พอโลเนียม: ประวัติความเป็นมาของการค้นพบธาตุ พอโลเนียม: ประวัติความเป็นมาของการค้นพบธาตุ ประวัติความเป็นมาของการค้นพบพอโลเนียม

ธาตุกัมมันตรังสีของกลุ่ม VI ของระบบธาตุของ Mendeleev พอโลเนียมถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2441 โดย Marie Sklodowska-Curie และ Pierre Curie ชื่อนี้ตั้งไว้เพื่อเป็นเกียรติแก่ประเทศโปแลนด์
M. Curie พบว่าตัวอย่างแร่เรซินยูเรเนียมบางตัวอย่างมีกัมมันตภาพรังสีมากกว่าตัวยูเรเนียมเอง ดังนั้นแร่นี้จึงต้องมีสารกัมมันตภาพรังสีมากกว่ายูเรเนียม สาร (ธาตุ) เหล่านี้ถูกแยกออกจากกัน พอโลเนียมแรกแล้วเรเดียม
ไอโซโทปธรรมชาติที่มีอายุยาวนานที่สุดคือ 210 Po ครึ่งชีวิตของ 210 Po คือ 138.376 วันเช่น ในช่วงเวลานี้ จำนวนเริ่มต้นที่ 210 Po จะลดลงครึ่งหนึ่ง หลังจากเวลานี้ ครึ่งหนึ่งของนิวเคลียส 210 Po กลายเป็นนิวเคลียสของไอโซโทปตะกั่วที่เสถียร 206 Pb การเปลี่ยนแปลงของ 210 Po เป็น 206 Pb เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของ α

210 โป → 206 Pb + α

เหล่านั้น. นอกจากนิวเคลียสตะกั่ว (206 Pb) แล้ว การสลายของ 210 Po ยังทำให้เกิดฮีเลียมนิวเคลียส 4 He ซึ่งโดยปกติเรียกว่าอนุภาค α (อัลฟา) ยิ่งไปกว่านั้น 210 Po ยังเป็นตัวปล่อย α ที่เกือบจะบริสุทธิ์อีกด้วย การสลายตัวของอัลฟ่า หากไม่ได้เกิดขึ้นกับสถานะพื้นหรือไม่เพียงแต่เกิดขึ้นกับสถานะพื้นของนิวเคลียสสุดท้ายเท่านั้น ก็จะมีรังสีแกมมาร่วมด้วย ในกรณีส่วนใหญ่อย่างท่วมท้น 210 Po จะสลายตัวไปสู่สถานะพื้นดินที่ 206 Pb โดยมีการปล่อยอนุภาคแอลฟาด้วยพลังงาน 5.3 MeV และมีเพียงเศษเสี้ยวเพียงเล็กน้อย (0.00122%) ของนิวเคลียส 210 Po สลายตัวไปสู่สภาวะตื่นเต้น (803 keV ) สถานะของ 206 Pb ซึ่งสลายตัวเมื่อมีการปล่อยอนุภาครังสีแกมมา รังสีแกมมาที่มาพร้อมกับการสลายตัวของอัลฟาดังกล่าวสามารถตรวจพบได้ในการทดลองที่มีความแม่นยำเท่านั้น
ไอโซโทป 210Po ไม่เพียงแต่มีอายุยืนยาวที่สุดในบรรดาไอโซโทปตามธรรมชาติเท่านั้น เช่น ไอโซโทปของพอโลเนียมที่มีอยู่บนโลกและไม่ได้ได้มาจากการประดิษฐ์ แต่เป็นไอโซโทปที่พบมากที่สุดเช่นกัน มันเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากห่วงโซ่การสลายตัวของไอโซโทปที่เริ่มต้นด้วย 238 U และสิ้นสุดด้วย 206 Pb

238 U → 234 TH → 234 Pa → 234 U → 230 TH → 228 Ra → 222 Rn → 218 Po → 214 Pb → 214 Bi → 214 Po → 210 Pb → 210 Bi → 210 Po → 206 Pb

ครึ่งชีวิต (T 1/2) ของ 238 U คือ 4.5 พันล้านปี ในส่วนผสมยูเรเนียมธรรมชาติ 238 U มากกว่า 99% สำหรับจำนวนไอโซโทปนิวเคลียส (N) ของยูเรเนียม (238 U) และพอโลเนียม (210 Po) ในส่วนผสมตามธรรมชาติและครึ่งชีวิตของพวกมัน (T 1/2) ความสัมพันธ์ต่อไปนี้เป็นจริง:

N(238 U)/N(210 Po) = T 1/2 (238 U)/T 1/2 (210 Po)

ความสัมพันธ์ที่คล้ายกันนี้ใช้ได้กับไอโซโทปทั้งหมดในห่วงโซ่ของการสลายต่อเนื่องตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา พวกเขาอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า ความสมดุลทางโลก เมื่อจำนวนการสลายตัวต่อหน่วยเวลาเท่ากันสำหรับไอโซโทปทั้งหมด เนื่องจากนิวเคลียสของไอโซโทปจำนวนมากเกิดขึ้นจากการสลายตัวครั้งก่อนต่อหน่วยเวลา จำนวนนิวเคลียสจึงสลายตัวเท่ากัน ดังนั้นแร่ยูเรเนียม 1 ตันจึงมีพอโลเนียมเพียงประมาณ 100 ไมโครกรัม โดยพื้นฐานแล้วมันคือ 210 Po ไอโซโทปธรรมชาติอื่นๆ ของพอโลเนียมยังมีขนาดเล็กกว่าอีก (และอีกหลายๆ ไอโซโทป) พอโลเนียมสามารถแยกได้จากแร่ยูเรเนียมในระหว่างการประมวลผลของเสียจากการผลิตยูเรเนียม อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ปริมาณพอโลเนียมที่เห็นได้ชัดเจน จะต้องดำเนินการของเสียดังกล่าวจำนวนมหาศาล 210 Po ผลิตในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยการฉายรังสีบิสมัทด้วยนิวตรอนอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยา

209 บิ(n,γ ) 210 บิ.

210 Bi ผ่านการสลายเบต้าและกลายเป็น 210 Po ครึ่งชีวิตของ 210 Bi คือ 5.013 วัน
นอกจาก 210 Po แล้ว ไอโซโทปกัมมันตรังสีเทียมอีก 2 ไอโซโทปของพอโลเนียมยังมีครึ่งชีวิตค่อนข้างยาว - 208 Po (T 1/2 = 2.898 g) และ 209 Po (T 1/2 = 102 g) ไอโซโทปเหล่านี้สามารถผลิตได้โดยการระดมยิงเป้าหมายตะกั่วหรือบิสมัทด้วยลำอนุภาคอัลฟา โปรตอน หรือดิวเทอรอนที่เร่งด้วยไซโคลตรอน 209 Po สามารถซื้อได้จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge โดยได้รับอนุญาตจากคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูของสหรัฐอเมริกา (A.E.C.) ในราคาประมาณ 3,200 ดอลลาร์ต่อ µCi (ไมโครคิวรี)* ในแหล่งดังกล่าวจะมี 6 · 10 -8 ก. 209 ปอ. ไอโซโทปพอโลเนียมอื่นๆ ทั้งหมดมีครึ่งชีวิตตั้งแต่ 8.8 วัน (206 Po) จนถึงเศษส่วนของไมโครวินาที ( )

รังสีไอออไนซ์ประเภทต่างๆ (α,β,γ) มีความสามารถในการทะลุทะลวงที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด อนุภาคอัลฟ่าจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่บินผ่านสสารสามารถจับอิเล็กตรอนและกลายเป็นอะตอมฮีเลียมได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น ในการที่จะเปลี่ยนเป็นฮีเลียม ก็เพียงพอแล้วที่อนุภาคอัลฟา 210 Po จะบินในอากาศได้น้อยกว่า 4 ซม., น้อยกว่า 50 ไมครอนในเนื้อเยื่อชีวภาพ, และน้อยกว่า 30 ไมครอนในอะลูมิเนียม ดังนั้น รังสีอัลฟ่าจากแหล่งกัมมันตภาพรังสีจึงไม่สามารถตรวจพบด้วยเครื่องวัดปริมาณรังสีแบบธรรมดาที่ใช้เครื่องนับไกเกอร์ อนุภาคอัลฟ่าของพลังงานดังกล่าวจะไม่ผ่านตัวมิเตอร์ แม้ว่าพื้นผิวของมันจะถูกป้ายด้วยไอโซโทปกัมมันตรังสีอัลฟาก็ตาม ก็เพียงพอที่จะวางα-emitter บริสุทธิ์ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิทโดยมีผนังไม่หนากว่าแผ่นกระดาษ (สิ่งสำคัญคือยากัมมันตภาพรังสีไม่ "รั่วไหล" ออกมา) อุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนมากขึ้นเช่น ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ตรวจจับสารกึ่งตัวนำหรือแสงแวววาว จะไม่สามารถตรวจจับรังสีได้ อย่างหลังสามารถช่วยตรวจจับรังสีอัลฟ่าได้หากอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสี "เปิด"

ในรูป 2 แสดงคุณลักษณะของเครื่องตรวจจับมลพิษแบบเรืองแสงวาบ LB 124 SCINT ผลิตโดย BERTHOLD TECHNOLOGIES GmbH & Co.
แหล่งกัมมันตภาพรังสี 210 Po ถูกนำมาใช้ทั้งในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ในระหว่างการทำงานในโครงการแมนฮัตตัน แหล่งกำเนิดนิวตรอนพอโลเนียม-เบริลเลียมมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เป็นฟิวส์สำหรับระเบิดปรมาณู นิวตรอนในแหล่งกำเนิดดังกล่าวได้มาจากปฏิกิริยาของอนุภาคอัลฟาจากการสลายตัวของ 210 Po กับเบริลเลียม ปฏิกิริยา 9 Be(α,n) อย่างไรก็ตาม การตัดสินใจครั้งนี้ถูกยกเลิกในเวลาต่อมา พลังงานจำเพาะของพอโลเนียมที่ปล่อยออกมาจะสูง - 140 วัตต์/กรัม แคปซูลที่ประกอบด้วยพอโลเนียม 0.5 กรัมถูกทำให้ร้อนถึง 500 o C คุณสมบัตินี้ใช้เพื่อสร้างแหล่งเทอร์โมอิเล็กทริกซึ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งใช้ในยานอวกาศ โพโลเนียมยังใช้ในอุปกรณ์กำจัดไฟฟ้าสถิตอีกด้วย อุปกรณ์บางชนิดอาจมีพอโลเนียมซึ่งมีฤทธิ์สูงถึง 500 µCi (ประมาณ 0.1 ไมโครกรัม) ตามทฤษฎีแล้วจำนวนนี้เพียงพอที่จะสังหารผู้คนได้ 5,000 คน อย่างไรก็ตาม โพโลเนียมนี้ได้รับการบรรจุอย่างปลอดภัย และการดึงออกมาเพื่อจุดประสงค์ที่เป็นอันตรายนั้นต้องใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อนและความรู้เชิงลึก ตามกฎแล้ว กิจกรรมของแหล่งที่มาที่นำเสนอในตลาดอยู่ในระดับต่ำ ดังนั้นคุณสามารถซื้อแหล่ง 210 Po ที่มีกิจกรรม 0.1 µCi (ไมโครคิวรี) ได้ในราคา 69 ดอลลาร์ แหล่งกำเนิดที่มีกิจกรรมดังกล่าวปล่อยอนุภาคออกมา 3,700 อนุภาคต่อวินาที มวล 210 Po ในแหล่งกำเนิดดังกล่าวมีค่าประมาณ 2 · 10 -11
รังสีอัลฟ่าจากแหล่งกัมมันตภาพรังสีไม่สามารถทะลุผ่านผิวหนังได้ อย่างไรก็ตาม นิวไคลด์ที่ปล่อยอัลฟ่าก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากเมื่อเข้าสู่ร่างกายผ่านทางระบบทางเดินหายใจและอวัยวะย่อยอาหาร แผลเปิด และพื้นผิวที่ถูกไฟไหม้ และไม่เพียงเกิดจากรังสีไอออไนซ์เท่านั้น แต่ยังเป็นพิษอีกด้วย สาร ปริมาณรังสีสูงสุดที่อนุญาตในร่างกายเมื่อรับประทาน 210 Po คือ 0.03 µCi (6.8 - 10 -12 กรัม) ด้วยน้ำหนักเท่ากัน 210 Po ประมาณ 2.5 10 เป็นพิษมากกว่ากรดไฮโดรไซยานิกถึง 11 เท่า เมื่ออยู่ในร่างกายมนุษย์ พอโลเนียมจะแพร่กระจายไปทั่วเนื้อเยื่อผ่านทางกระแสเลือด พอโลเนียมถูกขับออกจากร่างกายส่วนใหญ่ทางอุจจาระและปัสสาวะ ส่วนใหญ่จะถูกขับออกมาในช่วงสองสามวันแรก ใน 50 วัน ประมาณครึ่งหนึ่งของพอโลเนียมที่เข้าสู่ร่างกายจะถูกกำจัด การมีอยู่ของพอโลเนียมในผู้ที่ติดเชื้อจะถูกระบุโดยรังสีแกมม่าที่อ่อนแอของสารคัดหลั่ง การกินพอโลเนียมหนึ่งแสนมิลลิกรัมเข้าสู่ร่างกายมนุษย์เป็นอันตรายถึงชีวิตใน 50% ของกรณี พอโลเนียมเป็นโลหะที่ระเหยง่าย ในอากาศภายใน 45 ชั่วโมง 50% จะระเหยที่อุณหภูมิ 55 o C

* หน่วยกิจกรรม - 1 Ci (Curie) = 3.7 10 10 การสลายตัวต่อวินาที 1 Ci = 10 3 mCi = 10 6 μCi 1 Bq = 1 การสลายตัวต่อวินาที

Polonium-210 มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนกับรังสี และนี่ก็ไม่ไร้ผลเพราะเขาเป็นอันตรายอย่างยิ่ง

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

Mendeleev ทำนายการดำรงอยู่ของมันไว้ได้ในปี 1889 เมื่อเขาสร้างตารางธาตุอันโด่งดังขึ้นมา ในทางปฏิบัติ องค์ประกอบหมายเลข 84 นี้ได้มาในอีกเก้าปีต่อมาโดยความพยายามของพวกกูรีซึ่งกำลังศึกษาปรากฏการณ์การแผ่รังสี พยายามค้นหาสาเหตุของการแผ่รังสีที่รุนแรงซึ่งเล็ดลอดออกมาจากแร่ธาตุบางชนิดดังนั้นจึงเริ่มทำงานกับตัวอย่างหินหลายตัวอย่างโดยประมวลผลพวกมันในทุกวิถีทางที่มีให้เธอแบ่งออกเป็นเศษส่วนและทิ้งสิ่งที่ไม่จำเป็นออกไป เป็นผลให้เธอได้รับสารใหม่ซึ่งกลายเป็นอะนาล็อกของบิสมัทและธาตุกัมมันตภาพรังสีที่สามที่ค้นพบหลังจากยูเรเนียมและทอเรียม

แม้ว่าผลการทดลองจะประสบความสำเร็จ แต่มาเรียก็ไม่รีบร้อนที่จะพูดถึงสิ่งที่เธอพบ ดำเนินการโดยเพื่อนร่วมงานของ Curies ก็ไม่ได้ให้เหตุผลในการพูดคุยเกี่ยวกับการค้นพบองค์ประกอบใหม่ อย่างไรก็ตาม ในรายงานการประชุมของ Paris Academy of Sciences ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2441 ทั้งคู่รายงานข้อกล่าวหาว่าได้รับสารซึ่งแสดงคุณสมบัติของโลหะ และเสนอให้เรียกมันว่าพอโลเนียมเพื่อเป็นเกียรติแก่โปแลนด์ ซึ่งเป็นบ้านเกิดของแมรี นี่เป็นกรณีแรกและกรณีเดียวในประวัติศาสตร์ที่มีการตั้งชื่อองค์ประกอบที่ยังไม่ได้ระบุอย่างน่าเชื่อถือแล้ว ตัวอย่างแรกปรากฏเฉพาะในปี 1910

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

พอโลเนียมเป็นโลหะที่ค่อนข้างอ่อนและมีสีขาวเงิน มันมีกัมมันตภาพรังสีมากจนเรืองแสงในที่มืดและร้อนขึ้นตลอดเวลา นอกจากนี้จุดหลอมเหลวยังสูงกว่าดีบุกเล็กน้อยเพียง 254 องศาเซลเซียส โลหะออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศ ที่อุณหภูมิต่ำจะเกิดโครงตาข่ายลูกบาศก์คริสตัลแบบโมโนอะตอมเดี่ยว

ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมี พอโลเนียมมีความใกล้เคียงกับเทลลูเรียมแบบอะนาล็อกมาก นอกจากนี้ธรรมชาติของสารประกอบยังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากรังสีในระดับสูง ดังนั้นปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับพอโลเนียมจึงค่อนข้างน่าตื่นเต้นและน่าสนใจแม้ว่าจะค่อนข้างอันตรายในแง่ของประโยชน์ต่อสุขภาพก็ตาม

ไอโซโทป

โดยรวมแล้วปัจจุบันวิทยาศาสตร์รู้จักพอโลเนียม 27 รูปแบบ (ตามแหล่งข้อมูลอื่น - 33) ไม่มีสิ่งใดเลยที่เสถียร และทั้งหมดนั้นมีกัมมันตภาพรังสี ไอโซโทปที่หนักที่สุด (หมายเลขคำสั่งซื้อตั้งแต่ 210 ถึง 218) พบได้ในปริมาณเล็กน้อยในธรรมชาติ ส่วนที่เหลือสามารถรับได้จากการประดิษฐ์เท่านั้น

กัมมันตภาพรังสีพอโลเนียม-210 เป็นรูปแบบธรรมชาติที่มีอายุยาวนานที่สุด พบในปริมาณเล็กน้อยในแร่เรเดียม-ยูเรเนียม และเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เริ่มต้นด้วย U-238 และคงอยู่ประมาณ 4.5 พันล้านปีในแง่ของครึ่งชีวิต

ใบเสร็จ

1 ตัน มีไอโซโทปพอโลเนียม-210 ในปริมาณประมาณ 100 ไมโครกรัม พวกเขาสามารถแยกออกได้โดยการแปรรูปของเสียทางอุตสาหกรรม แต่เพื่อให้ได้องค์ประกอบที่มีนัยสำคัญมากหรือน้อยก็จำเป็นต้องแปรรูปวัสดุจำนวนมาก วิธีที่ง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่ามากคือการสังเคราะห์บิสมัทธรรมชาติโดยใช้การฉายรังสีนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ผลลัพธ์ที่ได้คือพอโลเนียม-210 หลังจากทำขั้นตอนเพิ่มเติม ไอโซโทป 208 และ 209 ยังสามารถได้รับโดยการฉายรังสีบิสมัทหรือตะกั่วด้วยลำแสงเร่งของอนุภาคอัลฟา โปรตอน หรือดิวเทอรอน

กัมมันตภาพรังสี

พอโลเนียม-210 ก็เหมือนกับไอโซโทปอื่นๆ คือตัวปล่อยอัลฟ่า กลุ่มที่หนักกว่าก็ปล่อยรังสีแกมมาออกมาเช่นกัน แม้ว่าไอโซโทป 210 จะเป็นแหล่งที่มาของอนุภาคอัลฟ่าเท่านั้น แต่ก็ค่อนข้างอันตราย ไม่ควรจัดการหรือเข้าใกล้ในระยะใกล้ เนื่องจากเมื่อมันอุ่นขึ้น มันจะเปลี่ยนเป็นสถานะละอองลอย นอกจากนี้ยังเป็นอันตรายอย่างยิ่งหากรับประทานพอโลเนียมทางการหายใจหรืออาหาร นั่นคือเหตุผลที่การทำงานกับสารนี้เกิดขึ้นในกล่องปิดผนึกพิเศษ สงสัยว่าธาตุนี้ถูกค้นพบในใบยาสูบเมื่อประมาณครึ่งศตวรรษก่อน ระยะเวลาการสลายตัวของพอโลเนียม-210 ค่อนข้างนานเมื่อเทียบกับไอโซโทปอื่น ๆ จึงสามารถสะสมในพืชและเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้สูบบุหรี่มากยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ความพยายามที่จะแยกสารนี้ออกจากยาสูบไม่ประสบผลสำเร็จ

อันตราย

เนื่องจากพอโลเนียม-210 ปล่อยอนุภาคอัลฟ่าเท่านั้น จึงไม่จำเป็นต้องกลัวที่จะทำงานกับมันหากใช้ความระมัดระวังบางประการ ความยาวการเดินทางของคลื่นเหล่านี้แทบจะไม่เกินสิบเซนติเมตร และยิ่งไปกว่านั้น คลื่นเหล่านี้มักจะไม่สามารถทะลุผ่านผิวหนังได้

อย่างไรก็ตาม เมื่อเข้าไปในร่างกายแล้วจะก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อร่างกาย เมื่อมันเข้าสู่กระแสเลือด มันจะแพร่กระจายอย่างรวดเร็วไปทั่วเนื้อเยื่อทั้งหมด - ภายในไม่กี่นาทีสามารถสังเกตเห็นการปรากฏตัวของมันในทุกอวัยวะ โดยส่วนใหญ่จะมีอยู่ในไตและตับ แต่โดยทั่วไปจะมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งอาจอธิบายถึงผลเสียหายโดยรวมในระดับสูง

ความเป็นพิษของพอโลเนียมมีมากจนแม้แต่ปริมาณเล็กน้อยก็ทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสีเรื้อรังและเสียชีวิตได้หลังจาก 6-11 เดือน เส้นทางหลักในการกำจัดออกจากร่างกายคือทางไตและทางเดินอาหาร มีการขึ้นอยู่กับวิธีการเข้า ครึ่งชีวิตอยู่ระหว่าง 30 ถึง 50 วัน

พิษพอโลเนียมโดยอุบัติเหตุเป็นไปไม่ได้เลย เพื่อให้ได้สารในปริมาณที่เพียงพอ จำเป็นต้องเข้าถึงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และจงใจวางไอโซโทปลงบนเหยื่อ ความยากลำบากในการวินิจฉัยยังอยู่ที่ความจริงที่ว่ามีเพียงไม่กี่กรณีเท่านั้นที่ทราบตลอดประวัติศาสตร์ เหยื่อรายแรกถือเป็นลูกสาวของผู้ค้นพบพอโลเนียม Irene Joliot-Curie ซึ่งในระหว่างการวิจัยได้ทำลายแคปซูลที่มีสารในห้องปฏิบัติการและเสียชีวิตในอีก 10 ปีต่อมา มีอีกสองกรณีเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 21 กรณีแรกคือกรณีที่น่าตื่นเต้นของ Litvinenko ซึ่งเสียชีวิตในปี 2549 และกรณีที่สองคือการเสียชีวิตของ Yasser Arafat ซึ่งพบร่องรอยของไอโซโทปกัมมันตรังสีในข้าวของ อย่างไรก็ตาม การวินิจฉัยขั้นสุดท้ายไม่ได้รับการยืนยัน

สลายตัว

ไอโซโทปที่มีอายุยาวนานที่สุดชนิดหนึ่งพร้อมกับ 208 และ 209 คือพอโลเนียม-210 (นั่นคือเวลาที่จำนวนอนุภาคกัมมันตภาพรังสีลดลงครึ่งหนึ่ง) สำหรับสองคนแรกคือ 2.9 และ 102 ปีตามลำดับ และสำหรับ 138 วัน 9 ชั่วโมงหลัง สำหรับไอโซโทปอื่นๆ อายุการใช้งานจะคำนวณเป็นนาทีและชั่วโมงเป็นหลัก

การผสมผสานคุณสมบัติต่างๆ ของพอโลเนียม-210 ทำให้มีกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่สะดวกที่สุดสำหรับการใช้งานในด้านต่างๆ ของชีวิต เมื่ออยู่ในเปลือกโลหะพิเศษจึงไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพอีกต่อไป แต่สามารถให้พลังงานเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติได้ แล้ววันนี้ Polonium-210 ใช้สำหรับอะไร?

แอปพลิเคชั่นที่ทันสมัย

ตามรายงานบางฉบับ การผลิตพอโลเนียมประมาณ 95% กระจุกตัวอยู่ในรัสเซีย โดยมีการสังเคราะห์สารประมาณ 100 กรัมต่อปี และเกือบทั้งหมดถูกส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกา

มีหลายพื้นที่ที่ใช้พอโลเนียม-210 ประการแรก สิ่งเหล่านี้คือยานอวกาศ ด้วยขนาดที่กะทัดรัดจึงขาดไม่ได้ในฐานะแหล่งพลังงานและความร้อนที่ดีเยี่ยม แม้ว่าประสิทธิภาพของมันจะลดลงครึ่งหนึ่งทุกๆ 5 เดือนโดยประมาณ แต่ไอโซโทปที่หนักกว่านั้นมีราคาแพงกว่ามากในการผลิต

นอกจากนี้พอโลเนียมยังเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในฟิสิกส์นิวเคลียร์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาผลกระทบของรังสีอัลฟ่าต่อสารอื่นๆ

สุดท้ายนี้ การใช้งานอีกด้านคือการผลิตอุปกรณ์กำจัดไฟฟ้าสถิตสำหรับทั้งในอุตสาหกรรมและในบ้าน น่าแปลกใจที่องค์ประกอบที่เป็นอันตรายดังกล่าวสามารถกลายมาเป็นเครื่องครัวได้เกือบทั้งหมดโดยถูกห่อหุ้มไว้ในเปลือกที่เชื่อถือได้

พอโลเนียม (lat. พอโลเนียม; สัญลักษณ์ Po) เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 84 ในตารางธาตุ ซึ่งเป็นโลหะกึ่งโลหะกัมมันตภาพรังสีที่มีสีเงินขาว ไม่มีไอโซโทปที่เสถียร

ประวัติและที่มาของชื่อ

ธาตุนี้ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2441 โดยคู่สมรส Pierre Curie และ Marie Skłodowska-Curie ในส่วนผสมเรซิน องค์ประกอบนี้ตั้งชื่อตามบ้านเกิดของ Marie Skłodowska-Curie - โปแลนด์ (lat. Polonia)
ในปี 1902 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน วิลเฮล์ม มาร์กวาลด์ ค้นพบองค์ประกอบใหม่ เขาตั้งชื่อมันว่ารังสีเทลลูเรียม หลังจากอ่านบันทึกเกี่ยวกับการค้นพบนี้แล้ว กูรีก็รายงานว่านี่คือธาตุพอโลเนียมที่พวกเขาค้นพบเมื่อสี่ปีก่อน Markwald ไม่เห็นด้วยกับการประเมินนี้ โดยกล่าวว่าพอโลเนียมและเรดิโอเทลลูเรียมเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างกัน หลังจากการทดลองธาตุนี้หลายครั้ง พวกกูรีก็พิสูจน์ว่าพอโลเนียมและเรดิโอเทลลูเรียมมีครึ่งชีวิตเท่ากัน Markwald ถูกบังคับให้ล่าถอย
ตัวอย่างแรกของพอโลเนียมที่มีธาตุนี้ 0.1 มก. ถูกแยกได้ในปี พ.ศ. 2453

คุณสมบัติ

พอโลเนียมเป็นโลหะกัมมันตภาพรังสีสีขาวเงินอ่อน
โลหะโพโลเนียมจะออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศ รู้จักพอโลเนียมไดออกไซด์ (PoO 2) x และพอโลเนียมมอนนอกไซด์ PoO ก่อรูปเตตราเฮไลด์ด้วยฮาโลเจน เมื่อสัมผัสกับกรดจะเกิดเป็นสารละลายโดยเกิดไอออนบวก Po 2+ สีชมพู:
Po + 2HCl → PoCl 2 + H 2

เมื่อโพโลเนียมละลายในกรดไฮโดรคลอริกโดยมีแมกนีเซียมจะเกิดไฮโดรเจนโปโลไนด์:
Po + Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 Po,

ซึ่งอยู่ในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิห้อง (ตั้งแต่ -36.1 ถึง 35.3 °C)
ในปริมาณตัวบ่งชี้จะได้รับพอโลเนียมไตรออกไซด์ที่เป็นกรด PoO 3 และเกลือของกรดพอโลเนียมซึ่งไม่มีอยู่ในสถานะอิสระ - ได้รับโพโลเนต K 2 PoO 4 โพโลเนียมไดออกไซด์ PoO 2 เป็นที่รู้จักกัน สร้างเฮไลด์ขององค์ประกอบ PoX 2, PoX 4 และ PoX 6 เช่นเดียวกับเทลลูเรียม พอโลเนียมสามารถสร้างสารประกอบทางเคมี - โปโลไนด์ - ด้วยโลหะหลายชนิด
พอโลเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีเพียงชนิดเดียวที่ก่อตัวเป็นตาข่ายลูกบาศก์คริสตัลแบบโมโนอะตอมเดี่ยวที่อุณหภูมิต่ำ

ใบเสร็จ

ในทางปฏิบัติ พอโลเนียมนิวไคลด์ 210 Po ถูกสังเคราะห์ขึ้นในปริมาณกรัมโดยการฉายรังสีโลหะ 209 Bi ด้วยนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ผลลัพธ์ 210 Bi จะกลายเป็น 210 Po เนื่องจากการสลายตัวของβ เมื่อไอโซโทปเดียวกันของบิสมัทถูกฉายรังสีด้วยโปรตอนตามปฏิกิริยา
209 ไบ + พี → 209 โพ + เอ็น
ไอโซโทปที่มีอายุยาวนานที่สุดของพอโลเนียม 209 Po จะเกิดขึ้น
พอโลเนียมในปริมาณเล็กน้อยถูกสกัดจากของเสียจากการแปรรูปแร่ยูเรเนียม พอโลเนียมถูกแยกได้โดยการสกัด การแลกเปลี่ยนไอออน โครมาโตกราฟี และการระเหิด
โลหะ Po ได้มาจากการสลายตัวด้วยความร้อนในสุญญากาศของ PoS ซัลไฟด์หรือไดออกไซด์ (PoO 2) x ที่อุณหภูมิ 500 °C
98% ของการผลิตพอโลเนียมในโลกมาจากรัสเซีย

พอโลเนียม(lat. โพโลเนียม), Po ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีกัมมันตภาพรังสีของกลุ่ม VI ของระบบธาตุ Mendeleev เลขอะตอม 84 โพโลเนียมเป็นองค์ประกอบแรกที่ค้นพบเกี่ยวกับคุณสมบัติกัมมันตรังสีโดย P. Curie และ M. Sklodowska-Curie ในปี พ.ศ. 2441 ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่โปแลนด์ (lat. Polonia) - บ้านเกิดของ M. Skłodowska-Curie มีไอโซโทปกัมมันตรังสีที่รู้จักอยู่ 25 ไอโซโทปของพอโลเนียมซึ่งมีเลขมวลตั้งแต่ 194 ถึง 218 ไอโซโทปที่มีอายุยาวนานที่สุดคือสารกัมมันตภาพรังสี α 209 Po ที่สร้างขึ้นโดยมนุษย์ (ครึ่งชีวิต T ½ = 103 ปี) พอโลเนียมมีไอโซโทปอยู่ 7 ไอโซโทปที่พบในธรรมชาติ โดยมีเลขมวล 210-212, 214-216 และ 218 เป็นสมาชิกของกลุ่มกัมมันตภาพรังสี ได้แก่ ยูเรเนียม แอกทินูเรเนียม และทอเรียม เสถียรที่สุดคือα-กัมมันตภาพรังสี 210 Po (T ½ = 138 วัน) ปริมาณมิลลิกรัม 210 Po สามารถแยกได้ไม่เพียงแต่จากวัตถุธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังสังเคราะห์ขึ้นโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ของนิวตรอนกับบิสมัทอีกด้วย ข้อมูลเกือบทั้งหมดเกี่ยวกับพอโลเนียมได้มาโดยใช้ 210 Po

พอโลเนียมเป็นองค์ประกอบที่หายาก ปริมาณของมันในเปลือกโลกอยู่ที่ประมาณ 2·10 -15% ในรูปแบบอิสระ พอโลเนียมเป็นโลหะสีขาวเงินอ่อน ความหนาแน่น 9.3 g/cm3 จุดหลอมเหลว 254 °C จุดเดือด 1162 °C. โครงสร้างเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอมคือ 6s 2 6p 4 ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมี พอโลเนียมใกล้เคียงกับเทลลูเรียมมากที่สุด ในสารประกอบ (เช่น Te) จะมีสถานะออกซิเดชัน -2, +2, +4 และ +6 รู้จักออกไซด์ PoO, PoO 2 และ PoO 3 เมื่อ Zn ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดไฮโดรคลอริกของพอโลเนียม จะเกิดไฮไดรด์ที่ระเหยง่าย PoH 2 ขึ้นมา สารละลายโพโลเนียมประกอบด้วยไอออน PoO 4 2- PoO 3 2-, Po 4+ และ Po 2+

รู้จักพอโลเนียมไฮดรอกไซด์ - PoO(OH) 2

โพลิเนียม เตตราฮาไลด์และซัลเฟตขององค์ประกอบต่างๆ ที่ถูกไฮโดรไลซ์อย่างง่ายดายถูกสังเคราะห์ในปริมาณน้ำหนัก โดยใช้วิธีการพาหะ (โดยใช้อะนาล็อกของพอโลเนียม - เทลลูเรียม) สารประกอบออร์กาโนโพโลเนียมถูกสังเคราะห์โดยทำพันธะ Po - คาร์บอน [ได้รับเช่น Polonium diphenyl (C 6 H 5) 2 Po, Polonium diphenyl dichloride (C 6 H 3) 2 PoCl 2 ฯลฯ เป็นต้น] พอโลเนียมเป็นพิษอย่างยิ่งดังนั้นจึงต้องใช้งานกับมันในกล่องพิเศษ

ไอโซโทป 210 Po ใช้ในแหล่งนิวตรอน พลังงานของอนุภาค 210 Po α สามารถแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ โดยเฉพาะแบตเตอรี่ไฟฟ้า "อะตอมมิก" ที่มี 210 Po ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนานบนดาวเทียม Kosmos-84 และ Kosmos-89

Polonium-210 (210 Po) เป็นส่วนประกอบทั่วไปของกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มันเข้าสู่พืชจากดินผ่านทางรากหรือจากบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการสะสมของอวัยวะเหนือพื้นดิน ในปริมาณเล็กน้อย (10 -4 pcurie/g) 210 Po พบได้ในน้ำทะเล สามารถสะสมโดยสิ่งมีชีวิตในทะเล (ในสาหร่ายทะเล Porphyra umbilicalis ค่าสัมประสิทธิ์การสะสมอยู่ที่ ~ 1,000) 210 โป เข้าสู่ร่างกายของสัตว์และมนุษย์ด้วยอาหาร ปริมาณประมาณ 210 Po ในปลาทะเลคือ 20-100 pcuries/กก. เนื้อสัตว์ - 2-3 pcuries/กก. ขนมปัง - 1 pcuries/กก. ธัญพืช - 2 pcuries/กก. ชา - 500-600 pcuries/กก. ในร่างกายของสัตว์และมนุษย์ (ความเข้มข้นจำเพาะประมาณ 4-10 -5 pCuries/กรัมของเนื้อเยื่อดิบ) พอโลเนียมมีการกระจายค่อนข้างสม่ำเสมอทั่วทั้งอวัยวะแต่ละส่วน ผลกระทบทางชีวภาพของ 210 Po เกิดจากการแผ่รังสีα การทดลองกับสัตว์ได้แสดงให้เห็นความเป็นพิษสูงของนิวไคลด์กัมมันตรังสีนี้ในระดับความเข้มข้นสูง ดังนั้นความเข้มข้น 210 Po ที่สูงกว่า 0.0003 µCurie/กรัมของน้ำหนักสดจึงทำให้อายุขัยของหนูขาวลดลง องค์ประกอบของเลือดที่อยู่รอบข้างเปลี่ยนแปลง และทำให้เกิดโรคตับแข็งในตับ ในระยะยาว สัตว์เหล่านี้จะมีเนื้องอกที่ไต ลำไส้ใหญ่ อัณฑะ และอวัยวะอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง ผลกระทบทางชีวภาพของความเข้มข้นต่ำที่ 210 Po ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ