Полоний это металл или нет

Обновлено: 06.07.2024

Po, радиоактивный химический элемент VI группы периодической системы Менделеева, атомный номер 84. П. — первый элемент, открытый по радиоактивным свойствам П. Кюри и М. Склодовской-Кюри (См. Склодовская-Кюри) 1898 (см. Радиоактивность). Назван в честь Польши (лат. Polonia) — родины М. Склодовской-Кюри. Известно 25 радиоактивных изотопов П. с массовыми числами от 194 до 218. Наиболее долгоживущим является искусственно полученный α-радиоактивный 209 Po (период полураспада T_1/2 = 103 года). В природе встречаются 7 изотопов П. с массовыми числами 210—212, 214—216 и 218 как члены радиоактивных рядов (См. Радиоактивные ряды) урана, актиноурана и тория. Наиболее устойчив из них α-радиоактивный 210 Po (T_1/2 = 138 сут). Миллиграммовые количества 210 Po можно выделить не только из природных объектов, но и синтезировать искусственно по ядерной реакции нейтронов с висмутом. Практически все сведения о П. получены с использованием 210 Po.

П. — редкий элемент; содержание его в земной коре около 2․10 -15 %. В свободном виде П. — мягкий серебристо-белый металл; плотность 9,3 г/см 3 , t_пл 254 °С, t_kип 1162 °С. Конфигурация внешней электронной оболочки атома 6s 2 6p 4 . По химическим свойствам П. ближе всего к теллуру. В соединениях (как и Te) проявляет степени окисления -2, +2, +4 и +6. Известны окислы PoO, PoO₂ и PoO₃. При действии Zn на солянокислый раствор П. образуется летучий гидрид PoH₂. В растворах П. существуют ионы PoO 2- ₄, PoO 2- ₃, Po 4+ и Po 2+ . Известна гидроокись П. — PoO (OH)₂.

В весовых количествах синтезированы легко гидролизующиеся тетрагалогениды П. и сульфаты различных составов. Методом носителей (используя аналог П. — теллур) синтезированы полонийорганические соединения, в которых осуществляется связь Po — углерод [получены, например, дифенил П. (C₆H₅)₂Po, дифенилдихлорид П. (C₆H₅)₂PoCI₂ и т.д.]. П. чрезвычайно токсичен и поэтому работы с ним проводят в специальных боксах.

Изотоп 210 Po применяется в нейтронных источниках (См. Нейтронные источники). Энергию α-частиц 210 Po можно преобразовать в электрическую энергию. Электрические «атомные» батарейки с 210 Po, обладающие длительным сроком службы, применялись, в частности, на спутниках «Космос-84» и «Космос-89».

Лит.: Бэгнал К., Химия редких радиоактивных элементов. Полоний — актиний, пер. с англ., М., 1960; его же, Химия селена, теллура и полония, М., 1971; Ершова З. В., Волгин А. Г., Полоний и его применение, М., 1974.

Полоний-210 ( 210 Po) — обычный компонент естественных радиоактивных выпадений. В растения поступает из почвы через корни или из атмосферы в результате отложения на надземных органах. В небольших количествах (10 -4 пкюри/г) 210 Po находится в морской воде; может накапливаться морскими организмами (у морских водоросли Porphyra umbilicalis коэффициент накопления его Полоний 1000). В организм животных и человека 210 Po поступает с пищей. Примерное содержание 210 Po в морской рыбе составляет 20—100 пкюри/кг, мясе — 2—3 пкюри/кг, хлебе — 1 пкюри/кг, крупе — 2 пкюри/кг, чае — 500—600 пкюри/кг. В организме животных и человека (удельная концентрация около 4․10 -5 пкюри/г сырой ткани) П. относительно равномерно распределяется по отдельным органам. Биологическое действие 210 Po обусловлено α-излучением. В опытах на животных показана высокая токсичность этого радионуклида в больших концентрациях. Так, концентрации 210 Po выше 0,0003 мккюри/г живого веса снижали продолжительность жизни белых крыс, изменяли состав периферической крови, вызывали циррозы печени; в отдалённые сроки у животных развивались опухоли почек, толстого кишечника, семенников и ряда др. органов. Биологическое действие малых концентраций 210 Po изучено недостаточно.

Лит.: Распределение и биологическое действие радиоактивных изотопов. Сб. ст., М., 1966; Методы радиоэкологических исследовании. Сб. ст., М., 1971.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Полоний – радиоактивный металл, идеальный яд

Этот химический элемент открыт случайно – при исследовании радиоактивного сырья. Полоний – один из самых токсичных, опасных химических веществ. Но ценим ядерщиками.

Что представляет собой

Полоний – это химический элемент №84 таблицы Менделеева, белый с серебристостью – мягкий металл.

Тонкая плёнка металлического полония на диске из нержавеющей стали

Радиоактивен. По составу это конгломерат четырех десятков изотопов:

Среди них стабильные единицы отсутствуют. Полоний – первый среди элементов таблицы Менделеева с таким свойством.
Изотопы-«долгожители» – 208 и 209 (полураспадаются три и 102 года).
Изотопам, завязанные на уране и тории, присвоены названия. На сегодня устаревшие.

Международное обозначение – Po (Polonium).

Как был открыт

Полоний как элемент получен супругами Кюри к 1898 году при исследовании урановой смолки:

Ученые обнаружили, что отходы, оставшиеся после извлечения урана, «фонят» сильнее исходного материала. Так были открыты радий и полоний.
Образец с 0,11 мг полония удалось выделить через 12 лет – после обработки вручную десятков тонн урановых руд.
Название элемента предложила Мария Кюри, в девичестве Склодовска.

В историю науки элемент вошел как полоний, в честь Польши (Polonia) – родины Марии Кюри.

Супруги придумали единицу измерения для нового элемента – беккерель (Бк). Так они отдали дань уважения французскому коллеге, вдохновившему Марию на исследования.

Физико-химические характеристики

Для физика или химика это небанальный материал:

Полоний – единственный химический элемент, кристалл которого формирует решетку-куб из одного атома при малых температурах.

Как представлен в природе

Тонна земной коры содержит 0,00002 мкг полония. Элемент извлекают из минералов тория и урана. Здесь его концентрация на три-четыре порядка выше.

Полониевый изотоп 210 замечен в табаке. Попытки избавить растительное сырье от данного элемента успехом не увенчались.

Изотоп	Название	Обозначение	Радиоактивный ряд
210Po	Радий F	RaF	238U
211Po	Актиний C’	AcC’	235U
212Po	Торий C’	ThC’	232Th
214Po	Радий C’	RaC’	238U
215Po	Актиний A	AcA	235U
216Po	Торий A	ThA	232Th
218Po	Радий A	RaA	238U

Технология получения

Источник радиоактивного элемента – урановые руды. Но концентрация ничтожна: на 100 триллионов частиц урана приходится одна частица полония.

Поэтому сегодня львиную долю вещества получают на ядерных реакторах:

Металлический висмут бомбардируют нейтронами.
Энергия бета-распада превращает изотоп висмута в полоний-210.
Облучение его же протонами создает полониевый изотоп-долгожитель.

Металлическую форму вещества получают, разлагая сульфид либо диоксид полония (495°C в вакууме).

Микродозы элемента извлекают из уранового шлама. Применяют ионный обмен, хроматографию, другие методы.

Где используется

В научном, оборонном, гражданском секторе нашлось применение изотопу вещества-210:

Полониево-боро-бериллиевый сплав приноситпользу как материал источников нейтронов. Выпускается в виде шайбочек из карбида бора либо бериллия, покрытых полонием. Отпускаются в запаянных емкостях. Продукт безопасен, надежен, портативен, легок.
Элемент (соло либо со свинцом, иттрием) используют в производстве источников тепла для агрегатов, работающих автономно. Например, луно- или марсоходов.
Компонент сплавов электродов свечей зажигания.

В дуэте с изотопом лития элемент становится ядерным детонатором, кратно понижая критическую массу заряда.

Полоний признают стратегическим сырьем и органы власти государств, и террористические группировки. Учитывается с пристрастием.

Влияние на человека

Данные о влиянии элемента на организм человека базируются на результатах опытов с животными (на людях вещество не тестировалось).

Фатальная для взрослого доза полония – 0,6-2 мкг при вдыхании. При попадании с пищей или водой – на порядок больше.

Полоний отнесен к веществам первого класса опасности: запредельная токсичность дополняется радиоактивностью.

Этим обусловлены правила работы с материалом:

Манипуляции проводятся только в изолированных боксах.
Брать запрещено даже надев перчатки: кожа и сопредельные внутренние области облучатся.

В организм человека вещество попадает с воздухом, пищей, водой, табачным дымом. Локализуется мозгом, печенью, селезенкой, почками.

Симптомы отравления схожи с таллием: выпадение волос, судороги, онкология.

Из организма выводится наполовину через месяц-два.

Конспирология

Свойства вещества создали ему репутацию идеального яда:

Его не «видят» детекторы радиации в аэропортах, на таможне, других гражданских объектах.
Можно перевозить кристаллы, порошок, бутылочку с растворенным веществом.
Доза, достаточная для убийства человека, ничтожна. Поэтому не меняет цвета, запаха, вкуса напитка.
Для обнаружения требуется время, специальное оборудование и опытные сотрудники.

Крупинка полония размером полмиллиметра способна убить 3,5 тысячи человек.

Однако « достоинства » перечеркиваются недостатками: полоний оставляет радиационную «метку» на всем, с чем соприкасался. Убийца тоже может погибнуть.

Тема вещества как яда актуализировалась в начале тысячелетия:

В 2004 году ему приписали смерть лидера государства Палестина Ясира Арафата.
Через два года – отравление экс-сотрудника спецслужб РФ Александра Литвиненко.

Для последнего случая «железобетонных» доказательств не нашлось.

Полоний

Полоний — химический элемент с атомным номером 84 в периодической системе, обозначается символом Po ( Polonium ), радиоактивный полуметалл серебристо-белого цвета. Не имеет стабильных изотопов.

Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманке — урановой руде. Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 г.

Элемент назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (Polonia).

Свойства полония

Полоний — мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.

Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (РоО₂)_x и монооксид полония РоО. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро 2+ розового цвета:

При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:

который при комнатной температуре находится в жидком состоянии (от −36,1 до 35,3 °C)

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РоО₃ и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты К₂РоО₄. Известен также диоксид полония PoO₂. Образует галогениды состава PoX₂, PoX₄ и PoX₆. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.

Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку.

Изотопы полония

На начало 2006 года известны 33 изотопа полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбуждённых состояний изотопов полония. Наиболее долгоживущий изотоп, 209Po и 208Po имеют периоды полураспада 102 и 2,9 года соответственно. Некоторые изотопы полония, входящие в радиоактивные ряды урана и тория, имеют собственные наименования, которые сейчас в основном рассматриваются как устаревшие:

Изотоп	Название	Обозначение	Радиоактивный ряд
210 Po	Радий F	RaF	238 U
211 Po	Актиний C'	AcC'	235 U
212 Po	Торий C'	ThC'	232 Th
214 Po	Радий C'	RaC'	238 U
215 Po	Актиний A	AcA	235 U
216 Po	Торий A	ThA	232 Th
218 Po	Радий A	RaA	238 U

Нахождение в природе

Радионуклиды полония входят в состав естественных радиоактивных рядов:

210 Po (Т_1/2 = 138,376 суток), 218 Po (Т_1/2 = 3,10 мин) и 214 Po (Т_1/2 = 1,643·10 −4 с) — в ряд 238 U;

216 Po (Т_1/2 = 0,145 с) и 212 Po (Т_1/2 = 2,99·10 −7 с) — в ряд Th;

215 Po (Т_1/2 = 1,781·10 −3 с) и 211 Po(Т_1/2 = 0,516 с) — в ряд 235 U.

Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре 2·10 −14 % по массе.

Полоний-210 содержится также в табаке и табачном дыме. «Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешны» — говорится в статье, исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере ]

Получение

На практике в граммовых количествах нуклид полония 210 Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209 Bi нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210 Bi за счет β-распада превращается в 210 Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции

209 Bi + p → 209 Po + n

образуется самый долгоживущий изотоп полония 209 Po.

Микроколичества полония извлекают из отходов переработки урановых руд. Выделяют полоний экстракцией, ионным обменом, хроматографией и возгонкой.

Металлический Po получают термическим разложением в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO2)x при 500 °C.

Применение

Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но, к сожалению, короткоживущих, ввиду малого времени жизни 210 Po: Т_1/2 = 138,376 суток). Альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надежны. Например, латунная ампула диаметром два и высотой четыре сантиметра ежесекундно дает до 90 миллионов нейтронов.

Полоний также применялся в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры.

Важной областью применения полония является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 Вт/см³), тем не менее они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает альфа-частицы, проникающая способность и длина пробега которых минимальны. Например, у советского лунохода для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель.

Также следует указать, что полоний-210 может послужить в сплаве с легким изотопом лития ( 6 Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.

Биологическая роль

Полоний-210 высокотоксичен, имеет период полураспада 138 дней и 9 часов. Его удельная активность (166 ТБк/г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы. Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, так как его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоемах и в воздухе рабочих помещений 11,1·10 −3 Бк/л и 7,41·10 −3 Бк/м³. Поэтому работают с полонием-210 лишь в герметичных боксах.

Точных сведений о воздействии радиационного отравления полонием на человека не существуют, так как опыты на человеке не проводились (проводились, однако, измерения кинетики малых доз полония в организме человека, а также наблюдения нескольких известных случаев острого или хронического отравления полонием). По оценке специалистов, опубликованной в научном журнале Journal of Radiological Protection и основанной на математической модели радиационного отравления, разработанной на основе данных по опытам над животными, летальная доза полония-210 для взрослого человека оценивается в пределах от 0,1-0,3 ГБк (0,6-2 мкг), при попадании изотопа в организм через лёгкие, до 1-3 ГБк (6-18 мкг), при попадании в организм через пищеварительный тракт.

Полоний — радиоактивный химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), 6-го периода в периодической системе Д. И. Менделеева, с атомным номером 84, обозначается символом Po (лат. Polonium ). Относится к группе халькогенов. При нормальных условиях представляет собой мягкий радиоактивный металл серебристо-белого цвета.

Содержание

1 История и происхождение названия
2 Нахождение в природе
3 Свойства
4 Изотопы
5 Получение
6 Применение
7 Токсичность
8 Случаи отравления полонием-210
9 Содержание полония в продуктах

История и происхождение названия

Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в урановой смоляной руде. Об открытии они впервые сообщили 18 июля на заседании Парижской академии наук в докладе под названием «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной обманке». Элемент был назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (лат. Polonia ).

В 1902 году немецкий учёный Вильгельм Марквальд открыл новый элемент. Он назвал его радиотеллур. Кюри, прочтя заметку об открытии, сообщила, что это — элемент полоний, открытый ими четырьмя годами ранее. Марквальд не согласился с такой оценкой, заявив, что полоний и радиотеллур — разные элементы. После ряда экспериментов с элементом супруги Кюри доказали, что полоний и радиотеллур обладают одним и тем же периодом полураспада. Марквальд был вынужден признать свою ошибку.

Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 году.

Нахождение в природе

210 Po ( Т _1/2 = 138,376 суток), 218 Po ( Т _1/2 = 3,10 мин) и 214 Po ( Т _1/2 = 1,643⋅10 −4 с) — в ряд 238 U;

216 Po ( Т _1/2 = 0,145 с) и 212 Po ( Т _1/2 = 2,99⋅10 −7 с) — в ряд Th;

215 Po ( Т _1/2 = 1,781⋅10 −3 с) и 211 Po( Т _1/2 = 0,516 с) — в ряд 235 U.

Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре — около 2⋅10 −14 % по массе.

Свойства

Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (PoO₂)_x и монооксид полония PoO. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро 2+ розового цвета:

Po + Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂Po

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония PoO₃ и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты K₂PoO₄. Образует галогениды состава PoX₂, PoX₄ и PoX₆. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.

Изотопы

На начало 2006 года известны 33 изотопа полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбуждённых состояний изотопов полония. Стабильных изотопов не имеет. Наиболее долгоживущие изотопы, 209 Po и 208 Po имеют периоды полураспада 125 и 2,9 года соответственно. Некоторые изотопы полония, входящие в радиоактивные ряды урана и тория, имеют собственные наименования, которые сейчас в основном рассматриваются как устаревшие:

Изотоп	Название	Обозначение	Радиоактивный ряд
210 Po	Радий F	RaF	238 U
211 Po	Актиний C'	AcC'	235 U
212 Po	Торий C'	ThC'	232 Th
214 Po	Радий C'	RaC'	238 U
215 Po	Актиний A	AcA	235 U
216 Po	Торий A	ThA	232 Th
218 Po	Радий A	RaA	238 U

На практике в граммовых количествах нуклид полония 210 Po синтезируют искусственно, облучая металлический 209 Bi тепловыми нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210 Bi за счёт β-распада превращается в 210 Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции

В реакторах с жидкометаллическим носителем в качестве теплоносителя может применяться эвтектика свинец-висмут. Такой реактор, в частности, был установлен на подводной лодке К-27. В активной зоне реактора висмут может переходить в полоний.

Металлический Po получают термическим разложением в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO₂)_x при 500 °C.

Более 95 % мирового производства полония-210 приходится на Россию, однако практически весь он поставляется в США, где используется в основном для производства промышленных и бытовых антистатических ионизаторов воздуха.

На 2006 год, по утверждению британского учёного и писателя Джона Эмсли, в год производилось около 100 грамм 210 Po.

По данным британских экспертов, микроскопические дозы полония-210 стоят миллионы долларов США. С другой стороны, согласно утверждению радиохимика, д.х.н. Б.Жуйкова, получаемый из висмута полоний-210 очень дешёв. Согласно данным на 2006 год за производство 9,6 граммов полония-210 заводу «Авангард» платили порядка 10 миллионов рублей, что сопоставимо со стоимостью трития. Однако, американская компания United Nuclear, получающая изотоп из России, на 2006 год продавала образцы по цене $69, утверждая, что для накопления смертельной дозы потребовалось бы более $1 миллиона.

Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ -излучения (но короткоживущих ввиду малого времени жизни 210 Po: Т _1/2 = 138,376 суток) — альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в ( α , n)-реакции. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надёжны. Например, советский нейтронный источник ВНИ-2 представляет собой латунную ампулу диаметром два и высотой четыре сантиметра, ежесекундно излучающую до 90 миллионов нейтронов.

Полоний-210 часто применяется для ионизации газов (в частности, воздуха). В первую очередь ионизация воздуха необходима для борьбы со статическим электричеством (на производстве, при обращении с особо чувствительной аппаратурой). Например, для прецизионной оптики изготавливаются кисточки удаления пыли. Для окраски автомобилей в гаражах используются пульверизаторы с подачей воздуха, проходящего через антистатический ионизатор с полонием («ионную пушку»). Другое, уже ушедшее в прошлое применение эффекта ионизации газа — в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры.

Важной областью применения полония-210 является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например, космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность ( 150 Вт/см³ ), тем не менее, они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает почти исключительно альфа-частицы, а их проникающая способность и длина пробега в плотном веществе минимальны. Например, у советских самоходных аппаратов космической программы «Луноход» для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель.

Полоний-210 может послужить в сплаве с лёгким изотопом лития ( 6 Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Кроме того, полоний пригоден для создания компактных «грязных бомб» и удобен для скрытной транспортировки, так как практически не испускает гамма-излучения. Изотоп испускает гамма-кванты с энергией 803 кэВ с выходом только 0,001 % на распад.

Полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.

Токсичность

Полоний-210 чрезвычайно токсичен, радиотоксичен и канцерогенен, имеет период полураспада 138 дней и 9 часов. В 4 триллиона раз токсичнее синильной кислоты. Его удельная активность (166 ТБк/г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, поскольку результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы. Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, так как его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоёмах и в воздухе рабочих помещений 11,1⋅10 −3 Бк/л и 7,41⋅10 −3 Бк/м³. Поэтому работают с полонием-210 только в герметичных боксах.

Положительно заряженные альфа-частицы, излучаемые полонием, не проходят через кожу, однако при попадании полония внутрь организма, — если его проглотить или вдохнуть, — альфа-частицы необратимо разрушают внутренние органы и ткани, что зачастую приводит к гибели организма.

По оценке специалистов летальная доза полония-210 для взрослого человека — оценивается в пределах от 0,1—0,3 ГБк (0,6—2 мкг) при попадании изотопа в организм через лёгкие, до 1—3 ГБк (6—18 мкг) при попадании в организм через пищеварительный тракт.

Случаи отравления полонием-210

Смерть Александра Литвиненко в 2006 году, который скончался в результате отравления полонием-210.
Полоний был обнаружен в личных вещах Ясира Арафата, который скончался в 2004 году. Проведена эксгумация тела. Первоначально швейцарская сторона международной комиссии подтвердила факт отравления полонием. Однако позже согласилась с выводами российской и французской стороны об отсутствии доказательств отравления.

Содержание полония в продуктах

Полоний-210 в небольших количествах находится в природе и накапливается табаком, вследствие чего является одним из заметных факторов, который наносит вред здоровью курильщика. Другие природные изотопы полония распадаются очень быстро, поэтому не успевают накапливаться в табаке. «Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки удалить его были безуспешны», — говорится в статье 2008 года исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере.

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H₂,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Поло́ний (лат. Polonium ) — химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы, халькогены), 6-го периода в периодической системе, имеет атомный номер 84, обозначается символом Po. Радиоактивный полуметалл серебристо-белого цвета. Не имеет стабильных изотопов.

Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманке [2] . Элемент был назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (лат. Polonia ).

В 1902 году немецкий учёный Вильгельм Марквальд открыл новый элемент. Он назвал его радиотеллур. Кюри, прочтя заметку об открытии, сообщила, что это элемент полоний, открытый ими четырьмя годами ранее. Марквальд не согласился с такой оценкой, заявив, что полоний и радиотеллур — разные элементы. После ряда экспериментов с элементом супруги Кюри доказали, что полоний и радиотеллур обладают одним и тем же периодом полураспада. Марквальд был вынужден отступить.

Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 г.

210 Po ( Т _1/2 = 138,376 суток), 218 Po ( Т _1/2 = 3,10 мин) и 214 Po ( Т _1/2 = 1,643·10 −4 с) — в ряд 238 U;

216 Po ( Т _1/2 = 0,145 с) и 212 Po ( Т _1/2 = 2,99·10 −7 с) — в ряд Th;

215 Po ( Т _1/2 = 1,781·10 −3 с) и 211 Po( Т _1/2 = 0,516 с) — в ряд 235 U.

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РоО₃ и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты К₂РоО₄. Образует галогениды состава PoX₂, PoX₄ и PoX₆. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.

Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку [3] .

На начало 2006 года известны 33 изотопа полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбуждённых состояний изотопов полония. Стабильных изотопов не имеет [1] . Наиболее долгоживущие изотопы, 209 Po и 208 Po имеют периоды полураспада 102 и 2,9 года соответственно. Некоторые изотопы полония, входящие в радиоактивные ряды урана и тория, имеют собственные наименования, которые сейчас в основном рассматриваются как устаревшие:

Изотоп	Название	Обозначение	Радиоактивный ряд
210 Po	Радий F	RaF	238 U
211 Po	Актиний C'	AcC'	235 U
212 Po	Торий C'	ThC'	232 Th
214 Po	Радий C'	RaC'	238 U
215 Po	Актиний A	AcA	235 U
216 Po	Торий A	ThA	232 Th
218 Po	Радий A	RaA	238 U

На практике в граммовых количествах нуклид полония 210 Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209 Bi тепловыми нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210 Bi за счёт β-распада превращается в 210 Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции

209 Bi + p → 209 Po + n

98 % мирового производства полония приходится на Россию.

Полоний часто применялся раньше (иногда и в настоящее время) для ионизации газов (в частности воздуха). В первую очередь ионизация воздуха необходима для борьбы со статическим электричеством (на производстве, при обращении с особо чувствительной аппаратурой) [5] . Например для прецизионной оптики изготавливаются кисточки удаления пыли. Другое применение эффекта ионизации газа — в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры [6] .

Важной областью применения полония является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность ( 150 Вт/см³ ), тем не менее они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает почти исключительно альфа-частицы, а их проникающая способность и длина пробега в плотном веществе минимальны. Например, у советских самоходных аппаратов космической программы «Луноход» для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель [7] .

Полоний-210 может послужить в сплаве с лёгким изотопом лития ( 6 Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Кроме того, полоний пригоден для создания компактных «грязных бомб» и удобен для скрытной транспортировки, так как практически не испускает гамма-излучения [4] . Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.

Полоний-210 высокотоксичен, имеет период полураспада 138 дней и 9 часов. Его удельная активность (166 ТБк/г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы. Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, так как его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоёмах и в воздухе рабочих помещений 11,1·10 −3 Бк/л и 7,41·10 −3 Бк/м³. Поэтому работают с полонием-210 только в герметичных боксах.

Полоний-210 в небольших количествах находится в природе и накапливается табаком, вследствие чего является одним из заметных факторов, который наносит вред здоровью курильщика. Другие природные изотопы полония распадаются очень быстро, поэтому не успевают накапливаться в табаке [8] . «Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешны», — говорится в статье 2008 года исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере [9] .

Точных сведений о воздействии радиационного отравления полонием на человека не существуют, так как опыты на человеке не проводились (проводились, однако, измерения кинетики малых доз полония в организме человека, а также наблюдения нескольких известных случаев острого или хронического отравления полонием). По оценке специалистов, опубликованной [10] в научном журнале Journal of Radiological Protection и основанной на математической модели радиационного отравления, разработанной на основе данных по опытам над животными, летальная доза полония-210 для взрослого человека оценивается в пределах от 0,1-0,3 ГБк ( 0,6-2 мкг ) при попадании изотопа в организм через лёгкие, до 1-3 ГБк ( 6-18 мкг ) при попадании в организм через пищеварительный тракт.

Читайте также: