El polonijs (Po) ir ļoti rets un ārkārtīgi gaistošs radioaktīvs metāls. Pirms polonija atklāšanas, ko 1898. gadā veica poļu-franču fiziķe Marija Kirī, urāns un torijs bija vienīgie zināmie radioaktīvie elementi.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim par visām polonija īpašībām, lietojumiem un nozīmi.
galvenās iezīmes
Tas ir rets un ļoti gaistošs radioaktīvs elements.. Kirī nosauca to par poloniju savas dzimtās Polijas vārdā. Polonijs cilvēkiem ir maz noderīgs, izņemot dažus apdraudošus lietojumus: tas tika izmantots kā iniciators pirmajā atombumbā un kā aizdomīgs inde vairākos augsta līmeņa nāves gadījumos. Komerciālos lietojumos poloniju dažkārt izmanto, lai noņemtu statisko elektrību no mašīnām vai putekļus no plēves. To var izmantot arī kā fototermisko avotu termoelektroenerģijai kosmosa satelītos.
Polonijs pieder periodiskās tabulas 16. grupai un 6. periodam. Saskaņā ar Karaliskās ķīmijas biedrības datiem, tas ir klasificēts kā metāls, jo polonija vadītspēja samazinās, palielinoties temperatūrai.
Šis elements ir vissmagākais no halkogēniem, elementu grupa, kas pazīstama arī kā "skābekļa grupa". Visi halkogēni atrodas vara rūdā. Citi elementi halkogēna grupā ir skābeklis, sērs, selēns un telūrs.
Ir zināmi 33 šī ķīmiskā elementa izotopi (viena un tā paša elementa atomi ar atšķirīgu neitronu skaitu), un visi ir radioaktīvi. Šī elementa radioaktīvā nestabilitāte padara to par piemērotu kandidātu atombumbai.
Polonija fizikālās īpašības
- Atomu skaits (protonu skaits kodolā): 84
- Atomu simbols (elementu periodiskajā tabulā): Po
- Atomu svars (atoma vidējā masa): 209
- Blīvums: 9.32 grami uz kubikcentimetru
- Fāze istabas temperatūrā: Ciets
- Kušanas temperatūra: 489.2 grādi pēc Fārenheita (254 grādi pēc Celsija)
- Vārīšanās temperatūra: 1,763.6 grādi F (962 grādi C)
- Visizplatītākais izotops: Po-210, kura pussabrukšanas periods ir tikai 138 dienas
Atklājums
Kad Kirī un viņas vīrs Pjērs Kirī atklāja šo elementu, viņi meklēja radioaktivitātes avotu dabā sastopama ar urānu bagāta rūda, ko sauc par piķa maisījumu. Abi atzīmēja, ka neattīrītais piķa maisījums bija radioaktīvāks nekā no tā atdalītais urāns. Tāpēc viņi uzskatīja, ka piķa maisījumam ir jābūt vismaz vienam citam radioaktīvam elementam.
Kirijs iegādājās piķa maisījumu, lai varētu ķīmiski atdalīt savienojumus no minerāliem. Pēc vairāku mēnešu smaga darba viņi beidzot izolēja radioaktīvo elementu: vielu, kas ir 400 reizes radioaktīvāka par urānu, saskaņā ar Starptautiskās tīrās un lietišķās ķīmijas savienības (IUPAC) datiem.
Polonija ekstrakcija bija sarežģīta, jo bija tik niecīgs daudzums; viena tonna urāna rūdas satur tikai aptuveni 100 mikrogramus (0,0001 gramu) polonija. Tomēr, saskaņā ar Karaliskās ķīmijas biedrības datiem, Kirī varēja iegūt izotopu, ko mēs tagad pazīstam kā Po-209.
Kur tas atrodas
Po-210 pēdas var atrast augsnē un gaisā. Piemēram, Po-210 rodas radona 222 gāzes sadalīšanās laikā, kas ir rādija sabrukšanas rezultāts.
Rādijs savukārt ir urāna sabrukšanas produkts, kas atrodas gandrīz visos iežos un no akmeņiem veidotās augsnēs. Ķērpji var absorbēt poloniju tieši no atmosfēras. Saskaņā ar Smithsonian.com ziemeļu reģionos cilvēkiem, kuri ēd ziemeļbriežus, var būt augstāks polonija līmenis asinīs, jo ziemeļbrieži ēd ķērpjus.
To uzskata par retu dabas elementu. Lai gan tas ir urāna rūdā, tas nav ekonomisks, jo 100 tonnā ir tikai aptuveni 1 mikrogrami polonija (0,9 tonnas) urāna rūdas, saskaņā ar Džefersona laboratoriju. Tā vietā poloniju iegūst, bombardējot bismutu 209, stabilu izotopu, ar neitroniem kodolreaktoros.
Saskaņā ar Karaliskās ķīmijas biedrības datiem, tas rada radioaktīvo bismutu 210, kas pēc tam sadalās par poloniju, izmantojot procesu, ko sauc par beta sabrukšanu. ASV Kodolenerģijas regulēšanas komisija lēš, ka pasaulē gadā tiek saražoti tikai aptuveni 100 grami (3,5 unces) polonija-210.
Lietojumi
Pateicoties tā augstajai radioaktivitātei, polonijs ir maz komerciāli izmantojams. Šī elementa ierobežotā izmantošana ietver statiskās elektrības noņemšanu no mašīnām un putekļu noņemšanu no plēves ruļļiem.
Abās lietojumprogrammās polonijs ir rūpīgi jānoslēdz, lai aizsargātu lietotāju. Elements tiek izmantots arī kā fototermiskais termoelektrības avots satelītos un citos kosmosa kuģos.
Tas ir tāpēc, ka polonijs ātri sadalās, procesā izdalot daudz enerģijas kā siltumu. Saskaņā ar Karaliskās ķīmijas biedrības datiem, tikai viens grams polonija sasniedz 500 grādu temperatūru pēc Celsija (932 grādi pēc Fārenheita), kad tas ir degradēts.
Atombumba
Otrā pasaules kara vidū Armijas inženieru korpuss sāka organizēt Manhetenas inženieru apgabalu — īpaši slepenu pētniecības un attīstības programmu, kas galu galā radīs pasaulē pirmos kodolieročus.
Pirms 1940. nebija iemesla to izolēt tīrā veidā vai masveidā ražot jo tā lietojumi nebija zināmi un par to bija zināms ļoti maz. Bet reģionālie inženieri sāka pētīt poloniju, kas izrādījās svarīga viņu kodolieroču sastāvdaļa. Saskaņā ar Atomic Heritage Foundation datiem, bumbu iedarbināja polonija un cita reta elementa, berilija, kombinācija. Pēc kara polonija izpētes programma tika pārcelta uz Mound laboratoriju Miamisburgā, Ohaio štatā. Pabeigta 1949. gadā, Mound Lab bija Atomenerģijas komisijas pirmais pastāvīgais kodolieroču izstrādes objekts.
saindēšanās ar poloniju
Polonijs ir toksisks cilvēkiem pat ļoti mazos daudzumos. Pirmā persona, kas nomira no saindēšanās ar poloniju, iespējams, bija Marijas Kirī meita Irēna Džoriota-Kirī.
1946. gadā uz viņa laboratorijas sola uzsprāga polonija kapsula, kas, iespējams, bija iemesls, kāpēc viņam attīstījās leikēmija un pēc 10 gadiem viņš nomira. Saindēšanās ar poloniju izraisīja arī Aleksandra Ļitviņenko nāvi, bijušais krievu spiegs, kurš 2006. gadā dzīvoja Londonā pēc politiskā patvēruma pieprasīšanas.
Aizdomās par saindēšanos radās arī palestīniešu līdera Jasira Arafata nāvē 2004.gadā, kad viņa apģērbā tika konstatēts satraucoši augsts polonija-210 līmenis, vēsta The Wall Street Journal.
Es ceru, ka, izmantojot šo informāciju, jūs varat uzzināt vairāk par poloniju un tā īpašībām.