Polonium-210 có mối liên hệ rất rõ ràng với bức xạ. Và điều này không phải là vô ích, vì nó cực kỳ nguy hiểm.
Lịch sử khám phá
Sự tồn tại của nó đã được Mendeleev dự đoán vào năm 1889, khi ông tạo ra bảng tuần hoàn nổi tiếng của mình. Trên thực tế, nguyên tố này, số 84, đã được thu được 9 năm sau đó nhờ nỗ lực của các Curies, người đã nghiên cứu hiện tượng bức xạ. Maria Sklodowska-Curie đã cố gắng tìm ra lý do cho bức xạ mạnh phát ra từ một số khoáng chất nhất định, và do đó bắt đầu làm việc với một số mẫu đá, xử lý chúng theo mọi cách có sẵn cho cô ấy, chia thành các phần nhỏ và loại bỏ phần không cần thiết. Kết quả là cô ấy nhận được một chất mới, chất này trở thành chất tương tự của bitmut và là nguyên tố phóng xạ thứ ba được phát hiện sau uranium và thorium.
Mặc dù kết quả thí nghiệm thành công, Maria không vội nói về khám phá của mình. Việc phân tích quang phổ được thực hiện bởi một đồng nghiệp của vợ chồng Curie cũng không đưa ra căn cứ để nói về việc phát hiện ra một nguyên tố mới. Tuy nhiên, trong một báo cáo tại cuộc họp của Viện Hàn lâm Khoa học Paris vào tháng 7 năm 1898, cặp vợ chồng này cho biếtđược cho là thu được một chất thể hiện các đặc tính của kim loại và đề xuất đặt tên nó là polonium để vinh danh Ba Lan - quê hương của Mary. Đây là trường hợp đầu tiên và duy nhất trong lịch sử khi một phần tử chưa được xác định một cách đáng tin cậy đã được đặt tên. Chà, mẫu đầu tiên chỉ xuất hiện vào năm 1910.
Tính chất vật lý và hóa học
Polonium là một kim loại tương đối mềm, màu trắng bạc. Nó phóng xạ đến mức phát sáng trong bóng tối và nóng lên liên tục. Đồng thời, nhiệt độ nóng chảy của nó cao hơn một chút so với thiếc - chỉ 254 độ C. Kim loại bị oxi hóa rất nhanh trong không khí. Ở nhiệt độ thấp, nó tạo thành một mạng tinh thể lập phương đơn giản về mặt cấu trúc.
Về tính chất hóa học của nó, polonium rất gần với đối tác của nó - tellurium. Ngoài ra, bản chất của các hợp chất của nó bị ảnh hưởng rất nhiều bởi mức độ bức xạ cao. Vì vậy, các phản ứng liên quan đến polonium có thể khá ngoạn mục và thú vị, mặc dù khá nguy hiểm về mặt lợi ích cho sức khỏe.
Đồng vị
Tổng cộng, khoa học hiện biết 27 (theo các nguồn khác - 33) dạng polonium. Không có chất nào trong số chúng ổn định và chúng đều là chất phóng xạ. Đồng vị nặng nhất (có số thứ tự từ 210 đến 218) được tìm thấy trong tự nhiên với số lượng nhỏ, phần còn lại chỉ có thể thu được một cách nhân tạo.
Polonium-210 phóng xạ là dạng tồn tại lâu nhất trong tự nhiên. Nó chứa một lượng nhỏ trong quặng radium-uranium và được hình thành do chuỗiphản ứng bắt đầu từ U-238 và kéo dài khoảng 4,5 tỷ năm về thời gian bán hủy.
Nhận
1 tấn quặng uranium chứa đồng vị polonium-210 với lượng tương đương khoảng 100 microgam. Chúng có thể được phân lập trong quá trình xử lý chất thải sản xuất, tuy nhiên, để có được một khối lượng lớn hơn hoặc ít hơn đáng kể của nguyên tố, một lượng lớn nguyên liệu sẽ phải được xử lý. Một cách đơn giản và hiệu quả hơn nhiều là tổng hợp bằng cách sử dụng bức xạ neutron của bitmut tự nhiên trong các lò phản ứng hạt nhân.
Kết quả là, sau một số quy trình nữa, polonium-210 thu được. Đồng vị 208 và 209 cũng có thể thu được bằng cách chiếu xạ bitmut hoặc chì với chùm hạt alpha, proton hoặc deuteron được gia tốc.
Phóng xạ
Polonium-210, giống như các đồng vị khác, là một chất phát alpha. Nhóm nặng hơn cũng phát ra tia gamma. Mặc dù thực tế là đồng vị 210 chỉ là nguồn cung cấp các hạt alpha, nhưng nó khá nguy hiểm, không thể lấy nó bằng tay và thậm chí tiếp cận ở khoảng cách gần, vì khi bị đốt nóng, nó sẽ chuyển sang trạng thái sol khí. Cũng cực kỳ nguy hiểm nếu polonium vào trong hơi thở hoặc thức ăn. Đó là lý do tại sao công việc với chất này diễn ra trong các hộp kín đặc biệt. Người ta tò mò rằng nguyên tố này đã được tìm thấy trong lá thuốc khoảng nửa thế kỷ trước. Thời kỳ phân hủy của polonium-210 so với các đồng vị khác là đủ lớn, và do đó nó có thể tích tụ trong cây và sau đó gây hạisức khỏe của người hút thuốc hơn nữa. Tuy nhiên, bất kỳ nỗ lực nào để chiết xuất chất này từ thuốc lá đều không thành công.
Nguy
Bởi vì polonium-210 chỉ phát ra các hạt alpha, do đó bạn không nên sợ hãi khi làm việc với nó. Những sóng này hiếm khi đi quá một chục cm và chúng thường không thể xuyên qua da.
Tuy nhiên, khi đã vào bên trong cơ thể, chúng lại gây ra cho anh những tác hại lớn. Khi đi vào máu, nó nhanh chóng lây lan đến tất cả các mô - sau vài phút, sự hiện diện của nó có thể được nhìn thấy ở tất cả các cơ quan. Nó chủ yếu hiện diện ở thận và gan, nhưng nhìn chung nó được phân bổ khá đồng đều, điều này có thể giải thích cho tác hại tổng thể cao của nó.
Độc tính của polonium lớn đến mức dù chỉ với liều lượng nhỏ cũng có thể gây bệnh mãn tính và tử vong trong vòng 6-11 tháng. Các con đường bài tiết chính của cơ thể là qua thận và đường tiêu hóa. Có một sự phụ thuộc vào phương pháp nhập cảnh. Thời gian bán hủy là 30 đến 50 ngày.
Vô tình nhiễm độc polonium là hoàn toàn không thể. Để thu được một lượng chất vừa đủ, cần phải tiếp cận lò phản ứng hạt nhân và cố ý đưa đồng vị vào nạn nhân. Sự phức tạp của chẩn đoán cũng nằm ở chỗ chỉ có một số trường hợp được biết đến trong suốt lịch sử. Nạn nhân đầu tiên là con gái của người phát hiện ra polonium, Irene Joliot-Curie, người trong quá trình nghiên cứu đã làm vỡ viên nang chứa chất này trong phòng thí nghiệm và chết 10 năm sau đó. Hai trường hợp nữathuộc thế kỷ 21. Đầu tiên là trường hợp giật gân của Litvinenko, người đã chết vào năm 2006, và thứ hai là cái chết của Yasser Arafat, người có dấu vết của một đồng vị phóng xạ được tìm thấy. Tuy nhiên, một chẩn đoán xác định chưa bao giờ được xác nhận.
Phân
Một trong những đồng vị tồn tại lâu nhất, cùng với 208 và 209, là polonium-210. Chu kỳ bán rã (nghĩa là thời gian mà số hạt phóng xạ giảm đi một nửa) trong hai chu kỳ đầu lần lượt là 2, 9 và 102 năm, trong đó 138 ngày và 9 giờ cuối cùng. Đối với phần còn lại của các đồng vị, thời gian tồn tại của chúng chủ yếu được tính bằng phút và giờ.
Sự kết hợp của các đặc tính khác nhau của polonium-210 làm cho nó trở nên thuận tiện nhất trong dòng để sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống. Ở trong một lớp vỏ kim loại đặc biệt, anh ta không còn có thể gây hại cho sức khỏe của mình, nhưng có thể cống hiến năng lượng của mình vì lợi ích của nhân loại. Vậy polonium-210 được sử dụng cho mục đích gì ngày nay?
Ứng dụng hiện đại
Theo một số báo cáo, khoảng 95% sản lượng polonium tập trung ở Nga, và khoảng 100 gam chất này được tổng hợp mỗi năm, và gần như tất cả được xuất khẩu sang Hoa Kỳ.
Có một số khu vực sử dụng polonium-210. Trước hết, đây là những con tàu vũ trụ. Với kích thước nhỏ gọn, nó không thể thiếu như một nguồn năng lượng và nhiệt lượng tuyệt vời. Mặc dù hiệu quả của nó giảm đi một nửa sau mỗi 5 tháng, nhưng việc sản xuất các đồng vị nặng hơn sẽ đắt hơn nhiều.
Ngoại trừHơn nữa, polonium hoàn toàn không thể thiếu trong vật lý hạt nhân. Nó được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ alpha lên các chất khác.
Cuối cùng, một lĩnh vực ứng dụng khác là sản xuất các thiết bị loại bỏ tĩnh điện dùng trong công nghiệp và sinh hoạt. Thật đáng kinh ngạc khi một phần tử nguy hiểm như vậy có thể trở thành một dụng cụ nhà bếp, được bao bọc trong một lớp vỏ đáng tin cậy.
