El polon (Po) jest bardzo rzadkim i niezwykle lotnym metalem radioaktywnym. Przed odkryciem polonu przez polsko-francuską fizyk Marię Curie w 1898 roku, uran i tor były jedynymi znanymi pierwiastkami promieniotwórczymi.
W tym artykule przedstawimy wszystkie cechy, zastosowania i znaczenie polonu.
Główne cechy
Jest to rzadki i bardzo lotny pierwiastek radioaktywny.. Curie nazwała go polonem po swojej ojczystej Polsce. Polon jest mało przydatny dla ludzi, z wyjątkiem kilku groźnych zastosowań: był używany jako inicjator pierwszej bomby atomowej i jako trucizna podejrzewana o kilka głośnych zgonów. W zastosowaniach komercyjnych polon jest czasami używany do usuwania elektryczności statycznej z maszyn lub kurzu z folii. Może być również używany jako źródło fototermiczne dla termoelektryczności w satelitach kosmicznych.
Polon należy do grupy 16 i okresu 6 układu okresowego. Według Royal Society of Chemistry jest klasyfikowany jako metal, ponieważ przewodnictwo polonu spada wraz ze wzrostem temperatury.
Ten pierwiastek jest najcięższym z chalkogenów, grupy pierwiastków znanej również jako „grupa tlenowa”. Wszystkie chalkogeny są obecne w rudzie miedzi. Inne pierwiastki z grupy chalkogenów to tlen, siarka, selen i tellur.
Istnieją 33 znane izotopy tego pierwiastka chemicznego (atomy tego samego pierwiastka o różnej liczbie neutronów) i wszystkie są radioaktywne. Niestabilność radioaktywna tego pierwiastka czyni go odpowiednim kandydatem na bombę atomową.
Charakterystyka fizyczna polonu
- Liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 84
- Symbol atomowy (w układzie okresowym pierwiastków): Po
- Masa atomowa (średnia masa atomu): 209
- Gęstość: 9.32 grama na centymetr sześcienny
- Faza w temperaturze pokojowej: Stała
- Temperatura topnienia: 489.2 stopnie Fahrenheita (254 stopnie Celsjusza)
- Temperatura wrzenia: 1,763.6 stopnia F (962 stopni C)
- Najpopularniejszy izotop: Po-210, którego okres półtrwania wynosi tylko 138 dni
Odkrycie
Kiedy Curie i jej mąż Pierre Curie odkryli ten pierwiastek, szukali źródła radioaktywności w naturalnie występująca ruda bogata w uran zwana blendą smołową. Obaj zauważyli, że nieoczyszczona mieszanka smołowa była bardziej radioaktywna niż oddzielony od niej uran. Doszli więc do wniosku, że mieszanka smołowa musi zawierać co najmniej jeden inny pierwiastek radioaktywny.
Curie kupili ładunek mieszanki smolistej, aby chemicznie oddzielić związki od minerałów. Po miesiącach ciężkiej pracy w końcu wyizolowali pierwiastek promieniotwórczy: substancję 400 razy bardziej radioaktywną niż uran, według Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC).
Ekstrakcja polonu była wyzwaniem, ponieważ była tak niewielka; jedna tona rudy uranu zawiera tylko około 100 mikrogramów (0,0001 grama) polonu. Jednak Curie byli w stanie wydobyć izotop, który teraz znamy jako Po-209, według Królewskiego Towarzystwa Chemicznego.
Gdzie to się znajduje
Ślady Po-210 można znaleźć w glebie i powietrzu. Na przykład Po-210 powstaje podczas rozkładu gazu radon 222, który jest wynikiem rozpadu radu.
Z kolei rad jest produktem rozpadu uranu, który jest obecny w prawie wszystkich skałach i glebach utworzonych ze skał. Porosty mogą pobierać polon bezpośrednio z atmosfery. Według Smithsonian.com w regionach północnych ludzie jedzący renifery mogą mieć wyższy poziom polonu we krwi, ponieważ renifery jedzą porosty.
Jest uważany za rzadki naturalny pierwiastek. Chociaż jest obecny w rudzie uranu, wydobycie nie jest opłacalne, ponieważ w 100 tonie jest tylko około 1 mikrogramów polonu Według Jefferson Lab (0,9 tony metrycznej) rudy uranu, zamiast tego polon wytwarza się przez bombardowanie bizmutu 209, stabilnego izotopu, neutronami w reaktorach jądrowych.
Według Królewskiego Towarzystwa Chemicznego, to wytwarza radioaktywny bizmut 210, który następnie rozpada się na polon w procesie zwanym rozpadem beta. Amerykańska Komisja Regulacji Jądrowych szacuje, że świat produkuje tylko około 100 gramów (3,5 uncji) polonu-210 rocznie.
Używa
Ze względu na wysoką radioaktywność polon ma niewiele zastosowań komercyjnych. Ograniczone zastosowania tego elementu obejmują usuwanie elektryczności statycznej z maszyn i usuwanie kurzu z rolek folii.
W obu aplikacjach polon musi być starannie zapieczętowany, aby chronić użytkownika. Element jest również wykorzystywany jako fototermiczne źródło termoelektryczności w satelitach i innych statkach kosmicznych.
Dzieje się tak, ponieważ polon szybko się rozpada, uwalniając w tym procesie dużo energii w postaci ciepła. Według Królewskiego Towarzystwa Chemicznego, tylko jeden gram polonu osiąga temperaturę 500 stopni Celsjusza (932 stopnie Fahrenheita) po degradacji.
Bomba atomowa
W środku II wojny światowej Korpus Inżynierów Armii rozpoczął organizowanie Dzielnicy Inżynierów na Manhattanie, ściśle tajnego programu badawczo-rozwojowego, który miał ostatecznie wyprodukować pierwszą na świecie broń jądrową.
Przed latami czterdziestymi nie było powodu, aby go izolować w czystej postaci lub produkować masowo ponieważ jego zastosowania były nieznane i niewiele o nim wiadomo. Ale inżynierowie regionalni zaczęli studiować polon, który okazał się ważnym składnikiem ich broni jądrowej. Według Atomic Heritage Foundation, bombę zapoczątkowało połączenie polonu i innego rzadkiego pierwiastka, berylu. Po wojnie program badań polonu został przeniesiony do Mound Laboratory w Miamisburgu w stanie Ohio. Ukończony w 1949 roku Mound Lab był pierwszym stałym obiektem Komisji Energii Atomowej do rozwoju broni jądrowej.
zatrucie polonem
Polon jest toksyczny dla ludzi, nawet w bardzo małych ilościach. Pierwszą osobą, która zmarła z powodu zatrucia polonem, była prawdopodobnie córka Marii Curie, Irene Joriot-Curie.
W 1946 r. na jego stole laboratoryjnym eksplodowała kapsułka polonu, co mogło być przyczyną zachorowania na białaczkę i zmarł 10 lat później. Zatrucie polonem było również przyczyną śmierci Aleksandra Litwinienki”, były rosyjski szpieg, który mieszkał w Londynie w 2006 roku po złożeniu wniosku o azyl polityczny.
Podejrzewano również o zatrucie śmierć palestyńskiego przywódcy Jasera Arafata w 2004 r., kiedy to wykryto alarmująco wysoki poziom polonu-210 w jego ubraniu, donosi The Wall Street Journal.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom można dowiedzieć się więcej o polonii i jego właściwościach.