폴로늄: 당신이 알아야 할 모든 것

방사성 폴로늄

El 폴로늄 (Po)는 매우 희귀하고 매우 휘발성이 강한 방사성 금속입니다. 1898년 폴란드-프랑스 물리학자 마리 퀴리가 폴로늄을 발견하기 전에는 우라늄과 토륨만이 알려진 방사성 원소였습니다.

이 기사에서는 폴로늄의 모든 특성, 용도 및 중요성에 대해 설명합니다.

주요 기능

반응성 금속

희귀하고 휘발성이 높은 방사성 원소입니다.. 퀴리는 모국인 폴란드의 이름을 따서 폴로늄이라고 명명했습니다. 폴로늄은 몇 가지 위협적인 용도를 제외하고는 인간에게 거의 사용되지 않습니다. 첫 번째 원자 폭탄의 개시제로 사용되었으며 몇몇 유명인사에서 의심되는 독으로 사용되었습니다. 상업적 용도에서 폴로늄은 때때로 기계에서 정전기를 제거하거나 필름에서 먼지를 제거하는 데 사용됩니다. 또한 우주 위성에서 열전기를 위한 광열원으로도 사용할 수 있습니다.

폴로늄은 주기율표 16족과 6주기에 ​​속합니다. Royal Society of Chemistry에 따르면 온도가 증가함에 따라 폴로늄의 전도도가 감소하기 때문에 금속으로 분류됩니다.

이 원소는 "산소 그룹"으로도 알려진 원소 그룹인 칼코겐 중에서 가장 무겁습니다. 모든 칼코겐은 구리 광석에 존재합니다. 칼코겐 그룹의 다른 요소에는 산소, 황, 셀레늄 및 텔루륨이 있습니다.

이 화학 원소의 알려진 동위원소는 33개입니다. (중성자의 수가 다른 동일한 원소의 원자), 그리고 모두 방사성입니다. 이 원소의 방사성 불안정성은 원자폭탄에 적합한 후보가 됩니다.

폴로늄의 물리적 특성

폴로늄

  • 원자 번호(핵의 양성자 수): 84
  • 원자 기호(원소 주기율표에서): Po
  • 원자량(원자의 평균 질량): 209
  • 밀도: 입방 센티미터당 9.32g
  • 상온 상: 고체
  • 녹는점: 화씨 489.2도(섭씨 254도)
  • 끓는점: 화씨 1,763.6도(섭씨 962도)
  • 가장 흔한 동위원소: 반감기가 210일에 불과한 Po-138

디스커버리

폴로늄 화학 원소

퀴리와 그녀의 남편 피에르 퀴리가 이 원소를 발견했을 때 그들은 방사능의 근원을 찾고 있었습니다. 자연적으로 발생하는 우라늄이 풍부한 광석(피치블렌데). 두 사람은 정제되지 않은 피치블렌드가 분리된 우라늄보다 방사능이 더 높다는 점에 주목했습니다. 그래서 그들은 피치블렌드에 적어도 하나의 다른 방사성 원소가 있어야 한다고 추론했습니다.

퀴리는 광물에서 화합물을 화학적으로 분리할 수 있도록 피치블렌드를 구입했습니다. 국제순수응용화학연맹(IUPAC)에 따르면 몇 달 간의 노력 끝에 마침내 방사성 원소를 분리했습니다. 이 원소는 우라늄보다 400배 더 방사능이 강한 물질입니다.

극소량의 폴로늄 추출이 어려웠습니다. 100톤의 우라늄 광석에는 약 0,0001마이크로그램(209그램)의 폴로늄만 포함되어 있습니다. 그러나 Curies는 Royal Society of Chemistry에 따르면 현재 Po-XNUMX로 알려진 동위원소를 추출할 수 있었습니다.

어디에 있습니까?

Po-210의 흔적은 토양과 공기에서 찾을 수 있습니다. 예를 들어, Po-210은 라듐의 붕괴의 결과인 라돈 222 가스의 분해 중에 생성됩니다.

라듐은 차례로 거의 모든 암석과 암석으로 형성된 토양에 존재하는 우라늄의 붕괴 생성물입니다. 지의류는 대기에서 직접 폴로늄을 흡수할 수 있습니다. Smithsonian.com에 따르면 북부 지역에서 순록을 먹는 사람들은 순록이 이끼를 먹기 때문에 혈액 내 폴로늄 수치가 더 높을 수 있습니다.

희귀 천연 원소로 간주됩니다. 우라늄 광석에 존재하지만, 100톤에 폴로늄이 1마이크로그램 정도밖에 없기 때문에 채굴하는 것은 경제적이지 않습니다. 제퍼슨 연구소에 따르면 (0,9미터톤) 우라늄 광석 대신 폴로늄은 원자로의 중성자와 함께 안정 동위 원소인 비스무트 209를 폭격하여 만듭니다.

왕립 화학 학회에 따르면, 이것은 방사성 비스무트 210을 생성합니다., 그런 다음 베타 붕괴라는 과정을 통해 폴로늄으로 붕괴됩니다. 미국 원자력 규제 위원회(US Nuclear Regulatory Commission)는 전 세계가 연간 약 100그램(3,5온스)의 폴로늄-210만 생산한다고 추정합니다.

용도

높은 방사능으로 인해 폴로늄은 상업적 용도가 거의 없습니다. 이 요소의 제한된 용도에는 기계에서 정전기를 제거하고 필름 롤에서 먼지를 제거하는 것이 포함됩니다.

두 애플리케이션 모두에서, 폴로늄은 사용자를 보호하기 위해 조심스럽게 밀봉되어야 합니다.. 이 요소는 위성 및 기타 우주선에서 열전기의 광열원으로도 사용됩니다.

이는 폴로늄이 빠르게 붕괴하여 그 과정에서 열로 많은 에너지를 방출하기 때문입니다. 왕립 화학 학회에 따르면, 폴로늄 500g만 섭씨 XNUMX도에 도달 (화씨 932도) 저하될 때.

원자 폭탄

제XNUMX차 세계 대전 중에 육군 공병대는 결국 세계 최초의 핵무기를 생산하게 될 일급 비밀 연구 개발 프로그램인 맨해튼 공병 지구를 조직하기 시작했습니다.

1940년대 이전에는 순수하게 분리하거나 대량 생산할 이유가 없었습니다. 그 용도가 알려지지 않았고 거의 알려지지 않았기 때문입니다. 그러나 지역 엔지니어들은 핵무기의 중요한 성분으로 판명된 폴로늄을 연구하기 시작했습니다. 원자 유산 재단(Atomic Heritage Foundation)에 따르면 폴로늄과 또 다른 희귀 원소인 베릴륨의 조합이 폭탄을 터트렸습니다. 전쟁이 끝난 후 폴로늄 연구 프로그램은 오하이오주 마이애미스버그에 있는 마운드 연구소로 이전되었습니다. 1949년에 완공된 마운드 연구소는 원자력 위원회의 최초의 핵무기 개발 영구 시설이었습니다.

폴로늄 중독

폴로늄은 아주 소량으로도 인체에 유독합니다. 폴로늄 중독으로 사망한 첫 번째 사람은 아마도 Marie Curie의 딸 Irene Joriot-Curie일 것입니다.

1946년에 실험실 벤치에서 폴로늄 캡슐이 폭발했는데, 이것이 그가 백혈병에 걸려 10년 후에 사망한 이유일 수 있습니다. 폴로늄 중독은 Alexander Litvinenko의 죽음도 원인이 되었습니다., 정치 망명을 신청한 후 2006년 런던에 살고 있던 전직 러시아 스파이.

월스트리트저널(WSJ)은 2004년 팔레스타인 지도자 야세르 아라파트(Yasser Arafat)가 사망했을 때 그의 옷에서 놀라울 정도로 높은 수준의 폴로늄-210이 검출됐을 때도 중독이 의심됐다고 보도했다.

이 정보를 통해 폴로늄과 그 특성에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.


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