El polonium (Po) est un métal radioactif très rare et extrêmement volatil. Avant la découverte du polonium par la physicienne franco-polonaise Marie Curie en 1898, l'uranium et le thorium étaient les seuls éléments radioactifs connus.
Dans cet article, nous allons vous dire toutes les caractéristiques, les utilisations et l'importance du polonium.
Caractéristiques principales
C'est un élément radioactif rare et très volatil.. Curie l'a nommé polonium d'après sa Pologne natale. Le polonium est peu utile aux humains, sauf dans quelques applications menaçantes : il a été utilisé comme initiateur dans la première bombe atomique et comme poison présumé dans plusieurs décès très médiatisés. Dans les applications commerciales, le polonium est parfois utilisé pour éliminer l'électricité statique des machines ou la poussière des films. Il peut également être utilisé comme source photothermique pour la thermoélectricité dans les satellites spatiaux.
Le polonium appartient au groupe 16 et à la période 6 du tableau périodique. Selon la Royal Society of Chemistry, il est classé comme un métal car la conductivité du polonium diminue avec l'augmentation de la température.
Cet élément est le plus lourd des chalcogènes, un groupe d'éléments également connu sous le nom de "groupe oxygène". Tous les chalcogènes sont présents dans le minerai de cuivre. Les autres éléments du groupe chalcogène comprennent l'oxygène, le soufre, le sélénium et le tellure.
Il existe 33 isotopes connus de cet élément chimique (atomes d'un même élément avec des nombres de neutrons différents), et tous sont radioactifs. L'instabilité radioactive de cet élément en fait un candidat approprié pour une bombe atomique.
Caractéristiques physiques du polonium
- Numéro atomique (nombre de protons dans le noyau) : 84
- Symbole atomique (dans le tableau périodique des éléments) : Po
- Masse atomique (masse moyenne de l'atome) : 209
- Densité : 9.32 grammes par centimètre cube
- Phase à température ambiante : Solide
- Point de fusion : 489.2 degrés Fahrenheit (254 degrés Celsius)
- Point d'ébullition : 1,763.6 962 degrés F (XNUMX degrés C)
- L'isotope le plus courant : Po-210 qui a une demi-vie de seulement 138 jours
Découverte
Lorsque Curie et son mari, Pierre Curie, ont découvert cet élément, ils cherchaient la source de la radioactivité dans un minerai naturel riche en uranium appelé pechblende. Les deux ont noté que la pechblende non raffinée était plus radioactive que l'uranium qui en avait été séparé. Ils ont donc pensé que la pechblende devait abriter au moins un autre élément radioactif.
Les Curies ont acheté des charges de pechblende afin de pouvoir séparer chimiquement les composés des minéraux. Après des mois de travail acharné, ils ont finalement isolé l'élément radioactif : une substance 400 fois plus radioactive que l'uranium, selon l'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC).
L'extraction du polonium était difficile car il y en avait une quantité infime; une tonne de minerai d'uranium ne contient qu'environ 100 microgrammes (0,0001 gramme) de polonium. Cependant, les Curie ont pu extraire l'isotope que nous connaissons maintenant sous le nom de Po-209, selon la Royal Society of Chemistry.
Où est-il situé
Des traces de Po-210 peuvent être trouvées dans le sol et l'air. Par exemple, le Po-210 est produit lors de la décomposition du gaz radon 222, qui est le résultat de la désintégration du radium.
Le radium, à son tour, est un produit de désintégration de l'uranium, qui est présent dans presque toutes les roches et tous les sols formés à partir de roches. Les lichens peuvent absorber le polonium directement de l'atmosphère. Dans les régions du nord, les personnes qui mangent des rennes peuvent avoir des niveaux plus élevés de polonium dans leur sang parce que les rennes mangent du lichen, selon Smithsonian.com.
Il est considéré comme un élément naturel rare. Bien qu'il soit présent dans le minerai d'uranium, il n'est pas économique à extraire car il n'y a qu'environ 100 microgrammes de polonium dans 1 tonne (0,9 tonne métrique) de minerai d'uranium, selon le Jefferson Lab. Au lieu de cela, le polonium est fabriqué en bombardant du bismuth 209, un isotope stable, avec des neutrons dans des réacteurs nucléaires.
Selon la Société Royale de Chimie, cela produit du bismuth radioactif 210, qui se désintègre ensuite en polonium par un processus appelé désintégration bêta. La Commission de réglementation nucléaire des États-Unis estime que le monde ne produit qu'environ 100 grammes (3,5 onces) de polonium-210 par an.
Utilise
En raison de sa radioactivité élevée, le polonium a peu d'applications commerciales. Les utilisations limitées de cet élément comprennent l'élimination de l'électricité statique des machines et l'élimination de la poussière des rouleaux de film.
Dans les deux demandes, le polonium doit être soigneusement scellé pour protéger l'utilisateur. L'élément est également utilisé comme source photothermique de thermoélectricité dans les satellites et autres engins spatiaux.
En effet, le polonium se désintègre rapidement, libérant ainsi beaucoup d'énergie sous forme de chaleur. Selon la Société Royale de Chimie, un seul gramme de polonium atteint une température de 500 degrés Celsius (932 degrés Fahrenheit) lorsqu'il est dégradé.
Bombe atomique
Au milieu de la Seconde Guerre mondiale, l'Army Corps of Engineers a commencé à organiser le Manhattan District of Engineers, un programme de recherche et développement top secret qui finira par produire les premières armes nucléaires au monde.
Avant les années 1940, il n'y avait aucune raison de l'isoler pur ou de le produire en masse car ses utilisations étaient inconnues et très peu connues à son sujet. Mais les ingénieurs régionaux ont commencé à étudier le polonium, qui s'est avéré être un ingrédient important de leurs armes nucléaires. Selon l'Atomic Heritage Foundation, une combinaison de polonium et d'un autre élément rare, le béryllium, a déclenché la bombe. Après la guerre, le programme de recherche sur le polonium a été transféré au Mound Laboratory à Miamisburg, Ohio. Achevé en 1949, Mound Lab a été la première installation permanente de la Commission de l'énergie atomique pour le développement d'armes nucléaires.
empoisonnement au polonium
Le polonium est toxique pour l'homme, même en très petite quantité. La première personne à mourir d'un empoisonnement au polonium était probablement la fille de Marie Curie, Irène Joriot-Curie.
En 1946, une capsule de polonium a explosé sur sa paillasse de laboratoire, ce qui pourrait avoir été la raison pour laquelle il a développé une leucémie et est décédé 10 ans plus tard. L'empoisonnement au polonium était également responsable de la mort d'Alexander Litvinenko, un ancien espion russe qui vivait à Londres en 2006 après avoir demandé l'asile politique.
Un empoisonnement a également été suspecté dans la mort du dirigeant palestinien Yasser Arafat en 2004, lorsque des niveaux alarmants de polonium-210 ont été détectés dans ses vêtements, a rapporté le Wall Street Journal.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en apprendre davantage sur le polonium et ses caractéristiques.