钋:你需要知道的一切

放射性钋

El (Po) 是一种非常稀有且极易挥发的放射性金属。 在波兰裔法国物理学家玛丽·居里于 1898 年发现钋之前,铀和钍是唯一已知的放射性元素。

在本文中,我们将告诉您钋的所有特性、用途和重要性。

主要特点

活性金属

它是一种稀有的高挥发性放射性元素。. 居里以她的故乡波兰命名它为钋。 钋对人类几乎没有用处,除了一些具有威胁性的应用:它被用作第一颗原子弹的引发剂,并在几起引人注目的死亡事件中被用作疑似毒药。 在商业应用中,钋偶尔用于去除机器上的静电或胶片上的灰尘。 它还可以用作空间卫星中热电的光热源。

钋属于元素周期表的第 16 组和第 6 周期。 根据英国皇家化学会,它被归类为金属,因为钋的电导率随着温度的升高而降低。

该元素是最重的硫属元素,一组元素也称为“氧族”。 所有硫属元素都存在于铜矿石中。 硫属元素族中的其他元素包括氧、硫、硒和碲。

这种化学元素有 33 种已知同位素 (具有不同中子数的相同元素的原子),并且都是放射性的。 这种元素的放射性不稳定性使其成为原子弹的合适候选者。

钋的物理特性

钋

  • 原子序数(原子核中的质子数):84
  • 原子符号(在元素周期表中):Po
  • 原子量(原子的平均质量):209
  • 密度:每立方厘米 9.32 克
  • 室温相:固体
  • 熔点:489.2华氏度(254摄氏度)
  • 沸点:1,763.6 华氏度(962 摄氏度)
  • 最常见的同位素:Po-210,半衰期仅为 138 天

发现

钋化学元素

当居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现这种元素时,他们正在寻找放射性物质的来源。 天然存在的富含铀的矿石,称为沥青铀矿. 两人指出,未精制的沥青铀矿比从中分离出来的铀更具放射性。 因此他们推断沥青闪石必须至少含有一种其他放射性元素。

居里夫妇购买了沥青铀矿,以便他们可以将这些化合物与矿物化学分离。 经过数月的努力,他们终于分离出了放射性元素:根据国际纯粹与应用化学联盟 (IUPAC) 的说法,这种物质的放射性是铀的 400 倍。

钋的提取具有挑战性,因为数量非常少; 一吨铀矿石仅含有约 100 微克(0,0001 克)的钋。 然而,根据英国皇家化学会的说法,居里夫妇能够提取我们现在所知的同位素 Po-209。

它在哪里

Po-210 的痕迹可以在土壤和空气中找到。 例如,Po-210 是在氡 222 气体分解过程中产生的,这是镭衰变的结果。

反过来,镭是铀的衰变产物,它存在于几乎所有由岩石形成的岩石和土壤中。 地衣可以直接从大气中吸收钋。 据 Smithsonian.com 称,在北部地区,吃驯鹿的人血液中的钋含量可能较高,因为驯鹿吃地衣。

它被认为是一种稀有的天然元素。 虽然它存在于铀矿石中, 开采不经济,因为 100 吨中只有大约 1 微克的钋 根据杰斐逊实验室的数据,(0,9 公吨)铀矿石。相反,钋是通过在核反应堆中用中子轰击稳定同位素铋 209 制成的。

根据英国皇家化学会, 这会产生放射性铋 210,然后通过称为β衰变的过程衰变为钋。 美国核管理委员会估计,全世界每年仅生产约 100 克(3,5 盎司)的钋 210。

使用

由于其高放射性,钋几乎没有商业应用。 该元件的有限用途包括去除机器上的静电和去除胶卷上的灰尘。

在这两种应用中, 钋必须小心密封以保护用户. 该元素还被用作卫星和其他航天器中的热电光热源。

这是因为钋迅速衰变,在此过程中释放出大量能量作为热量。 据英国皇家化学学会称, 只有一克钋达到500摄氏度的温度 (932 华氏度)降级时。

原子弹

在第二次世界大战期间,陆军工程兵团开始组织曼哈顿工程兵区,这是一项绝密的研发计划,最终将生产出世界上第一批核武器。

在 1940 年代之前, 没有理由将其单独分离或大量生产 因为它的用途是未知的,而且对它知之甚少。 但地区工程师开始研究钋,结果证明钋是他们核武器的重要成分。 根据原子遗产基金会的说法,钋和另一种稀有元素铍的组合引发了炸弹。 战后,钋研究项目被转移到俄亥俄州迈阿密斯堡的土墩实验室。 土墩实验室于 1949 年竣工,是原子能委员会第一个用于发展核武器的永久性设施。

钋中毒

钋对人类是有毒的,即使是非常少量的。 第一个死于钋中毒的人可能是居里夫人的女儿艾琳·乔里奥-居里。

1946 年,一个钋胶囊在他的实验室工作台上爆炸,这可能是他患上白血病并在 10 年后去世的原因。 钋中毒也是导致亚历山大·利特维年科死亡的原因,一名前俄罗斯间谍,在申请政治庇护后于 2006 年居住在伦敦。

据《华尔街日报》报道,2004 年巴勒斯坦领导人亚西尔·阿拉法特的死亡也被怀疑是中毒,当时在他的衣服中检测到高水平的钋 210。

我希望通过这些信息,您可以更多地了解钋及其特性。


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