Polonis (Po) yra labai retas ir labai lakus radioaktyvus metalas. Prieš tai, kai 1898 m. Lenkų ir prancūzų fizikė Marie Curie atrado polonį, uranas ir toris buvo vieninteliai žinomi radioaktyvieji elementai. Curie savo tėvynės, Lenkijos, vardu pavadino poloniumą.
Polonis mažai naudingas žmonėms, išskyrus kai kuriuos grėsmingus atvejus: jis buvo panaudotas kaip pirmojo atominės bombos paleidiklis ir taip pat yra įtariamas nuodas per keletą aukšto rango mirties atvejų.
Komercinėje veikloje polonis dažnai naudojamas pašalinti statinę elektros energiją iš mašinų ar dulkes iš fotofilmų. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip lengvas šilumos šaltinis termoelektrinei energijai kosminiuose palydovuose.
Klasifikacija
Polonis yra 16 grupėje ir 6 laikotarpis elementų periodinėje lentelėje. Anot Karališkosios chemijos draugijos, jis klasifikuojamas kaip metalas, nes polonio elektrinis laidumas mažėja didėjant jo temperatūrai.
Elementas yra sunkiausias chalkogenų metalas, elementų grupė, dar vadinama „deguonies šeima“. Visi chalkogenai randami vario rūdose. Kiti chalkogeno grupės elementai yra deguonis, siera, selenas ir telūras.
Yra žinomi 33 polonio izotopai (to paties elemento atomai su skirtingu neutronų skaičiumi) ir visi yra radioaktyvūs. Dėl šio elemento radioaktyviojo nestabilumo jis gali būti tinkamas naudoti atominėse bombose.
Fizinės savybės
- Atominis skaičius (protonų skaičius branduolyje): 84
- Atominis simbolis (ant elementų periodinės lentelės): Po
- Atominis svoris (vidutinė atomo masė): 209
- Tankis: 9,32 gramo kubiniame centimetre
- Fazė kambario temperatūroje: kieta
- Lydymosi temperatūra: 489,2 laipsniai Farenheito (254 laipsniai Celsijaus)
- Virimo temperatūra: 1 763,6 laipsniai F (962 laipsniai C)
- Dažniausias izotopas: Po-210, kurio pusinės eliminacijos laikas yra tik 138 dienos
Atradimas
Kai Curie ir jos vyras Pierre'as Curie atrado polonį, jie ieškojo radioaktyvumo šaltinio natūraliai esančioje urano turtingoje rūdoje, vadinamoje pikblendu.
Jie pastebėjo, kad nerafinuotas taurūnas yra radioaktyvesnis nei nuo jo atskirtas uranas. Taigi jie pagrindė, kad skvardas turi turėti bent vieną kitą radioaktyvųjį elementą.
„Curies“ įsigijo daug dervos, kad galėtų chemiškai atskirti mineralų junginius. Remdamiesi Tarptautinės grynos ir taikomosios chemijos sąjungos (IUPAC) duomenimis, po keletą mėnesių kruopštaus darbo jie galutinai išskyrė radioaktyvųjį elementą: medžiagą, kuri yra 400 kartų daugiau radioaktyvi nei uranas.
Išgauti polonį buvo sudėtinga, nes buvo toks mažas kiekis; 1 tonoje urano rūdos yra tik apie 100 mikrogramų (0,0001 gramo) polonio.
Nepaisant to, Curies sugebėjo ištraukti izotopą, kurį mes dabar žinome kaip polonio-209, pasak Karališkosios chemijos draugijos.
Šaltiniai
Po-210 pėdsakų galima rasti dirvožemyje ir ore. Pvz., Po-210 yra gaminamas radono-222 dujų skilimo metu, kuris yra skilimo radžio rezultatas. Savo ruožtu, radžio yra urano irimo produktas, esantis beveik visose uolienose ir dirvožemyje, sudarytame iš uolienų.
Kerpės sugeba absorbuoti polonį tiesiai iš atmosferos. Šiauriniuose rajonuose žmonių, kurie valgo šiaurinius elnius, kraujyje gali būti didesnė polonio koncentracija, nes šiauriniai elniai valgo kerpius, rašo Smithsonian.com.
Polonis laikomas retu natūraliu elementu. Nors jis randamas urano rūdoje, jis nėra ekonomiškai naudingas, nes, remiantis „Jefferson Lab“ duomenimis, vienoje tonoje (0,9 metrinės tonos) urano rūdos yra tik apie 100 mikrogramų polonio.
Vietoj to polonis yra gaunamas bombarduojant bismutą-209 (stabilų izotopą) su neutronais branduoliniame reaktoriuje. Karališkosios chemijos draugijos duomenimis, susidaro radioaktyvusis bismutas-210, kuris vėliau skyla į polonį per procesą, vadinamą beta irimu.
JAV branduolinės energetikos reguliavimo komisijos vertinimu kiekvienais metais pasaulyje pagaminama tik apie 100 gramų (3,5 uncijos) polonio-210.
Komercinis naudojimas
Dėl didelio radioaktyvumo polonis turi mažai komercinių pritaikymų. Tarp riboto naudojimo elementų yra statinės elektros pašalinimas iš mašinų ir dulkių pašalinimas iš fotofilmų. Abiem atvejais polonis turi būti kruopščiai užplombuotas, kad apsaugotų vartotoją.
Elementas taip pat naudojamas kaip lengvas šilumos šaltinis termoelektrinei energijai palydovuose ir kituose erdvėlaiviuose. Taip yra todėl, kad polonis greitai suyra ir kaip šiluma išskiria daug energijos. Karališkosios chemijos draugijos duomenimis, vos vienas gramas polonio pasieks 500 laipsnių C (932 laipsnių F) temperatūrą.
Atominė bomba
Antrojo pasaulinio karo viduryje armijos inžinierių korpusas pradėjo organizuoti Manhatano inžinierių apygardą - slapčiausią tyrimų ir plėtros programą, kuri galiausiai pagamins pirmuosius pasaulyje branduolinius ginklus.
Iki 1940 m. Nebuvo jokios priežasties išskirti gryną polonį ar gaminti jo dideliame kiekyje, nes nebuvo žinoma apie jo naudojimą ir apie jį buvo žinoma labai mažai. Tačiau rajono inžinieriai pradėjo tyrinėti polonį ir nustatė, kad elementas yra svarbi jų branduolinio ginklo sudedamoji dalis.
Bombos iniciatorius, pasak Atominio paveldo fondo, veikė polonio ir berilio, dar vieno reto elemento, derinys.
Po karo polonio tyrimo projektas buvo perduotas Mound laboratorijai Miamisburge, Ohajo valstijoje. „Mound Lab“, pastatytas 1949 m., Buvo pirmasis nuolatinis atominės energijos komisijos branduolinių ginklų kūrimo objektas.
Apsinuodijimas
Polonis yra toksiškas žmonėms, net labai mažais kiekiais.
Pirmoji mirtimi nuo apsinuodijimo poloniu galėjo būti Marie Curie dukra Irène Joliot-Curie. 1946 m. Ant jos laboratorijos suolelio sprogo polonio kapsulė, kuri, galbūt, buvo priežastis, dėl kurios ji susirgo leukemija ir mirė po 10 metų, rašo Smithsonian.com.
Apsinuodijimas poloniu taip pat nužudė Aleksandrą Litvinenko - buvusį Rusijos šnipą, kuris 2006 m. Gyveno Londone po politinio prieglobsčio reikalavimo.
Apsinuodijimas taip pat buvo įtariamas 2004 m. Palestiniečių lyderio Yasser Arafato mirtimi, nes ant jo drabužių buvo aptiktas stebėtinai didelis polonio 210 kiekis, praneša „The Wall Street Journal“.
2011 m. Žurnale „Nicotine & Tobacco Research“ paskelbtame tyrime nustatyta, kad tabako kompanijos žinojo, kad cigaretėse ir kituose tabako turinčiuose produktuose yra mažai polonio. Tyrimo autoriai apskaičiavo, kad cigarečių polonio radioaktyvumas sukelia iki 138 mirčių iš 1000 rūkalių per 25 metus.
Kiti tyrimai parodė, kad rūkalių šonkauliuose randama dvigubai daugiau polonio nei nerūkančiųjų, rodo JAV nacionalinio sveikatos instituto toksikologijos duomenų tinklas.
Papildoma literatūra:
