Izotop radioaktywny polon-210: okres półtrwania

Polon jest pierwiastkiem, którego wszystkie izotopy (gatunki atomowe) są radioaktywne. Jest to również chalkogen, czyli występuje w przyrodzie - jest częścią skorupy ziemskiej. I jest niesamowicie niebezpieczny. Zwłaszcza jego izotop - polon-210. Najpierw jednak pierwsze rzeczy.

Pół życia

Jak już wspomniano, polon-210 jest bardzo niebezpieczną substancją. Jest wysoce toksyczny, a jego okres półtrwania wynosi 138 dni i 9 godzin. Pod tą wartością rozumie się czas, w którym substancja rozpada się w przybliżeniu w stosunku ½. Stosuj się do tego terminu, nie do wszystkich systemów. I wyłącznie do wykładniczego rozkładu.

Ważne jest, aby pamiętać, że w dwóch takich okresach wszystkie cząstki nie ulegają rozkładowi. W końcu każdy etap półtrwania zmniejsza liczbę zachowanych cząstek o 2 razy. Warto wiedzieć, że aktywność substancji jest proporcjonalna do liczby jej atomów.

Toksyczność

Omawiany element ma bardzo wysoką aktywność właściwą - aż 166 TBq / g. Przez ten termin rozumie się ilość rozpadu promieniotwórczego na jednostkę czasu - spontaniczną zmianę w składzie lub wewnętrzną struktura jąder atomowych.

Substancja ta emituje tylko cząstki alfa - naładowane dodatnio, utworzone przez 2 protony i 2 neutrony. Ale nawet tak, nie wolno brać go ręcznie. Dotykając tego miękkiego, srebrzystobiałego metalu, osoba ma gwarancję przynajmniej uszkodzenia promieniowania na skórze. Jest bardzo prawdopodobne, że rozprzestrzeni się w całym ciele. Ponieważ izotop łatwo przenika przez skórę.

Jest także niebezpieczny z odległości przekraczającej długość pokonywania cząstek alfa. Dzieje się tak dlatego, że zaczynają się nagrzewać niezależnie, w wyniku czego ulegają aerozolizacji.

Co to jest o toksyczności i rozpadzie polonu-210. Ale wciąż istnieją izotopy 208 i 209 - bardziej długowieczne. W 208. półtrwania wynosi 2898 lat. A na 209. i w ogóle 103 lata. Są mniej toksyczne. I praktycznie nie ma informacji o innych izotopach i ich promieniotwórczości, ponieważ są one krótkotrwałe.

Standardy treści i ograniczenia

Istnieje koncepcja maksymalnego dopuszczalnego stężenia - jest to ustawowy standard sanitarno-higieniczny. Umożliwia zawartość w środowisku pewnych elementów w ściśle określonej, bezpiecznej ilości dla flory, fauny i ludzi.

I nawet taka toksyczna substancja, jak polon-210, której zdjęcie przedstawiono poniżej, ma MAC. Jego zawartość w zbiornikach w ilości 11,1 • ^10-3 Bq / l jest dopuszczalna. W powietrzu pomieszczeń roboczych może być w stężeniu 7,41 • 10 ^-3 Bq / m³. Właśnie dlatego izotop ten działa wyłącznie w szczelnie zamkniętych skrzynkach.

Wraz z dopuszczalnymi granicami istnieje śmiertelna dawka. W przypadku osoby dorosłej wystarczy tylko 0,1-0,3 GBq. Jest to od 0,6 do 2 mcg. Oznacza to, że 0,000002 gramów izotopu, który dostał się do organizmu przez płuca, może zabić. Śmierć w jamie ustnej występuje przy większej ilości substancji - od 6 do 18 mcc (0,000006 - 0,000018 gramów).

Naturalnie izotop radioaktywny Polon-210 nie ma antidotum. Chociaż przeprowadzane są eksperymenty. Istnieją dowody na to, że 2,3-dimerkaptopropanol, który jest lekiem odtruwającym ze składnikami sulfhydrowymi, z powodzeniem sprawdził się jako antidotum podczas eksperymentów ze szczurami.

Letobójczą dawkę izotopu podano dożylnie zwierzętom. I w jednej części grupy eksperymentalnej został wywieziony za pomocą wskazanych środków, a pozostali zostali na śmierć. 90% szczurów, którym podano 2,3-dimerkaptopropanol, przeżyło. Wszystkie inne, w tym zatrute i nieleczone, zmarły w ciągu najbliższych 1,5 miesiąca.

Właściwości i specyfikacje

O nich też trzeba powiedzieć. Jeśli uznamy tę substancję radioaktywną za element, możemy wyróżnić następujące właściwości i cechy:

• Masa jądra polonu-210 wynosi około 208,9824 jednostek atomowych (g / mol).
• Wzór na lokalizację elektronów w powłokach atomowych (konfiguracja) jest następujący: [Xe] 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ² 6p ⁴ _.
• Promień atomu, oznaczający odległość między jądrem a najdalszą orbitą elektronową, wynosi 176 pikometrów. 1 szt. = 1 trylion.
• Promień kowalencyjny, oznaczający połowę odległości między jądrem atomu a wiązaniem kowalencyjnym, wynosi 146 pc.
• Promień jonu (rozmiar) wynosi (+6e) 67 pm.
• Elektroujemność w skali Paulinga to 2,3. Termin ten oznacza zdolność niektórych atomów do przyciągania elektronów innych do siebie. Nawiasem mówiąc, fluor ma najwyższy indeks - 9,915.
• Potencjał elektrody (siła elektromotoryczna) jest następujący: Ro ← Ro ³ + 0,56 V i Ro ← Ro2 + 0,65 V.
• Szybkości oksydacji są następujące: -2, +2, +4 i +6.
• Energia jonizacji (najmniejsza wymagana dla odległości od wolnego atomu elektronu) wynosi 813,1 (8,43) kJ / mol lub eV.
• Gęstość substancji w normalnych warunkach wynosi około 9,5 g / cm ³ .
• Temperatura topnienia tego miękkiego metalu wynosi tylko 254 ° C.
• Polon wrze w temperaturze 962 ° C
• Ciepło właściwe topnienia i odparowania wynosi odpowiednio 10 i 102,9 kJ / mol.
• Molowa pojemność cieplna wynosi 26,4 J / (K * mol).
• Objętość molowa wynosi 22,7 cm³ / mol.

I kilka słów należy powiedzieć o kryształowej sieci tego miękkiego metalu. Jest to obraz geometryczny, który został wprowadzony do analizy struktury kryształów substancji. Polon ma strukturę sześcienną, a parametry wynoszą 3,35 angstremów.

Źródła polonu

Niewiele osób wie, ale izotop ten znaleziono w tytoniu używanym do produkcji papierosów. I odpowiednio, w dymie tytoniowym. Oczywiście producenci wolą o tym milczeć. Ale ta informacja została jeszcze wyjaśniona i ujawniona.

Po raz pierwszy artykuł został opublikowany w amerykańskim wydaniu o nazwie American Journal of Public Health. Została napisana przez grupę badaczy, w tym specjalistów Mayo Clinic (Rochester) i naukowców z Uniwersytetu Stanforda.

Artykuł stwierdza, że ​​producenci cygar ponad czterdzieści lat temu odkryli, że radioaktywny polon-210 jest częścią tytoniu. Próbowali usunąć go z produktów wszystkimi dostępnymi metodami, ale bez powodzenia.

Aby nie dopuścić do tego, by potencjalni nabywcy dowiedzieli się o tym fakcie, firmy nie informowały o wynikach swoich wewnętrznych badań. Dowodem na to są wewnętrzne dokumenty obawy przemysłu tytoniowego.

Z kolei szwajcarska gazeta Le Temps pisze, że chęć ukrycia tej informacji była tak silna, że ​​producenci utrzymywali ją w milczeniu, nawet gdy okazało się, że stężenie polonu-210 jest dwa do trzech razy niższe niż początkowo szacowane.

Naukowcy są przekonani, że na paczkach papierosów konieczne jest zobrazowanie znaku ostrzegającego o radioaktywnym zagrożeniu.

Produkcja metalu

Ponad nim było dużo powiedziane masa molowa polon-210, jego właściwości fizykochemiczne i inne cechy. Nie byłoby zbyteczne mówienie, jak ten metal jest wytwarzany.

W naturze jego izotopy są zawarte w radioaktywnej naturalnej serii ²³⁸ U i nadal są obecne w rudach uranu. Ale z powodu krótkiego okresu zaniku alfa polon-210 nie kumuluje się w znaczących ilościach. Stężenie mieści się w dopuszczalnych granicach.

Aby uzyskać tę substancję z rudy, konieczne jest wydobycie z niej radu - srebrzystobiałego błyszczącego metalu ziem alkalicznych, który charakteryzuje się wysoką aktywnością chemiczną. Jego pozostałości rozpuszcza się za pomocą kwasu solnego, po czym wytrąca się polon za pomocą siarkowodoru. Wraz z nim wyróżnia się bizmut - błyszczący metal z różowym odcieniem.

Następnym etapem jest oddzielenie polonu. W procesie tym stosuje się metodę frakcjonowanej krystalizacji związków o różnej rozpuszczalności i różnych właściwościach.

Do tej pory można dostać polon-210 w reaktory jądrowe gdzie bizmut jest napromieniany przez neurony. Najdłużej żyjący izotop jest wydobywany przez bombardowanie różowego metalu protonami.

Mówiąc prosto, uzyskanie radioaktywnego polonu nie jest tak łatwe. Według ekspertów na świecie istnieje tylko 40-50 reaktorów, które mogą wytwarzać tę substancję. Niektóre z nich to obiekty nuklearne zlokalizowane na terenie byłego ZSRR, a także Niemiec i Australii.

Używanie

Powyżej było dość informacji o różnych właściwościach tego półmetalu, a także o składzie rdzenia polon-210. 84 to numer pod którym znajduje się element, ale został wpisany jako pierwszy w Okresowym ze względu na wyjątkowość pod wieloma względami.

Gdzie to ma zastosowanie? Polon był pierwszym radioaktywnym metalem wykorzystywanym w badaniach kosmosu. Około 40 lat temu został on zgłoszony elementy termoelektryczne satelity. Jednak okres półtrwania polonu-210 wynosi tylko 138 dni, co nie jest wystarczające. Dlatego został zastąpiony przez pluton-238.

Ponadto metal był używany w źródłach neutronów. Tam jednak został zastąpiony trytem, ​​super-ciężkim izotopem wodoru.

Ponadto polon był stosowany jako środek antystatyczny w urządzeniach drukujących. Został dodany w celu zmniejszenia elektryzacji statycznej typowej dla materiałów polimerowych. Ale teraz nie jest to już konieczne.

Ogólnie rzecz biorąc, produkcja tego materiału od dawna jest przerywana w wielu krajach. W Wielkiej Brytanii ukończono ją w latach 60. XX wieku. W USA - w latach 70. XX wieku. W Kanadzie produkcja została zakończona przed początkiem lat 80., a tylko w Chinach trwała do lat 90. XX wieku. Ostatni wyprodukowany polon powstał w Sarovie, zamkniętym rosyjskim mieście naukowym w regionie Niżnym Nowogrodzie.

Zatrucie Objawy

Nawet wygrać miliard dolarów w loterii jest łatwiejsze niż spotkać gdzieś polonu. Wszakże jego produkcja jest klasyfikowana przez rząd, a każdy mikrogram wydobytej substancji jest ściśle kontrolowany. Jeśli jednak tak się stało, musisz natychmiast podjąć działanie.

Zatrucie polonem-210 nie ma oczywistych objawów. Ale od pierwszego kontaktu substancja wywołuje chorobę popromienną, której towarzyszą objawy uszkodzenia radioaktywnego. Manifestuj te same znaki, które są obserwowane w przypadku zatrucia innymi wysokotoksycznymi metalami. Mianowicie:

• Biegunka, nudności, wymioty.
• Nadciśnienie i tachykardia.
• Spadek i zmęczenie.
• Delirium, halucynacje i zaburzenia świadomości.

To są typowe znaki. Po pewnym czasie zaczyna:

• Wypadanie włosów
• Ostre starzenie się ciała.
• Niewydolność narządu (zaczyna się od wątroby i nerek).
• Całkowite uszkodzenie układu odpornościowego i leukocytowej receptury odpowiedzialnej za to.
• Brak szpiku kostnego i limfy.

Polon-210, raz w ciele, przez krew równomiernie "rozchodzi się" w całym ciele. Jednorodne stężenie obserwuje się już kilka godzin po tym, co się stało. Natychmiast zakłócają procesy metaboliczne, mogą wystąpić drgawki i psychoza, problemy z motoryką ruchową. Zawały serca, krwawe stolce, spadki ciśnienia, częściowa lub całkowita ślepota są konsekwencjami zatrucia.

Jak działać?

To, czy da się uratować osobę przed niszczącym kontaktem z tą substancją, nie zależy od okresu półtrwania polonu-210, ani nawet od tego, jak dużo metalu lub pary miało wpływ. A od leczenia i pomocy w odpowiednim czasie. Oto jak postępować:

• Jeśli dotkniesz metalu, natychmiast umyj tę część ciała, używając dużej ilości detergentu do prania lub mydła do prania.
• Jeśli izotop dostanie się do przełyku, konieczne jest natychmiastowe wywołanie wymiotów. Gdy liczenie trwa przez sekundę, stosuje się do tego podskórne iniekcje apomorfiny. Oraz odbiór środka przeczyszczającego - wprowadzenie lewatywy siarczanu sodu i magnezu.

Oczywiście, zanim to nastąpi, musisz wezwać karetkę pogotowia. W takich przypadkach wykwalifikowana opieka medyczna jest najważniejsza.

W ciągu sześciu miesięcy lub roku izotop może być wydalany przez nerki. Ale w tym czasie będzie kumulować się i powodować szkody (na przykład łysienie).

Jeśli substancja miała czas zostać wchłonięta do tkanki narządów, lekarze stosują związki chemiczne z oksatiol i unitiolu. Leki te mogą "ekstrahować" polon-210 i go wydobyć. Przez co najmniej tydzień ofiara będzie musiała leżeć pod kroplówką.

Przypadki zatrucia

Historie są znane tylko dwa takie. Jedna z nich miała miejsce w 2006 r. - 43-letni Aleksander Walterowicz Litwinienko, podpułkownik radzieckiego i rosyjskiego bezpieczeństwa państwa, który był wówczas w Londynie, został otruty polonem-210.

W nocy z 23 na 23 listopada jego stan znacznie się pogorszył i zmarł niecały dzień później. Ciało Aleksandra nie było otwarte przez długi czas, ponieważ istniała obawa przed promieniowaniem skierowanym przez lekarzy na promieniowanie. Przeprowadzono szczegółowe badania. W ich ramach udało się znaleźć ślady promieniowania w tych miejscach, w których Aleksander był zanim zachorował.

Drugi przypadek nie jest tak jasny. Polon-210 znaleziono w osobistych rzeczach przewodniczącego Autonomii Palestyńskiej o nazwisku Yasir Arafat, który zmarł w 2004 roku.

Ekshumacja jego ciała została nawet przeprowadzona, a szwajcarska strona międzynarodowej komisji potwierdziła w wyniku badań, że zatrucie izotopem. Ale potem wszyscy zmienili decyzję. W rezultacie strony rosyjskie, francuskie i szwajcarskie doszły do ​​wniosku, że nie ma dowodów potwierdzających zatrucie polonem, a sprawa została zamknięta.