El polonium (Po) là một kim loại phóng xạ rất hiếm và rất dễ bay hơi. Trước khi nhà vật lý Ba Lan-Pháp Marie Curie phát hiện ra poloni vào năm 1898, uranium và thorium là những nguyên tố phóng xạ duy nhất được biết đến.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết tất cả các đặc điểm, công dụng và tầm quan trọng của polonium.
Các tính năng chính
Nó là một nguyên tố phóng xạ hiếm và dễ bay hơi.. Curie đặt tên nó là polonium theo tên quê hương Ba Lan của cô. Polonium ít được sử dụng đối với con người ngoại trừ trong một số ứng dụng đe dọa: Nó được sử dụng như một chất khơi mào trong quả bom nguyên tử đầu tiên và như một chất độc bị nghi ngờ trong một số trường hợp tử vong cao. Trong các ứng dụng thương mại, polonium đôi khi được sử dụng để loại bỏ tĩnh điện từ máy móc hoặc bụi bám trên phim. Nó cũng có thể được sử dụng như một nguồn quang nhiệt cho nhiệt điện trong các vệ tinh không gian.
Polonium thuộc nhóm 16 và chu kỳ 6 của bảng tuần hoàn. Theo Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, nó được phân loại là kim loại vì độ dẫn điện của polonium giảm khi nhiệt độ tăng.
Nguyên tố này là nguyên tố nặng nhất trong các chalcogens, một nhóm nguyên tố còn được gọi là "nhóm oxy". Tất cả chalcogens đều có trong quặng đồng. Các nguyên tố khác trong nhóm chalcogen bao gồm oxy, lưu huỳnh, selen và Tellurium.
Có 33 đồng vị đã biết của nguyên tố hóa học này (các nguyên tử của cùng một nguyên tố có số nơtron khác nhau), và tất cả đều là chất phóng xạ. Tính không ổn định phóng xạ của nguyên tố này khiến nó trở thành ứng cử viên thích hợp cho một quả bom nguyên tử.
Đặc điểm vật lý của Polonium
- Số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân): 84
- Kí hiệu nguyên tử (trong bảng tuần hoàn các nguyên tố): Po
- Khối lượng nguyên tử (khối lượng trung bình của nguyên tử): 209
- Mật độ: 9.32 gam trên cm khối
- Pha ở nhiệt độ phòng: Chất rắn
- Điểm nóng chảy: 489.2 độ F (254 độ C)
- Điểm sôi: 1,763.6 độ F (962 độ C)
- Đồng vị phổ biến nhất: Po-210 có chu kỳ bán rã chỉ 138 ngày
Khám phá
Khi Curie và chồng cô, Pierre Curie, phát hiện ra nguyên tố này, họ đang tìm kiếm nguồn phóng xạ trong quặng giàu uranium tự nhiên được gọi là pitchblende. Hai người lưu ý rằng chiếc kim tiêm chưa tinh chế có tính phóng xạ cao hơn uranium đã được tách ra từ nó. Vì vậy, họ lý luận rằng chiếc máy ném bóng phải chứa ít nhất một nguyên tố phóng xạ khác.
Gia đình Curies đã mua các vật liệu xúc tác từ kim loại để họ có thể tách các hợp chất ra khỏi các khoáng chất về mặt hóa học. Sau nhiều tháng làm việc chăm chỉ, cuối cùng họ đã phân lập được nguyên tố phóng xạ: một chất phóng xạ gấp 400 lần uranium, theo Liên minh Hóa học Ứng dụng và Tinh khiết Quốc tế (IUPAC).
Việc chiết xuất polonium là một thách thức vì có một lượng nhỏ như vậy; một tấn quặng uranium chỉ chứa khoảng 100 microgam (0,0001 gam) poloni. Tuy nhiên, theo Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, các Curies đã có thể chiết xuất được đồng vị mà chúng ta biết ngày nay là Po-209.
Nó nằm ở đâu
Dấu vết của Po-210 có thể được tìm thấy trong đất và không khí. Ví dụ, Po-210 được tạo ra trong quá trình phân hủy khí radon 222, là kết quả của sự phân rã radium.
Đến lượt nó, Radium là sản phẩm phân rã của uranium, có mặt trong hầu hết các loại đá và đất hình thành từ đá. Địa y có thể hấp thụ polonium trực tiếp từ khí quyển. Ở các khu vực phía bắc, những người ăn tuần lộc có thể có lượng polonium trong máu cao hơn vì tuần lộc ăn địa y, theo Smithsonian.com.
Nó được coi là một nguyên tố tự nhiên quý hiếm. Mặc dù nó có trong quặng uranium, sẽ không kinh tế khi khai thác vì chỉ có khoảng 100 microgam polonium trong 1 tấn Theo Phòng thí nghiệm Jefferson (0,9 tấn) quặng uranium. Thay vào đó, polonium được tạo ra bằng cách bắn phá bismuth 209, một đồng vị ổn định, với neutron trong lò phản ứng hạt nhân.
Theo Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, điều này tạo ra bitmut phóng xạ 210, sau đó phân hủy thành polonium thông qua một quá trình được gọi là phân rã beta. Ủy ban Điều tiết Hạt nhân Hoa Kỳ ước tính rằng thế giới chỉ sản xuất khoảng 100 gram (3,5 ounce) polonium-210 mỗi năm.
ứng dụng
Do tính phóng xạ cao, polonium có ít ứng dụng thương mại. Các mục đích sử dụng hạn chế cho phần tử này bao gồm loại bỏ tĩnh điện từ máy móc và loại bỏ bụi từ các cuộn phim.
Trong cả hai ứng dụng, polonium phải được niêm phong cẩn thận để bảo vệ người dùng. Nguyên tố này cũng được sử dụng làm nguồn nhiệt điện quang nhiệt trong các vệ tinh và các tàu vũ trụ khác.
Điều này là do polonium phân hủy nhanh chóng, giải phóng rất nhiều năng lượng dưới dạng nhiệt trong quá trình này. Theo Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, chỉ một gam polonium đạt đến nhiệt độ 500 độ C (932 độ F) khi xuống cấp.
Bom nguyên tử
Vào giữa Thế chiến thứ hai, Quân đoàn Công binh bắt đầu tổ chức Khu Công binh Manhattan, một chương trình nghiên cứu và phát triển tuyệt mật nhằm sản xuất vũ khí hạt nhân đầu tiên trên thế giới.
Trước những năm 1940, không có lý do gì để cô lập nó nguyên chất hoặc sản xuất hàng loạt bởi vì công dụng của nó không được biết đến và rất ít người biết về nó. Nhưng các kỹ sư khu vực đã bắt đầu nghiên cứu polonium, hóa ra lại là một thành phần quan trọng trong vũ khí hạt nhân của họ. Theo Quỹ Di sản Nguyên tử, sự kết hợp giữa polonium và một nguyên tố hiếm khác, berili, đã khởi động quả bom. Sau chiến tranh, chương trình nghiên cứu polonium được chuyển giao cho Phòng thí nghiệm Mound ở Miamisburg, Ohio. Hoàn thành vào năm 1949, Mound Lab là cơ sở thường trực đầu tiên của Ủy ban Năng lượng Nguyên tử để phát triển vũ khí hạt nhân.
ngộ độc polonium
Polonium độc đối với con người, ngay cả với một lượng rất nhỏ. Người đầu tiên chết vì ngộ độc polonium có lẽ là Irene Joriot-Curie, con gái của Marie Curie.
Năm 1946, một viên nang polonium phát nổ trên băng ghế phòng thí nghiệm của ông, đó có thể là lý do khiến ông phát triển bệnh bạch cầu và qua đời 10 năm sau đó. Chất độc Polonium cũng là nguyên nhân dẫn đến cái chết của Alexander Litvinenko, một cựu điệp viên Nga đang sống ở London vào năm 2006 sau khi nộp đơn xin tị nạn chính trị.
Tạp chí The Wall Street Journal đưa tin, đầu độc cũng bị nghi ngờ trong cái chết của nhà lãnh đạo Palestine Yasser Arafat vào năm 2004, khi lượng polonium-210 ở mức cao đáng báo động được phát hiện trong quần áo của ông.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về polonium và các đặc tính của nó.