לפולוניום-210 יש קשר מאוד ברור עם קרינה. וזה לא לשווא, כי זה מסוכן ביותר.
היסטוריית גילוי
קיומו נחזה עוד בשנת 1889 על ידי מנדלייב, כאשר יצר את הטבלה המחזורית המפורסמת שלו. בפועל, היסוד הזה, מספר 84, הושג תשע שנים מאוחר יותר על ידי מאמציהם של הקיורי, שחקרו את תופעת הקרינה. מריה Sklodowska-Curie ניסתה לברר את הסיבה לקרינה החזקה הנובעת ממינרלים מסוימים, ולכן החלה לעבוד עם כמה דגימות סלעים, לעבד אותן בכל הדרכים העומדות לרשותה, לחלק לשברים ולהשליך את המיותר. כתוצאה מכך היא קיבלה חומר חדש, שהפך לאנלוג של ביסמוט והיסוד הרדיואקטיבי השלישי שהתגלה אחרי אורניום ותוריום.
למרות התוצאות המוצלחות של הניסוי, מריה לא מיהרה לדבר על הגילוי שלה. גם הניתוח הספקטרלי שביצע עמית לבני הזוג קירי לא נתן מקום לדבר על גילוי יסוד חדש. עם זאת, בדיווח בפגישה של האקדמיה למדעים של פריז ביולי 1898, דיווחו בני הזוגכביכול השיג חומר המציג תכונות של מתכת והציע לקרוא לה פולוניום לכבוד פולין - מולדתה של מרי. זה היה המקרה הראשון והיחיד בהיסטוריה שבו אלמנט שטרם זוהה בצורה מהימנה כבר קיבל שם. ובכן, המדגם הראשון הופיע רק ב-1910.
מאפיינים פיזיים וכימיים
פולוניום היא מתכת רכה יחסית, כסופה-לבנה. הוא כל כך רדיואקטיבי שהוא זוהר בחושך ומתחמם כל הזמן. יחד עם זאת, נקודת ההיתוך שלו גבוהה במעט מזו של בדיל - 254 מעלות צלזיוס בלבד. המתכת מתחמצנת מהר מאוד באוויר. בטמפרטורות נמוכות, הוא יוצר סריג קריסטל קובי פשוט מונוטומי.
מבחינת התכונות הכימיות שלו, הפולוניום קרוב מאוד למקבילו - הטלוריום. בנוסף, אופי התרכובות שלו מושפע מאוד מרמת קרינה גבוהה. אז תגובות שמערבות פולוניום יכולות להיות די מרהיבות ומעניינות, אם כי די מסוכנות מבחינת היתרונות הבריאותיים.
איזוטופים
בסך הכל, המדע מכיר כיום 27 (לפי מקורות אחרים - 33) צורות של פולוניום. אף אחד מהם לא יציב וכולם רדיואקטיביים. האיזוטופים הכבדים ביותר (עם מספרים סידוריים מ-210 עד 218) נמצאים בטבע בכמויות קטנות, את השאר ניתן להשיג רק באופן מלאכותי.
פולוניום-210 רדיואקטיבי הוא הצורה הארוכה ביותר של הטבע. הוא כלול בכמות קטנה בעפרות רדיום-אורניום ונוצר עקב השרשרתתגובות שמתחילות ב-U-238 ונמשכות כ-4.5 מיליארד שנים במונחים של זמן מחצית חיים.
קבל
1 טון של עפרות אורניום מכיל את האיזוטופ פולוניום-210 בכמות השווה לכ-100 מיקרוגרם. ניתן לבודד אותם במהלך עיבוד פסולת הייצור, אולם כדי להשיג נפח משמעותי פחות או יותר של האלמנט, יהיה צורך לעבד כמות עצומה של חומר. דרך פשוטה ויעילה הרבה יותר היא סינתזה באמצעות הקרנת נויטרונים של ביסמוט טבעי בכורים גרעיניים.
כתוצאה מכך, לאחר כמה הליכים נוספים, מתקבל פולוניום-210. ניתן להשיג איזוטופים 208 ו-209 גם על ידי הקרנת ביסמוט או עופרת עם אלומות מואצות של חלקיקי אלפא, פרוטונים או דויטרונים.
רדיואקטיביות
פולוניום-210, כמו איזוטופים אחרים, הוא פולט אלפא. הקבוצה הכבדה יותר פולטת גם קרני גמא. למרות העובדה שהאיזוטופ 210 הוא מקור לחלקיקי אלפא בלבד, הוא די מסוכן, לא ניתן לקחת אותו ביד ואפילו להתקרב אליו מטווח קרוב, כי כאשר מחומם הוא עובר למצב אירוסול. זה גם מסוכן מאוד להכניס פולוניום פנימה עם נשימה או אוכל. לכן העבודה עם החומר הזה מתבצעת בקופסאות אטומות מיוחדות. זה מוזר שאלמנט זה נמצא בעלי טבק לפני כחצי מאה. תקופת ההתפרקות של פולוניום-210 בהשוואה לאיזוטופים אחרים גדולה מספיק, ולכן היא יכולה להצטבר בצמח ולהזיק לאחר מכן.בריאותו של המעשן אפילו יותר. עם זאת, כל ניסיון להוציא חומר זה מטבק לא צלח.
סכנה
מכיוון שפולוניום-210 פולט רק חלקיקי אלפא, תוך נקיטת אמצעי זהירות מסוימים, אתה לא צריך לפחד לעבוד איתו. גלים אלה עוברים רק לעתים רחוקות יותר מתריסר סנטימטרים, ולרוב אינם יכולים לחדור לעור.
עם זאת, ברגע שהם נכנסים לגוף, הם גורמים לו נזק רב. כאשר הוא חודר לזרם הדם הוא מתפשט במהירות לכל הרקמות – לאחר מספר דקות ניתן לראות את נוכחותו בכל האיברים. הוא קיים בעיקר בכליות ובכבד, אך באופן כללי הוא מופץ באופן שווה למדי, מה שעשוי להסביר את ההשפעה המזיקה הכוללת הגבוהה שלו.
הרעילות של פולוניום כל כך גדולה שאפילו מינונים קטנים גורמים למחלת קרינה כרונית ומוות תוך 6-11 חודשים. דרכי ההפרשה העיקריות מהגוף הן דרך הכליות ומערכת העיכול. יש תלות בשיטת הכניסה. זמן מחצית החיים הוא 30 עד 50 ימים.
הרעלת פולוניום בשוגג היא בלתי אפשרית לחלוטין. כדי להשיג כמות מספקת של החומר, יש צורך בגישה לכור גרעיני ולשים בכוונה איזוטופ על הקורבן. מורכבות האבחון נעוצה גם בעובדה שרק מקרים בודדים ידועים לאורך ההיסטוריה. הקורבן הראשון היא בתם של מגלי הפולוניום, איירין ג'וליוט-קירי, שבמהלך מחקר שברה את הקפסולה עם החומר במעבדה ומתה 10 שנים לאחר מכן. שני מקרים נוספיםשייכים למאה ה-21. הראשון שבהם הוא המקרה הסנסציוני של ליטוויננקו, שמת ב-2006, והשני הוא מותו של יאסר ערפאת, שבדבריו נמצאו עקבות של איזוטופ רדיואקטיבי. עם זאת, אבחנה סופית מעולם לא אושרה.
Decomposition
אחד האיזוטופים הארוכים ביותר, יחד עם 208 ו-209, הוא פולוניום-210. זמן מחצית החיים (כלומר הזמן שבו מספר החלקיקים הרדיואקטיביים מצטמצם בחצי) עבור השניים הראשונים הוא 2, 9 ו-102 שנים, בהתאמה, וב-138 הימים האחרונים ו-9 השעות האחרונות. באשר לשאר האיזוטופים, משך החיים שלהם מחושב בעיקר בדקות ובשעות.
השילוב של תכונות שונות של פולוניום-210 הופך אותו לנוח ביותר מבין הסדרה לשימוש בתחומי חיים שונים. בהיותו במעטפת מתכת מיוחדת, הוא כבר לא יכול להזיק לבריאותו, אבל הוא מסוגל לתת את האנרגיה שלו לטובת האנושות. אז למה משמש פולוניום-210 היום?
אפליקציה מודרנית
לפי כמה דיווחים, כ-95% מייצור הפולוניום מרוכז ברוסיה, וכ-100 גרם מהחומר מסונתזים בשנה, וכמעט כולו מיוצא לארצות הברית.
יש כמה אזורים שבהם נעשה שימוש בפולוניום-210. קודם כל, אלו חלליות. עם גודלו הקומפקטי, הוא הכרחי כמקור מצוין לאנרגיה ולחום. למרות שיעילותו מצטמצמת בחצי בערך כל 5 חודשים, איזוטופים כבדים יותר יקרים הרבה יותר לייצור.
למעטיתר על כן, פולוניום הוא הכרחי לחלוטין בפיזיקה גרעינית. הוא נמצא בשימוש נרחב בחקר ההשפעה של קרינת אלפא על חומרים אחרים.
לבסוף, תחום יישום נוסף הוא ייצור של מכשירים להסרת חשמל סטטי לשימוש תעשייתי וגם לשימוש ביתי. מדהים איך אלמנט מסוכן כזה יכול להפוך כמעט לכלי מטבח, כשהוא סגור במעטפת אמינה.
