedig eldobta. Ennek eredményeként kapott egy új anyagot, amely a bizmut analógja lett, és a harmadik felfedezett radioaktív elem az urán és a tórium után.
A kísérlet sikeres eredményei ellenére Maria nem sietett a felfedezéséről beszélni. A Curie házastársak kollégája által végzett spektrális elemzés sem adott okot arra, hogy új elem felfedezéséről beszéljünk. Mindazonáltal a párizsi Tudományos Akadémia 1898. júliusi ülésén a pár arról számolt be,állítólag fémtulajdonságokat mutató anyagot szereztek, és azt javasolták, hogy Lengyelország – Mária szülőföldje – tiszteletére nevezzék el polóniumnak. Ez volt az első és egyetlen eset a történelemben, amikor egy még megbízhatóan nem azonosított elem már nevet kapott. Nos, az első minta csak 1910-ben jelent meg.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
A polónium egy viszonylag puha, ezüstös-fehér fém. Annyira radioaktív, hogy a sötétben világít és folyamatosan felmelegszik. Ugyanakkor olvadáspontja valamivel magasabb, mint az óné - mindössze 254 Celsius fok. A fém levegőben nagyon gyorsan oxidálódik. Alacsony hőmérsékleten egy egyszerű köbös kristályrácsot képez.
Kémiai tulajdonságait tekintve a polónium nagyon közel áll megfelelőjéhez, a tellúrhoz. Ezenkívül vegyületeinek természetét nagymértékben befolyásolja a magas szintű sugárzás. Tehát a polóniummal kapcsolatos reakciók igen látványosak és érdekesek lehetnek, bár az egészségügyi előnyök szempontjából meglehetősen veszélyesek.
Izotópok
A tudomány jelenleg a polóniumnak összesen 27 (más források szerint 33) formáját ismeri. Egyik sem stabil, és mindegyik radioaktív. Az izotópok közül a legnehezebbek (210 és 218 közötti sorszámmal) kis mennyiségben találhatók meg a természetben, a többit csak mesterségesen lehet előállítani.
A radioaktív polónium-210 a természet leghosszabb életű formája. Kis mennyiségben a rádium-urán ércek tartalmazzák, és a láncnak köszönhetően keletkezikaz U-238-cal kezdődő reakciók, amelyek felezési ideje körülbelül 4,5 milliárd év.
Fogadás
1 tonna uránérc körülbelül 100 mikrogrammnak megfelelő mennyiségben tartalmazza a polónium-210 izotópot. A termelési hulladékok feldolgozása során elkülöníthetők, azonban ahhoz, hogy többé-kevésbé jelentős mennyiségű elemet kapjunk, hatalmas mennyiségű anyagot kellene feldolgozni. Sokkal egyszerűbb és hatékonyabb módszer a természetes bizmut neutronbesugárzással történő szintézise atomreaktorokban.
Ennek eredményeként néhány további eljárás után polónium-210-et kapunk. A 208-as és 209-es izotópok úgy is előállíthatók, hogy bizmutot vagy ólmot alfa-részecskék, protonok vagy deuteronok gyorsított sugaraival sugároznak be.
Radioaktivitás
A polónium-210, más izotópokhoz hasonlóan, alfa-sugárzó. A nehezebb csoport gamma-sugarakat is bocsát ki. Annak ellenére, hogy a 210-es izotóp csak alfa-részecskék forrása, meglehetősen veszélyes, nem lehet kézzel fogni, sőt közelről sem lehet megközelíteni, mert hevítve aeroszolos állapotba kerül. Az is rendkívül veszélyes, ha a polóniumot levegővel vagy étellel juttatják be. Ezért az anyaggal végzett munka speciális zárt dobozokban történik. Érdekes, hogy ezt az elemet körülbelül fél évszázaddal ezelőtt találták meg a dohánylevelekben. A polónium-210 bomlási ideje más izotópokhoz képest elég hosszú, ezért felhalmozódhat a növényben, és károsíthatjaa dohányos egészsége még inkább. Ennek az anyagnak a dohányból való kinyerésére tett kísérletei azonban sikertelennek bizonyultak.
Veszély
Mivel a polónium-210 csak alfa-részecskéket bocsát ki, bizonyos óvintézkedések betartásával nem kell félnie a vele való munkavégzéstől. Ezek a hullámok ritkán haladnak tovább egy tucat centiméternél, és általában nem tudnak áthatolni a bőrön.
Azonban a testbe kerülve nagy károkat okoznak neki. A véráramba kerülve gyorsan átterjed az összes szövetre – néhány perc múlva már minden szervben látható a jelenléte. Elsősorban a vesében és a májban van jelen, de általában meglehetősen egyenletesen oszlik el, ami magyarázhatja nagy általános károsító hatását.
A polónium toxicitása olyan nagy, hogy már kis dózisok is krónikus sugárbetegséget és halált okoznak 6-11 hónapon belül. A szervezetből való kiválasztódás fő módja a vesén és a gyomor-bélrendszeren keresztül történik. A belépés módjától függ. A felezési idő 30-50 nap.
A véletlen polóniummérgezés teljesen lehetetlen. Ahhoz, hogy elegendő mennyiségű anyagot nyerjünk, hozzá kell férni egy atomreaktorhoz, és szándékosan kell izotópot helyezni az áldozatra. A diagnózis összetettsége abban is rejlik, hogy a történelem során csak néhány esetet ismerünk. Az első áldozat a polónium felfedezőinek lánya, Irene Joliot-Curie, aki a kutatás során a laboratóriumban feltörte a kapszulát az anyaggal, és 10 évvel később megh alt. Még két esetszázadhoz tartoznak. Közülük az első a 2006-ban elhunyt Litvinyenko szenzációs esete, a második pedig Jasszer Arafat halála, akinek holmijában radioaktív izotóp nyomait találták. A végleges diagnózist azonban soha nem erősítették meg.
Bomlás
Az egyik leghosszabb életű izotóp a 208-as és 209-es izotóp mellett a polónium-210. A felezési idő (vagyis az az idő, amely alatt a radioaktív részecskék száma felére csökken) az első kettő esetében 2, 9 és 102 év, az utolsó 138 nap és 9 óra. Ami a többi izotópot illeti, élettartamukat főként percekben és órákban számítják.
A polónium-210 különféle tulajdonságainak kombinációja teszi a sorozat legkényelmesebb alkalmazásává az élet különböző területein. Speciális fémhéjban lévén már nem károsíthatja az egészségét, de képes energiáját az emberiség javára adni. Tehát mire használják ma a polónium-210-et?
Modern alkalmazás
Egyes jelentések szerint a polóniumtermelés körülbelül 95%-a Oroszországban összpontosul, és az anyagból évente körülbelül 100 grammot szintetizálnak, és szinte teljes egészét az Egyesült Államokba exportálják.
Több olyan terület van, ahol polónium-210-et használnak. Először is ezek űrhajók. Kompakt méretének köszönhetően kiváló energia- és hőforrásként nélkülözhetetlen. Bár hatékonysága körülbelül 5 havonta felére csökken, a nehezebb izotópok előállítása sokkal drágább.
KivéveRáadásul a polónium abszolút nélkülözhetetlen a magfizikában. Széles körben használják az alfa-sugárzás más anyagokra gyakorolt hatásának vizsgálatában.
Végül egy másik alkalmazási terület a statikus elektromosság eltávolítására szolgáló eszközök gyártása ipari és háztartási használatra egyaránt. Elképesztő, hogy egy ilyen veszélyes elem hogyan válhat szinte konyhai eszközzé, megbízható héjba zárva.
