Polonij (Po) je zelo redka in zelo hlapna radioaktivna kovina. Pred poljsko-francoskim fizikom Marie Curie odkritjem polonija leta 1898 sta bila uran in torij edina znana radioaktivna elementa. Curie je polonij poimenoval po svoji domovini, Poljski.
Polonij je človeku malo koristi, z izjemo nekaterih grozečih aplikacij: Uporabljen je bil kot sprožilec prve atomske bombe in je tudi sum strupa za nekaj odmevnih smrti.
V komercialnih aplikacijah se polonij občasno uporablja za odstranjevanje statične elektrike v strojih ali prahu s fotografskega filma. Uporablja se lahko tudi kot lahek vir toplote za termoelektrično napajanje v vesoljskih satelitih.
Razvrstitev
Polonij se nahaja v skupini 16, obdobje 6 pa v periodični tabeli elementov. Kot kovinsko kraljevo združenje za kemijo je razvrščena kot kovina, ker se polonijeva električna prevodnost zmanjšuje, ko temperatura raste.
Element je najtežja kovina halkogenov, skupina elementov, znana tudi kot "kisikova družina". Vsi hakogeni se nahajajo v bakrenih rudah. Ostali elementi iz skupine halkogena vključujejo kisik, žveplo, selen in telur.
Obstaja 33 znanih izotopov (atomi istega elementa z različnim številom nevtronov) polonija in vsi so radioaktivni. Radioaktivna nestabilnost tega elementa je tisto, kar je kandidat za uporabo v atomskih bombah.
Fizične lastnosti
- Atomsko število (število protonov v jedru): 84
- Atomski simbol (na periodični tabeli elementov): Po
- Atomska teža (povprečna masa atoma): 209
- Gostota: 9,32 grama na kubični centimeter
- Faza pri sobni temperaturi: Trdna
- Tališče: 489,2 stopinje Fahrenheita (254 stopinj Celzija)
- Vrelišče: 963 stopinj C (1.763,6 stopinj)
- Najpogostejši izotop: Po-210, ki ima razpolovno dobo samo 138 dni
Odkritje
Ko sta Curie in njen mož Pierre Curie odkrila polonij, sta iskala vir radioaktivnosti v naravni rudi, bogati z uranom, imenovani pitchblende.
Oba sta opazila, da je nerafiniran smota bolj radioaktiven od urana, ki je bil ločen od njega. Torej, sta utemeljila, da mora biti v klopi vsaj en drug radioaktivni element.
Kurije so kupile množico smolende, da so lahko kemično ločevale spojine v mineralih. Po mesecih mukotrpnega dela so končno izolirali radioaktivni element: snov, ki je 400-krat bolj radioaktivna od urana, poroča Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC).
Pridobivanje polonija je bilo zahtevno, ker je bilo tako majhnih količin; 1 tona uranove rude vsebuje le okoli 100 mikrogramov (0,0001 grama) polonija.
Kljub temu so lahko Kurijem izvlekle izotop, ki ga danes poznamo kot polonij-209, poroča Kraljevo združenje za kemijo.
Viri
V tleh in zraku najdemo sledi Po-210. Na primer, Po-210 nastaja med razpadanjem plina radon-222, kar je posledica razpadajočega polmera. Radij je produkt razpada urana, ki je prisoten v skoraj vseh kamninah in tleh, ki so nastale iz kamnin.
Lišaji lahko absorbirajo polonij neposredno iz atmosfere. Na severnih območjih imajo ljudje, ki jedo severne jelene, večje koncentracije polonija v krvi, saj jeleni jedo lišaje, poroča Smithsonian.com.
Polonij velja za redek naravni element. Čeprav ga najdemo v uranovih rudah, ni ekonomično pridobivati, saj je v približno 1 mikrogramih polonija v 1 toni (0,9 metrske tone) uranove rude, so sporočili iz laboratorija Jefferson.
Namesto tega polonij dobimo z bombardiranjem bizmut-209 (stabilen izotop) z nevtroni v jedrskem reaktorju. Tako nastane radioaktivni bizmut-210, ki nato razpade v polonij s postopkom, imenovanim beta razpad, po poročanju Royal Society of Chemistry.
Ameriška komisija za jedrsko regulacijo po ocenah na leto proizvede le okoli 100 gramov polonija-210.
Komercialne uporabe
Polonij je zaradi visoke radioaktivnosti malo komercialne uporabe. Med omejene uporabe elementa sta odstranjevanje statične elektrike v strojih in odstranjevanje prahu s fotografskega filma. V obeh aplikacijah mora biti polonij skrbno zapečaten, da zaščiti uporabnika.
Element se uporablja tudi kot lahek vir toplote za termoelektrično napajanje v satelitih in drugih vesoljskih plovilih. To je razlog, ker polonij hitro razpade, in tako se v obliki toplote sprosti velika količina energije. Samo en gram polonija bo dosegel temperaturo 500 stopinj C (932 stopinj F), ko se razgradi, poroča Kraljevo združenje za kemijo.
Atomska bomba
Med srednjo svetovno vojno je Inženirski korpus inženirskega korpusa začel organizirati Manhattan Engineer District, nadkrito tajno raziskovalno-razvojni program, ki bo na koncu ustvaril prvo jedrsko orožje na svetu.
Pred štiridesetimi leti ni bilo razloga, da bi polonij izolirali v čisti obliki ali da bi ga proizvajali v kakšni znatni količini, ker zanj ni bila znana uporaba in je bilo zelo malo znanega o njem. Toda okrožni inženirji so začeli študirati polonij in ugotovili, da je element pomembna sestavina njihovega jedrskega orožja.
Kot pobudnik bombe je sodelovala kombinacija polonija in berilija, še enega redkega elementa, poroča Fundacija za atomsko dediščino.
Po vojni so raziskovalni projekt polonija prenesli v laboratorij Mound v Miamisburgu v Ohiu. Končan leta 1949 je bil Mound Lab prvi stalni objekt Komisije za atomsko energijo za razvoj jedrskega orožja.
Zastrupitev
Polonij je strupen za ljudi, tudi v zelo majhnih količinah.
Prva oseba, ki je umrla zaradi zastrupitve s polonijem, je bila morda hči Marie Curie Irène Joliot-Curie. Leta 1946 je na njeni klopi laboratorija eksplodirala polonijeva kapsula, kar je morda bil razlog, da je zbolela za levkemijo in umrla 10 let pozneje, poroča Smithsonian.com.
Zastrupitev s polonijem je bila tudi tisto, kar je ubilo Aleksandra Litvinenka, nekdanjega ruskega vohuna, ki je leta 2006 po prošnji za politični azil živel v Londonu.
Zastrupitev je bila osumljena tudi leta 2004 palestinskega voditelja Yasserja Arafata, saj so na njegovih oblačilih zaznali presenetljivo visoko raven polonija-210, poroča The Wall Street Journal.
Študija iz leta 2011, objavljena v reviji Nicotine & Tobacco Research, je pokazala, da se tobačne družbe zavedajo, da cigarete in drugi tobačni izdelki vsebujejo nizko raven polonija. Avtorji študije so izračunali, da je radioaktivnost polonija v cigaretah povzročila do 138 smrti na vsakih 1.000 kadilcev v obdobju 25 let.
Druge raziskave so pokazale, da je dvakrat več polonija v rebrih kadilcev kot pri nekadilcih, poroča ameriška mreža za toksikologijo ameriškega nacionalnega inštituta za zdravje.
Nadaljnje branje:
