Polonium: kila kitu unachohitaji kujua

El polonium (Po) ni metali adimu sana na tete sana yenye mionzi. Kabla ya ugunduzi wa polonium na mwanafizikia wa Kipolishi-Kifaransa Marie Curie mnamo 1898, uranium na thoriamu ndio vitu pekee vilivyojulikana vya mionzi.

Katika makala hii tutakuambia sifa zote, matumizi na umuhimu wa polonium.

vipengele muhimu

Ni kipengele cha mionzi nadra na tete sana.. Curie aliiita polonium baada ya asili yake ya Poland. Polonium haitumiki sana kwa wanadamu isipokuwa katika matumizi machache ya vitisho: Ilitumiwa kama anzisha katika bomu la kwanza la atomiki na kama sumu inayoshukiwa katika vifo kadhaa vya hali ya juu. Katika matumizi ya kibiashara, polonium mara kwa mara hutumiwa kuondoa umeme tuli kutoka kwa mashine au vumbi kutoka kwa filamu. Inaweza pia kutumika kama chanzo cha nishati ya joto kwa thermoelectricity katika satelaiti za anga.

Polonium ni ya kikundi cha 16 na kipindi cha 6 cha jedwali la upimaji. Kulingana na Jumuiya ya Kifalme ya Kemia, imeainishwa kama chuma kwa sababu upitishaji wa polonium hupungua kwa kuongezeka kwa joto.

Kipengele hiki ni nzito zaidi ya chalcogens, kundi la vipengele pia hujulikana kama "kundi la oksijeni." Chalcogens zote zipo kwenye ore ya shaba. Vipengele vingine katika kundi la chalcogen ni pamoja na oksijeni, sulfuri, selenium, na tellurium.

Kuna isotopu 33 zinazojulikana za kipengele hiki cha kemikali (atomi za kipengele kimoja na nambari tofauti za nyutroni), na zote zina mionzi. Kukosekana kwa uthabiti wa mionzi ya kipengele hiki huifanya kuwa mgombea anayefaa kwa bomu la atomiki.

Tabia za Kimwili za Polonium

• Nambari ya atomiki (idadi ya protoni kwenye kiini): 84
• Alama ya atomiki (katika jedwali la mara kwa mara la vipengele): Po
• Uzito wa atomiki (wastani wa uzito wa atomi): 209
• Msongamano: 9.32 gramu kwa sentimita ya ujazo
• Awamu ya joto la kawaida: Imara
• Kiwango myeyuko: nyuzi joto 489.2 (nyuzi 254 Selsiasi)
• Kiwango cha Kuchemka: 1,763.6 digrii F (962 digrii C)
• Isotopu ya kawaida zaidi: Po-210 ambayo ina nusu ya maisha ya siku 138 tu

Ugunduzi

Wakati Curie na mumewe, Pierre Curie, waligundua kipengele hiki, walikuwa wakitafuta chanzo cha radioactivity katika madini ya asili ya urani yaitwayo pitchblende. Wawili hao walibainisha kuwa pitchblende isiyosafishwa ilikuwa na mionzi zaidi kuliko uranium ambayo ilikuwa imetenganishwa nayo. Kwa hivyo walitoa hoja kwamba pitchblende lazima iwe na angalau kipengele kingine cha mionzi.

The Curies ilinunua pitchblende ili waweze kutenganisha kemikali kutoka kwa madini. Baada ya miezi ya kazi ngumu, hatimaye walitenga kipengele cha mionzi: dutu yenye mionzi mara 400 zaidi ya urani, kulingana na Umoja wa Kimataifa wa Kemia Safi na Applied (IUPAC).

Uchimbaji wa Polonium ulikuwa na changamoto kwa sababu kulikuwa na kiasi kidogo sana; tani moja ya madini ya uranium ina takriban mikrogramu 100 (gramu 0,0001) za polonium. Walakini, Curies waliweza kutoa isotopu ambayo sasa tunaijua kama Po-209, kulingana na Jumuiya ya Kifalme ya Kemia.

Iko wapi

Athari za Po-210 zinaweza kupatikana kwenye udongo na hewa. Kwa mfano, Po-210 huzalishwa wakati wa mtengano wa gesi ya radon 222, ambayo ni matokeo ya kuoza kwa radium.

Radiamu, kwa upande wake, ni bidhaa ya kuoza ya uranium, ambayo iko karibu na miamba na udongo wote unaotengenezwa kutoka kwa miamba. Lichens inaweza kunyonya polonium moja kwa moja kutoka anga. Katika mikoa ya kaskazini, watu wanaokula reindeer wanaweza kuwa na viwango vya juu vya polonium katika damu yao kwa sababu kulungu hula lichen, kulingana na Smithsonian.com.

Inachukuliwa kuwa kipengele cha asili cha nadra. Ingawa iko kwenye madini ya uranium, sio kiuchumi kuchimba madini kwa sababu kuna takriban mikrogramu 100 tu za polonium katika tani 1. (tani 0,9) za madini ya uranium, kulingana na Jefferson Lab. Badala yake, polonium inatengenezwa kwa bombarding bismuth 209, isotopu thabiti, yenye nyutroni katika vinu vya nyuklia.

Kulingana na Jumuiya ya Kifalme ya Kemia, hii hutoa bismuth ya mionzi 210, ambayo kisha huoza hadi polonium kupitia mchakato unaoitwa uozo wa beta. Tume ya Kudhibiti Nyuklia ya Marekani inakadiria kuwa ulimwengu huzalisha tu takriban gramu 100 (wakia 3,5) za polonium-210 kwa mwaka.

Matumizi

Kwa sababu ya mionzi yake ya juu, polonium ina matumizi machache ya kibiashara. Matumizi machache ya kipengele hiki ni pamoja na kuondoa umeme tuli kutoka kwa mashine na kuondoa vumbi kutoka kwa safu za filamu.

Katika maombi yote mawili, polonium lazima ifungwe kwa uangalifu ili kumlinda mtumiaji. Kipengele hiki pia hutumika kama chanzo cha nishati ya joto cha nishati ya joto katika satelaiti na vyombo vingine vya anga.

Hii ni kwa sababu polonium huoza haraka, ikitoa nishati nyingi kama joto katika mchakato. Kulingana na Jumuiya ya Kifalme ya Kemia, gramu moja tu ya polonium hufikia joto la nyuzi 500 Celsius (digrii 932 Fahrenheit) inapoharibiwa.

Bomu la atomiki

Katikati ya Vita vya Kidunia vya pili, Jeshi la Jeshi la Wahandisi lilianza kuandaa Wilaya ya Wahandisi ya Manhattan, mpango wa siri wa juu wa utafiti na maendeleo ambao hatimaye ungezalisha silaha za kwanza za nyuklia duniani.

Kabla ya miaka ya 1940, hapakuwa na sababu ya kuitenga ikiwa safi au kuizalisha kwa wingi kwa sababu matumizi yake hayakujulikana na kidogo sana yalijulikana juu yake. Lakini wahandisi wa kikanda walianza kusoma polonium, ambayo iligeuka kuwa kiungo muhimu katika silaha zao za nyuklia. Kulingana na Wakfu wa Urithi wa Atomiki, mchanganyiko wa polonium na kipengele kingine adimu, beriliamu, ndiyo iliyoanzisha bomu. Baada ya vita, mpango wa utafiti wa polonium ulihamishiwa kwenye Maabara ya Mound huko Miamisburg, Ohio. Ilikamilishwa mnamo 1949, Mound Lab ilikuwa kituo cha kwanza cha kudumu cha Tume ya Nishati ya Atomiki kwa utengenezaji wa silaha za nyuklia.

sumu ya polonium

Polonium ni sumu kwa wanadamu, hata kwa kiasi kidogo sana. Mtu wa kwanza kufa kutokana na sumu ya polonium labda alikuwa binti wa Marie Curie, Irene Joriot-Curie.

Mnamo 1946, kofia ya polonium ililipuka kwenye benchi yake ya maabara, ambayo inaweza kuwa sababu ya yeye kupata saratani ya damu na akafa miaka 10 baadaye. Sumu ya Polonium pia ilisababisha kifo cha Alexander Litvinenko, jasusi wa zamani wa Urusi ambaye alikuwa akiishi London mnamo 2006 baada ya kuomba hifadhi ya kisiasa.

Sumu pia ilishukiwa katika kifo cha kiongozi wa Palestina Yasser Arafat mwaka wa 2004, wakati viwango vya kutisha vya polonium-210 viligunduliwa kwenye nguo zake, The Wall Street Journal iliripoti.

Natumaini kwamba kwa habari hii unaweza kujifunza zaidi kuhusu polonium na sifa zake.