Polonij-210 radioaktivni izotop: razpolovna doba

Polonij je element, katerega vsi izotopi (atomske vrste) so radioaktivni. Je tudi halkogen, ki ga najdemo v naravi - je del zemeljske skorje. In neverjetno je nevaren. Še posebej njegov izotop - polonij-210. Najprej pa prve stvari.

Half life

Kot smo že omenili, je polonij-210 zelo nevarna snov. Je zelo strupen in razpolovni čas je 138 dni in 9 ur. Pod to vrednostjo se šteje čas, v katerem se snov razpade približno v razmerju ½. Uporabite ta izraz, mimogrede, ne za vse sisteme. In izključno eksponentno razpadajočim.

Pomembno je omeniti, da v dveh takšnih obdobjih vsi delci ne propadajo. Navsezadnje vsaka faza razpolovnega časa zmanjša število ohranjenih delcev za 2-krat. In vredno je vedeti, da je aktivnost snovi sorazmerna s številom njenih atomov.

Strupenost

Zadevni element ima zelo visoko specifično dejavnost - kar 166 TBq / g. S tem izrazom je mišljena količina radioaktivnega razpada na enoto časa - spontana sprememba sestave ali notranjega struktura atomskih jeder.

Ta snov oddaja samo alfa delce - pozitivno nabite, ki jih tvorijo 2 protona in 2 nevtrona. Toda kljub temu je prepovedano, da ga vzamete ročno. Če se dotaknete mehke, srebrno bele kovine, je osebi zagotovljena vsaj poškodba kože zaradi sevanja. Zelo verjetno je, da se bo razširil po vsem telesu. Ker izotop zlahka prodre skozi kožo.

Prav tako je nevarno na razdalji, ki presega dolžino premagovanja alfa delcev. To je zato, ker se začnejo samostojno segrevati, zaradi česar postanejo aerosolizirane.

Kaj je to s toksičnostjo in razpadanjem polonija-210. Vendar še vedno obstajajo izotopi 208 in 209 - bolj dolgoživi. V 208. razpolovnem času je 2.898 let. In na 209. - in na vseh 103 let. So manj strupene. Prav tako ni praktično nobenih podatkov o drugih izotopih in njihovi radiotoksičnosti, saj so kratkotrajni.

Standardi in omejitve vsebine

Obstaja koncept največje dovoljene koncentracije - to je zakonski sanitarni in higienski standard. Omogoča vsebino nekaterih elementov v strogo določeni, varni količini za rastlinstvo, živalstvo in ljudi.

In celo tako strupena snov, kot je polonij-210, katere fotografija je predstavljena spodaj, ima MACs. Dovoljena je vsebina v rezervoarjih v višini 11,1 • 10 ^-3 Bq / l. V zraku delovnih prostorov je lahko v koncentraciji 7,41 • 10 ^-3 Bq / m³. Zato pri tem izotopu delujemo izključno v zaprtih škatlah.

Skupaj z dovoljenimi mejami je smrtni odmerek. Za odrasle je dovolj samo 0,1-0,3 GBq. To je od 0,6 do 2 mcg. To pomeni, da lahko ubije 0,000002 gramov izotopa, ki je skozi pljuča vstopil v telo. Smrt v ustnem primeru se pojavi pri večji količini snovi - od 6 do 18 mcm (0,000006 - 0,000018 g).

Seveda radioaktivni izotop Polonij-210 nima antidota. Čeprav se izvajajo poskusi. Obstajajo dokazi, da se je 2,3-dimercaptopropanol, ki je detoksikacijsko zdravilo s komponentami sulfhidrida, uspešno dokazal kot protistrup med poskusi na podganah.

Smrtonosni odmerek izotopa so živali dajali intravensko. V enem delu eksperimentalne skupine so ga izločili s pomočjo označenih sredstev, ostale pa so pustili umreti. Preživelo je 90% podgan, ki so prejemale 2,3-dimercaptopropanol. Vsi drugi, vključno s zastrupljenimi in neobdelanimi, so umrli v naslednjih 1,5 mesecih.

Lastnosti in specifikacije

Tudi o njih je treba povedati. Če obravnavamo to radioaktivno snov kot element, lahko ločimo naslednje lastnosti in lastnosti:

• Masa jedra polonija-210 je približno 208,9824 atomskih enot (g / mol).
• Formula za lokacijo elektronov v atomskih lupinah (konfiguracija) je naslednja: [Xe] 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ² 6p ⁴ _.
• Polmer atoma, ki označuje razdaljo med jedrom in najbolj oddaljeno elektronsko orbito, je enak 176 pikometrom. 1 pc = 1 bilijon metrov.
• Kovalentni radij, ki označuje polovico razdalje med jedri atoma s kovalentno vezjo, je 146 pc.
• Polmer ionov (velikost) je (+ 6e) 67 pm.
• Elektronegativnost na Paulingovi lestvici je 2.3. Ta izraz pomeni sposobnost nekaterih atomov, da povlečejo elektrone drugih k sebi. Mimogrede, fluor ima najvišji indeks - 9.915.
• Potenca elektrode (elektromotorna sila) je naslednja: Ro ← Ro ³ + 0,56 V in Ro ← Ro2 + 0,65 V.
• Stopnje oksidacije so: -2, +2, +4 in +6.
• Energija ionizacije (najmanjša potrebna za oddaljenost od prostega atoma elektrona) je 813,1 (8,43) kJ / mol ali eV.
• Gostota snovi v normalnih pogojih je približno 9,5 g / cm3.
• Tališče te mehke kovine je samo 254 ° C.
• Polonij vre pri 962 ° C.
• Specifična toplota taljenja in izhlapevanja je 10 oziroma 102,9 kJ / mol.
• Molarna toplotna kapaciteta je 26,4 J / (K * mol).
• Molarni volumen je 22,7 cm3 / mol.

In nekaj besed bi bilo treba povedati o kristalni rešetki te mehke kovine. To je geometrijska podoba, ki je bila uvedena za analizo strukture kristalov snovi. Polonij ima kubično strukturo, parametri pa so 3.35 angstromov.

Viri polonija

Malo ljudi ve, vendar je bil ta izotop najden v tobaku, ki se uporablja pri proizvodnji cigaret. In torej, v tobačnem dimu. Proizvajalci seveda raje molčajo o tem. Vendar so bile te informacije še pojasnjene in razkrite.

Prvič je bil objavljen članek v ameriški izdaji American Journal of Public Health. Napisala ga je skupina raziskovalcev, ki je vključevala specialiste Mayo Clinic (Rochester) in znanstvenike na Univerzi Stanford.

V članku je navedeno, da so proizvajalci cigar pred več kot štiridesetimi leti odkrili, da je radioaktivni polonij-210 del tobaka. Poskušali so ga odstraniti iz izdelkov z vsemi razpoložljivimi metodami, vendar brez uspeha.

Da bi preprečili, da bi se potencialni kupci tega zavedali, podjetja niso poročala o rezultatih svojih notranjih raziskav. To dokazujejo notranji dokumenti zadev tobačne industrije.

Švicarski časopis Le Temps pa piše, da je bila želja po skrivanju te informacije tako močna, da so jo proizvajalci ohranili v tišini, tudi ko se je izkazalo, da je koncentracija polonija-210 dva do trikrat manjša od prvotnih ocen.

Znanstveniki verjamejo, da je zato treba na cigaretnih zavitkih prikazati znak, ki opozarja na nevarnost radioaktivnosti.

Proizvodnja kovin

O tem je bilo veliko povedano molsko maso polonij-210, njegove fizikalno-kemijske lastnosti in druge lastnosti. Ne bi bilo odveč povedati, kako se ta kovina proizvaja.

V naravi so izotopi vključeni v radioaktivno naravno vrsto ²³⁸ U in so še vedno prisotni v uranovih rudah. Zaradi kratkega alfa razpadanja pa se polonij-210 ne kopiči v velikih količinah. Koncentracija je v sprejemljivih mejah.

Da bi dobili to snov iz rude, je treba iz nje izvleči radij - srebrno belo svetlečo zemljoalkalijsko kovino, za katero je značilna visoka kemijska aktivnost. Njene ostanke raztopimo s klorovodikovo kislino, po kateri polonij oborimo s hidrogen sulfidom. Skupaj z njim izstopa in bizmut - sijoča ​​kovina z rožnatim odtenkom.

Naslednja faza je ločitev polonija. Pri tem uporabimo metodo frakcijske kristalizacije spojin z različno topnostjo in različnimi lastnostmi.

Do danes lahko dobite polonij-210 jedrskih reaktorjev kjer je bizmut obsevan z nevroni. Najdaljši izotop se ekstrahira z bombardiranjem rožnate kovine s protoni.

Preprosto povedano, pridobivanje radioaktivnega polonija ni tako enostavno. Po mnenju strokovnjakov je na svetu le 40-50 reaktorjev, ki lahko proizvajajo to snov. Nekateri od njih so jedrski objekti na ozemlju nekdanje ZSSR, pa tudi Nemčija in Avstralija.

Uporaba

Zgoraj je bilo dovolj povedano o različnih lastnostih tega semimetala, kot tudi o sestavi jedra polonija-210. 84 je število, pod katerim se element nahaja, vendar je bilo prvo vneseno v periodni sistem zaradi edinstvenosti, prikazane v mnogih pogledih.

Kje se uporablja? Polonij je bil prva radioaktivna kovina, ki se je uporabljala v vesoljskih raziskavah. Pred približno 40 leti so ga uporabili termoelektrični elementi satelitov. Vendar je razpolovna doba polonija-210 le 138 dni, kar ni dovolj. Zato ga je nadomestil plutonij-238.

Tudi kovina je bila uporabljena v nevtronskih virih. Vendar pa ga je zamenjal tritij, super težek radioaktivni izotop vodika.

Poleg tega je bil polonij uporabljen kot antistatik v tiskarskih napravah. Dodan je bil za zmanjšanje statične elektrifikacije, značilne za polimerne materiale. Toda zdaj to ni več potrebno.

Na splošno je proizvodnja tega materiala v mnogih državah že dolgo prekinjena. V Veliki Britaniji je bila dokončana v šestdesetih letih. V ZDA - v sedemdesetih letih. V Kanadi je bila proizvodnja končana pred začetkom osemdesetih let, in le na Kitajskem je trajala vse do devetdesetih let. Zadnji polonij je nastal v Sarovu, zaprtem ruskem znanstvenem mestu v regiji Nižni Novgorod.

Zastrupitev Simptomi

Tudi za pridobitev milijarde dolarjev v loteriji je lažje, kot da bi nekje srečali polonij. Navsezadnje je njena proizvodnja klasificirana s strani vlade in vsak mikrogram ekstrahirane snovi je strogo nadzorovan. Če pa se je to nekako zgodilo, morate takoj ukrepati.

Zastrupitev s Polonijem 210 nima očitnih znakov. Toda od prvega stika snov izzove razvoj sevalne bolezni, ki jo spremljajo simptomi radioaktivnih poškodb. Izrazite iste znake, ki jih opazite v primeru zastrupitve z drugimi zelo strupenimi kovinami. Namreč:

• Driska, slabost, bruhanje.
• Hipertenzija in tahikardija.
• Padec in utrujenost.
• Delirij, halucinacije in motnje zavesti.

To so skupni znaki. Po določenem času se začne:

• Izpadanje las
• Ostro staranje telesa.
• Neuspeh organov (se začne z jetri in ledvicami).
• Popolna poškodba imunskega sistema in odgovorna levkocitna formula.
• Pomanjkanje kostnega mozga in limfe.

Polonij-210, enkrat v telesu, prek krvi enakomerno "razhaja" po vsem telesu. Homogeno koncentracijo opazimo že nekaj ur po tem, kar se je zgodilo. Takoj se motijo ​​presnovni procesi, lahko se pojavijo napadi in psihoze, težave z motorično gibljivostjo. Srčni napadi, krvave blato, padci tlaka, delna ali popolna slepota so vse posledice zastrupitve.

Kako ravnati?

Ali bo mogoče rešiti osebo pred uničujočim stikom s to snovjo, ni odvisno od razpolovne dobe polonija-210 ali celo od tega, koliko kovine ali pare vpliva. In od zdravljenja in pravočasne pomoči. Kako ukrepati:

• Če se dotaknete kovine, takoj sperite ta del telesa z veliko količino detergenta za perilo ali mila za pranje perila.
• Če izotop vstopi v požiralnik, je treba takoj sprožiti bruhanje. Ker se število ur nadaljuje, se za to uporabijo subkutane injekcije apomorfina. In sprejem odvajalo - uvedbo klistni natrijevega sulfata in magnezija.

Seveda, pred tem morate poklicati rešilca. V takih primerih je najpomembnejša kvalificirana zdravstvena oskrba.

V šestih mesecih ali letih se lahko izotop izloči preko ledvic. Toda v tem času se bo kopičil in povzročil škodo (plešavost, na primer).

Če ima snov čas, da se absorbira v tkivo organov, zdravniki uporabljajo kemične spojine iz oksatiola in unitiola. Ta zdravila lahko "izvlečejo" polonij-210 in ga izločijo. Žrtva bo morala vsaj teden dni ležati pod kapljanjem.

Primeri zastrupitve

Zgodbe so znane le dve taki. Eden od njih se je zgodil leta 2006 - 43-letni Alexander Valterovich Litvinenko, podpolkovnik v sovjetski in ruski državni varnosti, ki je bil takrat v Londonu, je bil zastrupljen s polonijem-210.

V noči 23. novembra se je njegovo stanje močno poslabšalo in umrl je manj kot en dan kasneje. Telo Aleksandra ni bilo dolgo odprto, ker je obstajal strah pred izpostavljenostjo sevanja zdravnikom. Opravljene so bile podrobne preiskave. V njihovih okvirih smo uspeli najti sledove sevanja v tistih krajih, kjer je bil Alexander še preden je zbolel.

Drugi primer ni tako jasen. Polonij-210 so našli v osebnih imenih predsednika Palestinske nacionalne oblasti, imenovanega Yasir Arafat, ki je umrl leta 2004.

Izvedena je bila tudi ekshumacija njegovega telesa, švicarska stran mednarodne komisije pa je potrdila, da je to zastrupitev z izotopi. Ampak potem so vsi spremenili odločitev. Posledično so ruske, francoske in švicarske stranke prišli do zaključka, da ni dokazov, ki bi potrjevali zastrupitev s polonom in je bil primer zaključen.