El πολώνιο Το (Po) είναι ένα πολύ σπάνιο και εξαιρετικά πτητικό ραδιενεργό μέταλλο. Πριν από την ανακάλυψη του πολωνίου από την Πολωνο-γαλλίδα φυσικό Μαρία Κιουρί το 1898, το ουράνιο και το θόριο ήταν τα μόνα γνωστά ραδιενεργά στοιχεία.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε όλα τα χαρακτηριστικά, τις χρήσεις και τη σημασία του πολώνιου.
Κύρια χαρακτηριστικά
Είναι ένα σπάνιο και εξαιρετικά πτητικό ραδιενεργό στοιχείο.. Η Κιουρί το ονόμασε πολώνιο από την πατρίδα της, την Πολωνία. Το πολώνιο είναι ελάχιστα χρήσιμο για τον άνθρωπο εκτός από μερικές απειλητικές εφαρμογές: Χρησιμοποιήθηκε ως εκκινητής στην πρώτη ατομική βόμβα και ως ύποπτο δηλητήριο σε αρκετούς θανάτους υψηλού προφίλ. Σε εμπορικές εφαρμογές, το πολώνιο χρησιμοποιείται περιστασιακά για την αφαίρεση του στατικού ηλεκτρισμού από μηχανήματα ή της σκόνης από το φιλμ. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως φωτοθερμική πηγή για θερμοηλεκτρισμό σε διαστημικούς δορυφόρους.
Το πολώνιο ανήκει στην ομάδα 16 και στην περίοδο 6 του περιοδικού πίνακα. Σύμφωνα με τη Royal Society of Chemistry, ταξινομείται ως μέταλλο επειδή η αγωγιμότητα του πολωνίου μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.
Αυτό το στοιχείο είναι το βαρύτερο από τα χαλκογόνα, μια ομάδα στοιχείων γνωστή και ως «ομάδα οξυγόνου». Όλα τα χαλκογόνα υπάρχουν στο μετάλλευμα χαλκού. Άλλα στοιχεία στην ομάδα του χαλκογόνου περιλαμβάνουν το οξυγόνο, το θείο, το σελήνιο και το τελλούριο.
Υπάρχουν 33 γνωστά ισότοπα αυτού του χημικού στοιχείου (άτομα του ίδιου στοιχείου με διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων), και όλα είναι ραδιενεργά. Η ραδιενεργή αστάθεια αυτού του στοιχείου το καθιστά κατάλληλο υποψήφιο για ατομική βόμβα.
Φυσικά Χαρακτηριστικά του Πολωνίου
- Ατομικός αριθμός (αριθμός πρωτονίων στον πυρήνα): 84
- Ατομικό σύμβολο (στον περιοδικό πίνακα των στοιχείων): Po
- Ατομικό βάρος (μέση μάζα του ατόμου): 209
- Πυκνότητα: 9.32 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό
- Φάση σε θερμοκρασία δωματίου: Στερεό
- Σημείο τήξης: 489.2 βαθμοί Φαρενάιτ (254 βαθμοί Κελσίου)
- Σημείο βρασμού: 1,763.6 βαθμοί F (962 βαθμοί C)
- Το πιο κοινό ισότοπο: Po-210 που έχει χρόνο ημιζωής μόνο 138 ημέρες
Ανακάλυψη
Όταν η Κιουρί και ο σύζυγός της, Πιέρ Κιουρί, ανακάλυψαν αυτό το στοιχείο, έψαχναν την πηγή της ραδιενέργειας σε ένα φυσικό μετάλλευμα πλούσιο σε ουράνιο που ονομάζεται pitchblende. Οι δυο τους παρατήρησαν ότι το μη επεξεργασμένο pitchblende ήταν πιο ραδιενεργό από το ουράνιο που είχε διαχωριστεί από αυτό. Έτσι σκέφτηκαν ότι το pitchblende πρέπει να περιέχει τουλάχιστον ένα άλλο ραδιενεργό στοιχείο.
Οι Curies αγόρασαν γεμίσματα pitchblende για να μπορέσουν να διαχωρίσουν χημικά τις ενώσεις από τα ορυκτά. Μετά από μήνες σκληρής δουλειάς, τελικά απομόνωσαν το ραδιενεργό στοιχείο: μια ουσία 400 φορές πιο ραδιενεργή από το ουράνιο, σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC).
Η εξόρυξη πολωνίου ήταν προκλητική επειδή υπήρχε τόσο ελάχιστη ποσότητα. ένας τόνος μεταλλεύματος ουρανίου περιέχει μόνο περίπου 100 μικρογραμμάρια (0,0001 γραμμάρια) πολώνιο. Ωστόσο, οι Curies κατάφεραν να εξαγάγουν το ισότοπο που γνωρίζουμε τώρα ως Po-209, σύμφωνα με τη Βασιλική Εταιρεία Χημείας.
Που βρίσκεται
Ίχνη του Po-210 μπορούν να βρεθούν στο έδαφος και στον αέρα. Για παράδειγμα, το Po-210 παράγεται κατά την αποσύνθεση του αερίου ραδονίου 222, το οποίο είναι το αποτέλεσμα της διάσπασης του ραδίου.
Το ράδιο, με τη σειρά του, είναι προϊόν διάσπασης του ουρανίου, το οποίο υπάρχει σχεδόν σε όλα τα πετρώματα και τα εδάφη που σχηματίζονται από πετρώματα. Οι λειχήνες μπορούν να απορροφήσουν πολώνιο απευθείας από την ατμόσφαιρα. Στις βόρειες περιοχές, οι άνθρωποι που τρώνε τάρανδους μπορεί να έχουν υψηλότερα επίπεδα πολώνιου στο αίμα τους επειδή οι τάρανδοι τρώνε λειχήνες, σύμφωνα με το Smithsonian.com.
Θεωρείται σπάνιο φυσικό στοιχείο. Αν και υπάρχει στο μετάλλευμα ουρανίου, δεν είναι οικονομικό να εξορύξω γιατί υπάρχουν μόνο περίπου 100 μικρογραμμάρια πολώνιου σε 1 τόνο (0,9 μετρικοί τόνοι) μεταλλεύματος ουρανίου, σύμφωνα με το Jefferson Lab. Αντίθετα, το πολώνιο παράγεται βομβαρδίζοντας το βισμούθιο 209, ένα σταθερό ισότοπο, με νετρόνια στους πυρηνικούς αντιδραστήρες.
Σύμφωνα με την Royal Society of Chemistry, αυτό παράγει ραδιενεργό βισμούθιο 210, το οποίο στη συνέχεια διασπάται σε πολώνιο μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται βήτα διάσπαση. Η Ρυθμιστική Επιτροπή Πυρηνικών των ΗΠΑ εκτιμά ότι ο κόσμος παράγει μόνο περίπου 100 γραμμάρια (3,5 ουγγιές) πολώνιο-210 ετησίως.
Χρήσεις
Λόγω της υψηλής ραδιενέργειας του, το πολώνιο έχει λίγες εμπορικές εφαρμογές. Οι περιορισμένες χρήσεις αυτού του στοιχείου περιλαμβάνουν την αφαίρεση του στατικού ηλεκτρισμού από τις μηχανές και την αφαίρεση της σκόνης από τα ρολά φιλμ.
Και στις δύο εφαρμογές, Το πολώνιο πρέπει να σφραγίζεται προσεκτικά για την προστασία του χρήστη. Το στοιχείο χρησιμοποιείται επίσης ως φωτοθερμική πηγή θερμοηλεκτρισμού σε δορυφόρους και άλλα διαστημόπλοια.
Αυτό συμβαίνει επειδή το πολώνιο διασπάται γρήγορα, απελευθερώνοντας πολλή ενέργεια ως θερμότητα στη διαδικασία. Σύμφωνα με την Royal Society of Chemistry, μόνο ένα γραμμάριο πολώνιου φτάνει σε θερμοκρασία 500 βαθμών Κελσίου (932 βαθμοί Φαρενάιτ) όταν υποβαθμίζεται.
Ατομική βόμβα
Εν μέσω του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, το Σώμα Μηχανικών Στρατού άρχισε να οργανώνει την Περιοχή Μηχανικών του Μανχάταν, ένα άκρως απόρρητο πρόγραμμα έρευνας και ανάπτυξης που θα παρήγαγε τελικά τα πρώτα πυρηνικά όπλα στον κόσμο.
Πριν από τη δεκαετία του 1940, δεν υπήρχε λόγος να το απομονώσουμε καθαρό ή να το παραγάγουμε μαζικά γιατί οι χρήσεις του ήταν άγνωστες και πολύ λίγα ήταν γνωστά γι' αυτό. Αλλά περιφερειακοί μηχανικοί άρχισαν να μελετούν το πολώνιο, το οποίο αποδείχθηκε ότι ήταν ένα σημαντικό συστατικό στα πυρηνικά τους όπλα. Σύμφωνα με το Ίδρυμα Atomic Heritage, ένας συνδυασμός πολώνιου και ενός άλλου σπάνιου στοιχείου, του βηρυλλίου, ξεκίνησε τη βόμβα. Μετά τον πόλεμο, το ερευνητικό πρόγραμμα για το πολώνιο μεταφέρθηκε στο εργαστήριο Mound στο Μαϊάμισμπουργκ του Οχάιο. Ολοκληρώθηκε το 1949, το Mound Lab ήταν η πρώτη μόνιμη εγκατάσταση της Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας για την ανάπτυξη πυρηνικών όπλων.
δηλητηρίαση από πολώνιο
Το πολώνιο είναι τοξικό για τον άνθρωπο, ακόμη και σε πολύ μικρές ποσότητες. Το πρώτο άτομο που πέθανε από δηλητηρίαση από πολώνιο ήταν πιθανώς η κόρη της Μαρί Κιουρί, η Αϊρίν Τζοριό-Κιουρί.
Το 1946, μια κάψουλα πολώνιου εξερράγη στον πάγκο του εργαστηρίου του, κάτι που μπορεί να ήταν ο λόγος που εμφάνισε λευχαιμία και πέθανε 10 χρόνια αργότερα. Η δηλητηρίαση από πολώνιο ήταν επίσης υπεύθυνη για τον θάνατο του Alexander Litvinenko, πρώην Ρώσος κατάσκοπος που ζούσε στο Λονδίνο το 2006 μετά από αίτηση για πολιτικό άσυλο.
Δηλητηρίαση ήταν επίσης ύποπτη για τον θάνατο του Παλαιστίνιου ηγέτη Γιάσερ Αραφάτ το 2004, όταν εντοπίστηκαν ανησυχητικά υψηλά επίπεδα πολώνιου-210 στα ρούχα του, ανέφερε η Wall Street Journal.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το πολώνιο και τα χαρακτηριστικά του.