פולוניום: כל מה שאתה צריך לדעת

El פולוניום (Po) היא מתכת רדיואקטיבית נדירה מאוד ונדיפה במיוחד. לפני גילוי הפולוניום על ידי הפיזיקאית הפולנית-צרפתייה מארי קירי ב-1898, אורניום ותוריום היו היסודות הרדיואקטיביים היחידים הידועים.

במאמר זה אנו הולכים לספר לכם את כל המאפיינים, השימושים והחשיבות של הפולוניום.

תכונות עיקריות

זהו יסוד רדיואקטיבי נדיר ונדיף מאוד.. קירי קראה לו פולוניום על שם מולדתה פולין. הפולוניום אינו מועיל לבני אדם מלבד בכמה יישומים מאיימים: הוא שימש כיוזם בפצצת האטום הראשונה וכחשד לרעל במספר מקרי מוות בפרופיל גבוה. ביישומים מסחריים, פולוניום משמש מדי פעם להסרת חשמל סטטי ממכונות או אבק מהסרט. זה יכול לשמש גם כמקור פוטותרמי לתרמו-חשמל בלווייני חלל.

פולוניום שייך לקבוצה 16 ולתקופה 6 של הטבלה המחזורית. לפי האגודה המלכותית לכימיה, היא מסווגת כמתכת מכיוון שמוליכות הפולוניום יורדת עם עליית הטמפרטורה.

יסוד זה הוא הכבד מבין הכולקוגנים, קבוצת יסודות המכונה גם "קבוצת החמצן". כל הכולקוגנים נמצאים בעפרות הנחושת. יסודות נוספים בקבוצת הכלקוגנים כוללים חמצן, גופרית, סלניום וטלוריום.

ישנם 33 איזוטופים ידועים של יסוד כימי זה (אטומים של אותו יסוד עם מספר שונה של נויטרונים), וכולם רדיואקטיביים. חוסר היציבות הרדיואקטיבית של יסוד זה הופכת אותו למועמד מתאים לפצצת אטום.

מאפיינים פיזיים של פולוניום

• מספר אטומי (מספר פרוטונים בגרעין): 84
• סמל אטומי (בטבלה המחזורית של היסודות): פו
• משקל אטומי (מסה ממוצעת של האטום): 209
• צפיפות: 9.32 גרם לסנטימטר מעוקב
• שלב בטמפרטורת החדר: מוצק
• נקודת התכה: 489.2 מעלות פרנהייט (254 מעלות צלזיוס)
• נקודת רתיחה: 1,763.6 מעלות פרנהייט (962 מעלות צלזיוס)
• האיזוטופ הנפוץ ביותר: Po-210 בעל זמן מחצית חיים של 138 ימים בלבד

גילוי

כאשר קירי ובעלה, פייר קירי, גילו את היסוד הזה, הם חיפשו את מקור הרדיואקטיביות ב עפרה עשירה באורניום טבעית הנקראת pitchblende. השניים ציינו כי הפיצ'בלנד הלא מזוקק היה רדיואקטיבי יותר מהאורניום שהופרד ממנו. אז הם טענו שה-pitchblende חייב להכיל לפחות יסוד רדיואקטיבי אחד נוסף.

בני הזוג קיורי קנו מטענים של פיצ'בלנד כדי שיוכלו להפריד כימית את התרכובות מהמינרלים. לאחר חודשים של עבודה קשה, הם בודדו סוף סוף את היסוד הרדיואקטיבי: חומר רדיואקטיבי פי 400 מאורניום, לפי האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (IUPAC).

מיצוי פולוניום היה מאתגר מכיוון שהייתה כמות כה זעירה; טון אחד של עפרות אורניום מכיל רק כ-100 מיקרוגרם (0,0001 גרם) של פולוניום. עם זאת, בני הזוג קיורי הצליחו לחלץ את האיזוטופ שאנו מכירים כיום כ-Po-209, על פי האגודה המלכותית לכימיה.

איפה זה נמצא

עקבות של Po-210 ניתן למצוא באדמה ובאוויר. לדוגמה, Po-210 מיוצר במהלך פירוק גז ראדון 222, שהוא תוצאה של ריקבון הרדיום.

רדיום, בתורו, הוא תוצר ריקבון של אורניום, הקיים כמעט בכל הסלעים והקרקעות שנוצרו מסלעים. חזזיות יכולות לספוג פולוניום ישירות מהאטמוספירה. באזורים הצפוניים, אנשים שאוכלים איילים עשויים להיות בעלי רמות גבוהות יותר של פולוניום בדמם מכיוון שאיילים אוכלים חזזית, על פי Smithsonian.com.

זה נחשב למרכיב טבעי נדיר. למרות שהוא קיים בעפרות האורניום, זה לא חסכוני לכרות כי יש רק כ-100 מיקרוגרם של פולוניום בטון אחד (0,9 טון) של עפרות אורניום, לפי מעבדת ג'פרסון. במקום זאת, פולוניום נוצר על ידי הפצצת ביסמוט 209, איזוטופ יציב, עם נויטרונים בכורים גרעיניים.

על פי האגודה המלכותית לכימיה, זה מייצר ביסמוט רדיואקטיבי 210, אשר לאחר מכן מתפרק לפולוניום באמצעות תהליך הנקרא ריקבון בטא. הוועדה הרגולטורית הגרעינית של ארה"ב מעריכה שהעולם מייצר רק כ-100 גרם (3,5 אונקיות) פולוניום-210 בשנה.

Usos

בשל הרדיואקטיביות הגבוהה שלו, לפולוניום יש מעט יישומים מסחריים. שימושים מוגבלים לאלמנט זה כוללים הסרת חשמל סטטי ממכונות והסרת אבק מגלילי סרט.

בשני היישומים, פולוניום חייב להיות אטום בזהירות כדי להגן על המשתמש. היסוד משמש גם כמקור פוטותרמי של תרמו-חשמל בלוויינים וחלליות אחרות.

הסיבה לכך היא שהפולוניום מתפרק במהירות, ומשחרר אנרגיה רבה כחום בתהליך. על פי האגודה המלכותית לכימיה, רק גרם אחד של פולוניום מגיע לטמפרטורה של 500 מעלות צלזיוס (932 מעלות פרנהייט) כאשר מושפל.

פצצת אטום

בעיצומה של מלחמת העולם השנייה, החל חיל ההנדסה של הצבא לארגן את מחוז המהנדסים במנהטן, תוכנית מחקר ופיתוח סודית ביותר שבסופו של דבר תייצר את הנשק הגרעיני הראשון בעולם.

לפני שנות ה-1940, לא הייתה סיבה לבודד אותו טהור או לייצר אותו בהמוניו כי השימושים שלו לא היו ידועים ומעט מאוד היה ידוע עליו. אבל מהנדסים אזוריים החלו ללמוד פולוניום, שהתברר כמרכיב חשוב בנשק הגרעיני שלהם. לפי הקרן למורשת האטומית, שילוב של פולוניום ויסוד נדיר נוסף, בריליום, התחיל את הפצצה. לאחר המלחמה, הועברה תוכנית מחקר הפולוניום למעבדת התל במיאמיסבורג, אוהיו. הושלם בשנת 1949, Mound Lab היה המתקן הקבוע הראשון של הוועדה לאנרגיה אטומית לפיתוח נשק גרעיני.

הרעלת פולוניום

פולוניום רעיל לבני אדם, אפילו בכמויות קטנות מאוד. האדם הראשון שמת מהרעלת פולוניום הייתה ככל הנראה בתה של מארי קירי, איירין ז'וריוט-קירי.

ב-1946, כמוסת פולוניום התפוצצה על ספסל המעבדה שלו, וייתכן שהייתה הסיבה שהוא פיתח לוקמיה ומת 10 שנים מאוחר יותר. הרעלת פולוניום הייתה אחראית גם למותו של אלכסנדר ליטוויננקו, מרגל רוסי לשעבר שחי בלונדון ב-2006 לאחר שהגיש בקשה למקלט מדיני.

ההרעלה נחשדה גם במותו של המנהיג הפלסטיני יאסר ערפאת ב-2004, כאשר רמות גבוהות להחריד של פולוניום-210 זוהו בבגדיו, כך דיווח הוול סטריט ג'ורנל.

אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על פולוניום ומאפייניו.