El polonium (Po) on erittäin harvinainen ja erittäin haihtuva radioaktiivinen metalli. Ennen kuin puolalais-ranskalainen fyysikko Marie Curie löysi poloniumin vuonna 1898, uraani ja torium olivat ainoat tunnetut radioaktiiviset alkuaineet.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle kaikki poloniumin ominaisuudet, käyttötarkoitukset ja tärkeys.
Tärkeimmät ominaisuudet
Se on harvinainen ja erittäin haihtuva radioaktiivinen alkuaine.. Curie nimesi sen poloniumiksi kotimaansa Puolan mukaan. Poloniumista on vain vähän hyötyä ihmisille muutamissa uhkaavissa sovelluksissa lukuun ottamatta: Sitä käytettiin käynnistimenä ensimmäisessä atomipommissa ja epäiltynä myrkkynä useissa korkean profiilin kuolemissa. Kaupallisissa sovelluksissa poloniumia käytetään toisinaan poistamaan staattista sähköä koneista tai poistamaan pölyä kalvosta. Sitä voidaan käyttää myös fototermisenä lämpösähkön lähteenä avaruussatelliiteissa.
Polonium kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 16 ja jaksoon 6. Royal Society of Chemistryn mukaan se luokitellaan metalliksi, koska poloniumin johtavuus laskee lämpötilan noustessa.
Tämä alkuaine on raskain kalkogeeneista, alkuaineryhmä, joka tunnetaan myös nimellä "happiryhmä". Kaikki kalkogeenit ovat läsnä kuparimalmissa. Muita kalkogeeniryhmän alkuaineita ovat happi, rikki, seleeni ja telluuri.
Tämän kemiallisen alkuaineen tunnetaan 33 isotooppia (saman alkuaineen atomit, joissa on eri määrä neutroneja), ja kaikki ovat radioaktiivisia. Tämän alkuaineen radioaktiivinen epävakaus tekee siitä sopivan atomipommin ehdokkaan.
Poloniumin fyysiset ominaisuudet
- Atomiluku (protonien lukumäärä ytimessä): 84
- Atomisymboli (alkuaineiden jaksollisessa taulukossa): Po
- Atomipaino (atomin keskimääräinen massa): 209
- Tiheys: 9.32 grammaa kuutiosenttimetriä kohden
- Vaihe huoneenlämmössä: Kiinteä
- Sulamispiste: 489.2 Fahrenheit-astetta (254 Celsius-astetta)
- Kiehumispiste: 1,763.6 962 astetta F (XNUMX astetta C)
- Yleisin isotooppi: Po-210, jonka puoliintumisaika on vain 138 päivää
descubrimiento
Kun Curie ja hänen miehensä Pierre Curie löysivät tämän alkuaineen, he etsivät radioaktiivisuuden lähdettä luonnossa esiintyvä uraanirikas malmi, jota kutsutaan pikisekoitukseksi. He totesivat, että jalostamaton pikseos oli radioaktiivisempaa kuin siitä erotettu uraani. Joten he päättelivät, että pikseoksessa täytyy olla ainakin yksi muu radioaktiivinen alkuaine.
Curiet ostivat panoksia pikseosta, jotta he voisivat erottaa yhdisteet kemiallisesti mineraaleista. Kuukausien kovan työn jälkeen he lopulta eristivat radioaktiivisen alkuaineen: aineen, joka on 400 kertaa radioaktiivisempi kuin uraani, Kansainvälisen puhtaan ja sovelletun kemian liiton (IUPAC) mukaan.
Poloniumin uuttaminen oli haastavaa, koska sitä oli niin pieni määrä; yksi tonni uraanimalmia sisältää vain noin 100 mikrogrammaa (0,0001 grammaa) polonia. Curiet pystyivät kuitenkin erottamaan isotoopin, jonka tunnemme nyt nimellä Po-209, Royal Society of Chemistryn mukaan.
Missä se sijaitsee
Po-210:n jäämiä löytyy maaperästä ja ilmasta. Esimerkiksi Po-210 syntyy radon 222 -kaasun hajoamisen aikana, mikä on seurausta radiumin hajoamisesta.
Radium puolestaan on uraanin hajoamistuote, jota on lähes kaikissa kivissä ja kivistä muodostuneessa maaperässä. Jäkälät voivat imeä poloniumia suoraan ilmakehästä. Smithsonian.comin mukaan pohjoisilla alueilla poroa syövien ihmisten veressä voi olla korkeampi poloniumpitoisuus, koska porot syövät jäkälää.
Sitä pidetään harvinaisena luonnon elementtinä. Vaikka sitä on uraanimalmissa, se ei ole taloudellista louhia, koska 100 tonnissa on vain noin 1 mikrogrammaa polonia (0,9 tonnia) uraanimalmia Jefferson Labin mukaan. Sen sijaan polonium valmistetaan pommittamalla vismutti 209, vakaa isotooppi, neutroneilla ydinreaktoreissa.
Royal Society of Chemistryn mukaan tämä tuottaa radioaktiivista vismutti 210:tä, joka sitten hajoaa poloniumiksi prosessin kautta, jota kutsutaan beetahajoamiseksi. Yhdysvaltain ydinalan sääntelykomissio arvioi, että maailma tuottaa vain noin 100 grammaa (3,5 unssia) polonium-210:tä vuodessa.
sovellukset
Korkean radioaktiivisuutensa vuoksi poloniumilla on vähän kaupallisia sovelluksia. Tämän elementin rajoitettuihin käyttötarkoituksiin kuuluu staattisen sähkön poistaminen koneista ja pölyn poistaminen kalvorullista.
Molemmissa sovelluksissa polonium on suljettava huolellisesti käyttäjän suojaamiseksi. Elementtiä käytetään myös fototermisenä lämpösähkön lähteenä satelliiteissa ja muissa avaruusaluksissa.
Tämä johtuu siitä, että polonium hajoaa nopeasti ja vapauttaa prosessissa paljon energiaa lämpönä. Royal Society of Chemistryn mukaan vain yksi gramma poloniumia saavuttaa 500 celsiusasteen lämpötilan (932 Fahrenheit-astetta) hajotettuna.
Atomipommi
Keskellä toista maailmansotaa Army Corps of Engineers aloitti Manhattan District of Engineersin järjestämisen, huippusalaisen tutkimus- ja kehitysohjelman, joka lopulta tuottaisi maailman ensimmäiset ydinaseet.
Ennen 1940-lukua ei ollut mitään syytä eristää sitä puhtaana tai massatuotantona koska sen käyttötarkoitukset olivat tuntemattomia ja siitä tiedettiin hyvin vähän. Mutta alueelliset insinöörit alkoivat tutkia poloniumia, joka osoittautui tärkeäksi ainesosaksi heidän ydinaseissaan. Atomic Heritage Foundationin mukaan pommin laukaisi poloniumin ja toisen harvinaisen alkuaineen, berylliumin, yhdistelmä. Sodan jälkeen poloniumin tutkimusohjelma siirrettiin Mound Laboratorylle Miamisburgiin, Ohioon. Vuonna 1949 valmistunut Mound Lab oli Atomic Energy Commissionin ensimmäinen pysyvä ydinaseiden kehittämislaitos.
poloniummyrkytys
Polonium on myrkyllistä ihmisille, jopa hyvin pieninä määrinä. Ensimmäinen poloniummyrkytykseen kuollut henkilö oli luultavasti Marie Curien tytär Irene Joriot-Curie.
Vuonna 1946 poloniumkapseli räjähti hänen laboratoriopenkilleen, mikä saattoi olla syynä siihen, että hän sairastui leukemiaan ja kuoli 10 vuotta myöhemmin. Poloniummyrkytys johti myös Aleksanteri Litvinenkon kuolemaan, entinen venäläinen vakooja, joka asui Lontoossa vuonna 2006 haettuaan poliittista turvapaikkaa.
Myrkytystä epäiltiin myös Palestiinan johtajan Yasser Arafatin kuolemassa vuonna 2004, kun hänen vaatteissaan havaittiin hälyttävän korkeita polonium-210-pitoisuuksia, Wall Street Journal raportoi.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää poloniumista ja sen ominaisuuksista.