Polonium (Po) je veľmi vzácny a vysoko prchavý rádioaktívny kov. Pred objavom polónia a francúzskeho fyzika Marie Curie v roku 1898 boli urán a tórium jedinými známymi rádioaktívnymi prvkami. Curie pomenovala polónium po svojej vlasti v Poľsku.
Polonium je pre človeka málo užitočné, s výnimkou niektorých hrozivých aplikácií: Používa sa ako spúšť v prvej atómovej bombe a je tiež podozrivým jedom pri niekoľkých vysokoprofilových úmrtiach.
V komerčných aplikáciách sa polónium občas používa na odstránenie statickej elektriny v strojoch alebo prachu z fotografického filmu. Môže byť tiež použitý ako ľahký zdroj tepla pre termoelektrickú energiu vo vesmírnych satelitoch.
Klasifikácia
Polonium sa nachádza v skupine 16 a období 6 v periodickej tabuľke prvkov. Podľa Kráľovskej chemickej spoločnosti sa klasifikuje ako kov, pretože pri zvyšovaní teploty klesá elektrická vodivosť polónia.
Prvkom je najťažší kov chalkogénov, skupina prvkov tiež známa ako „kyslíková rodina“. Všetky chalkogény sa nachádzajú v medených rudách. Ďalšie prvky v skupine chalkogénu zahŕňajú kyslík, síru, selén a telúr.
Existuje 33 známych izotopov (atómy rovnakého prvku s rôznym počtom neutrónov) polónia a všetky sú rádioaktívne. Rádioaktívna nestabilita tohto prvku ho robí vhodným kandidátom na použitie v atómových bombách.
Fyzicka charakteristika
- Atómové číslo (počet protónov v jadre): 84
- Atómový symbol (v periodickej tabuľke prvkov): Po
- Atómová hmotnosť (priemerná hmotnosť atómu): 209
- Hustota: 9,32 gramov na kubický centimeter
- Fáza pri izbovej teplote: tuhá látka
- Teplota topenia: 489,2 ° Fahrenheita (254 ° C)
- Bod varu: 1 763,6 ° F (962 ° C)
- Najbežnejší izotop: Po-210, ktorý má polčas iba 138 dní
Objav
Keď Curie a jej manžel Pierre Curie objavili polónie, hľadali zdroj rádioaktivity v prírodne sa vyskytujúcej rude bohatej na urán zvanej pitchblende.
Obaja si všimli, že nerafinovaná smola bola rádioaktívnejšia ako urán, ktorý bol z nej oddelený. Usúdili preto, že smola musí mať aspoň jeden ďalší rádioaktívny prvok.
Curies kúpil veľa pitchblende, aby mohli chemicky separovať zlúčeniny v mineráloch. Po mesiacoch usilovnej práce konečne izolovali rádioaktívny prvok: látku podľa Medzinárodnej únie čistej a aplikovanej chémie (IUPAC), ktorá je 400-krát rádioaktívnejšia ako urán.
Vyťaženie polónia bolo náročné, pretože tam bolo také malé množstvo; 1 tuna uránovej rudy obsahuje iba asi 100 mikrogramov (0,0001 gramu) polónia.
Podľa Kráľovskej chemickej spoločnosti však Curies dokázali vytiahnuť izotop, ktorý dnes poznáme ako polónium-209.
Zdroje
Stopy Po-210 sa nachádzajú v pôde a vo vzduchu. Napríklad Po-210 sa vyrába počas rozpadu plynu radónu 222, ktorý je výsledkom rozpadu rádia. Rádium je rozkladný produkt uránu, ktorý sa vyskytuje takmer vo všetkých horninách a pôde vytvorenej z hornín.
Lišky sú schopné absorbovať polónium priamo z atmosféry. V severných oblastiach môžu mať ľudia, ktorí jedia sobov, vyššiu koncentráciu polónia v krvi, pretože sobia jedia lišajníky.
Polonium sa považuje za vzácny prírodný prvok. Hoci sa nachádza v uránových rudách, nie je hospodárne vyťažiť, pretože podľa Jeffersonovho laboratória existuje len asi 100 mikrogramov polónia na 1 tonu (0,9 metrických ton) uránovej rudy.
Namiesto toho sa polónium získava bombardovaním bizmutu-209 (stabilný izotop) neutrónmi v jadrovom reaktore. Podľa Kráľovskej chemickej spoločnosti sa tým vytvára rádioaktívny bizmut-210, ktorý sa potom rozpadá na polónium procesom nazývaným beta rozpad.
Komisia pre jadrovú reguláciu Spojených štátov odhaduje, že na celom svete sa ročne vyprodukuje iba asi 100 gramov (3,5 unce) polonium-210.
Komerčné využitie
Vzhľadom na svoju vysokú rádioaktivitu má polónium málo komerčných aplikácií. Medzi obmedzené použitia tohto prvku patrí eliminácia statickej elektriny v strojoch a odstraňovanie prachu z fotografického filmu. V obidvoch aplikáciách musí byť polónium dôkladne zapečatené, aby sa chránil užívateľ.
Tento prvok sa používa aj ako ľahký zdroj tepla pre termoelektrickú energiu v satelitoch a iných kozmických lodiach. Je to preto, že polónium sa rýchlo rozpadá a tak uvoľňuje veľké množstvo energie vo forme tepla. Podľa Royal Society of Chemistry iba jeden gram polónia dosiahne teplotu 500 stupňov Celzia (932 stupňov F).
Atómová bomba
V polovici druhej svetovej vojny začali vojenské zbory inžinierov organizovať Manhattanský inžiniersky okres, prísne tajný výskumný a vývojový program, ktorý nakoniec vyrobil prvé jadrové zbrane na svete.
Pred štyridsiatymi rokmi nebol dôvod izolovať polónium v jeho čistej forme alebo ho vyrábať v podstatnom množstve, pretože nebolo známe žiadne použitie a bolo o ňom známe len veľmi málo. Inžinieri okresu však začali študovať polónium a zistili, že prvok je dôležitou súčasťou ich jadrových zbraní.
Podľa Nadácie pre atómové dedičstvo fungovala ako iniciátor bomby kombinácia polónia a berýlia, ďalšieho vzácneho prvku.
Po vojne bol výskumný projekt polónia presunutý do laboratória Mound Laboratory v Miamisburgu v štáte Ohio. Mound Lab, ktorý bol dokončený v roku 1949, bol prvým stálym zariadením Komisie pre atómovú energiu na vývoj jadrových zbraní.
Otrava
Polonium je pre človeka toxické, dokonca aj vo veľmi malom množstve.
Prvou osobou, ktorá zomrela na otravu polóniom, mohla byť dcéra Marie Curie Irène Joliot-Curie. V roku 1946 na svojej laboratórnej lavici explodovala polónna kapsula, ktorá mohla byť dôvodom vzniku leukémie a podľa Smithsonian.com zomrela o 10 rokov neskôr.
Otrava polóniom tiež zabila Alexandra Litvinenka, bývalého ruského špióna, ktorý žil v Londýne v roku 2006 po tom, čo požiadal o politický azyl.
Otrava bola tiež podozrivá pri úmrtí palestínskeho vodcu Yassera Arafata v roku 2004, keďže podľa denníka The Wall Street Journal boli na jeho šatách zistené prekvapivo vysoké úrovne polónia 210.
Štúdia z roku 2011 uverejnená v časopise Nicotine & Tobacco Research zistila, že tabakové spoločnosti si boli vedomé toho, že cigarety a iné výrobky obsahujúce tabak obsahujú nízku hladinu polónia. Autori štúdie vypočítali, že rádioaktivita z polária v cigaretách je zodpovedná až za 138 úmrtí na každých 1 000 fajčiarov v období 25 rokov.
Ďalší výskum ukázal, že podľa údajov Národnej siete zdravotníckych toxikologických údajov amerického inštitútu zdravotníctva sa v rebrách fajčiarov ako u nefajčiarov nachádza dvakrát toľko polónia ako u nefajčiarov.
Ďalšie čítanie:
