Палоній 210: перыяд паўраспаду. Для чаго выкарыстоўваецца палоній 210?

Палоній-210 выклікае цалкам выразную асацыяцыю з радыяцыяй. І гэта зусім нездарма, паколькі ён вельмі небяспечны.

Гісторыя адкрыцця

Яго існаванне было прадказана яшчэ ў 1889 годзе Мендзялеевым, калі той стварыў сваю знакамітую перыядычную табліцу. На практыцы ж гэты элемент пад нумарам 84 быў атрыманы дзевяццю гадамі пазней намаганнямі мужа і жонкі Кюры, вывучалі з'ява радыяцыі. Марыя Склодовская-Кюры спрабавала высветліць прычыну моцнага выпраменьвання, выходнага ад некаторых мінералаў, а таму пачала працу з некалькімі ўзорамі парод, апрацоўваючы іх усімі даступнымі ёй спосабамі, дзелячы на фракцыі і адкідаючы непатрэбнае. У выніку яна атрымала новае рэчыва, якое стала аналагам вісмута і трэцім адкрытым радыёактыўным элементам пасля ўрану і торыя.

Нягледзячы на ўдалыя вынікі эксперыменту, Марыя не спяшалася казаць аб сваёй знаходцы. Спектральны аналіз, праведзены калегам мужа і жонкі Кюры, таксама ня даў падстаў казаць аб адкрыцці новага элемента. Тым не менш у дакладзе на пасяджэнні Парыжскай акадэміі навук у ліпені 1898 года муж і жонка паведамілі аб меркаваным атрыманні рэчывы, які выяўляе ўласцівасці металу і прапанавалі назваць яго палоніем ў гонар Польшчы - радзімы Марыі. Гэта быў першы і адзіны ў гісторыі выпадак, калі яшчэ не выдзелены пэўна элемент ўжо атрымаў назву. Ну а першы ўзор з'явіўся толькі ў 1910 годзе.

Фізічныя і хімічныя ўласцівасці

Палоній ўяўляе сабой параўнальна мяккі серабрыста-белы метал. Ён настолькі радыёактыўны, што свеціцца ў цемры і пастаянна награваецца. Пры гэтым тэмпература яго плаўлення ледзь вышэй, чым у волава - усяго 254 градуса Цэльсія. Метал вельмі хутка акісляецца на паветры. Пры нізкіх тэмпературах ўтварае аднаатамнага простую кубічную крышталічную рашотку.

Па сваіх хімічных уласцівасцях палоній вельмі блізкі да свайго аналагу - тэлура. Акрамя таго, на характар яго злучэнняў вялікі ўплыў мае высокі ўзровень радыяцыі. Так што рэакцыі з удзелам палонія могуць быць вельмі відовішчнымі і цікавымі, хоць і даволі небяспечнымі з пункту гледжання карысці для здароўя.

ізатопы

Усяго навуцы на дадзены момант вядома 27 (па іншых крыніцах - 33) формаў палонія. Ні адна з іх не з'яўляецца стабільнай, і ўсе яны радыёактыўныя. Найбольш цяжкія з ізатопаў (з парадкавымі лікамі ад 210 да 218) у невялікай колькасці сустракаюцца ў прыродзе, астатнія могуць быць атрыманы толькі штучнымі шляхамі.

Радыеактыўны палоній-210 - найбольш доўгаіснуючы з прыродных формаў. Ён утрымліваецца ў невялікай колькасці ў радыевай-уранавых рудах і ўтворыцца за кошт ланцужкі рэакцый, якая пачынаецца з U-238 і якая доўжыцца прыкладна 4,5 мільярда гадоў, калі казаць пра перыяд паўраспаду.

атрыманне

У 1 тоне уранавай руды змяшчаецца ізатоп палоній-210 ў колькасці, роўным прыкладна 100 мікраграмаў. Іх можна вылучыць пры апрацоўцы адходаў вытворчасці, аднак для атрымання больш-менш значнага аб'ёму элемента прыйшлося б апрацаваць велізарную колькасць матэрыялу. Значна больш простым і эфектыўным спосабаў з'яўляецца сінтэз з дапамогай апраменьвання нейтронах прыроднага вісмута ў ядзерных рэактарах.

У выніку пасля яшчэ некаторых працэдур атрымліваецца палоній-210. Ізатопы 208 і 209 таксама можна атрымаць, калі апрамяняць вісмута або свінец паскоранымі пучкамі альфа-часціц, пратонаў або дейтронов.

радыеактыўнасць

Палоній-210, як і астатнія ізатопы, з'яўляецца альфа-выпраменьвальнікамі. Група больш цяжкіх таксама выпускае гама-прамяні. Нягледзячы на тое што ізатоп 210 з'яўляецца крыніцай толькі альфа-часціц, ён досыць небяспечны, яго нельга браць рукамі і нават набліжацца на блізкую адлегласць, паколькі, разаграваючыся, ён пераходзіць у аэразольнае стан. Вельмі небяспечна таксама трапленне палонія ўнутр з дыханнем ці ежай. Менавіта таму праца з гэтым рэчывам праходзіць у спецыяльных герметычных боксах. Цікава, што гэты элемент каля паўвека таму быў знойдзены ў тытунёвых лісці. Перыяд распаду палонія-210 у параўнанні з іншымі ізатопамі досыць вялікі, а таму ён можа назапасіцца ў расліне і пасля нашкодзіць здароўю курца яшчэ больш. Тым не менш, любыя спробы атрымаць з тытуню гэта рэчыва апынуліся беспаспяховымі.

небяспека

Паколькі палоній-210 выпускае толькі альфа-часціцы, выконваючы вызначаныя меры засцярогі, баяцца працы з ім не варта. Даўжыня прабегу гэтых хваль рэдка перавышае дзясятак сантыметраў, акрамя таго, яны звычайна не могуць пракрасціся скрозь скуру.

Аднак, апынуўшыся ўнутры арганізма, яны наносяць яму вялікую шкоду. Пры трапленні ў кроў ён хутка разносіцца па ўсіх тканінах - ужо праз некалькі хвілін яго прысутнасць можна заўважыць ва ўсіх органах. Перш за ўсё ён прысутнічае ў нырках і печані, але ўвогуле і цэлым ён размяркоўваецца даволі раўнамерна, чым і можна растлумачыць яго высокае агульнае дзівіць дзеянне.

Таксічнасць палонія настолькі вялікая, што нават невялікія дозы выклікаюць хранічную прамянёвую хваробу і сьмерць праз 6-11 месяцаў. Асноўныя шляхі вывядзення з арганізма - праз ныркі і ЖКТ. Назіраецца залежнасць ад спосабу траплення. Перыяд полувыведенія складае ад 30 да 50 дзён.

Выпадковае атручванне палоніем цалкам немагчыма. Для атрымання дастатковай колькасці рэчыва неабходна мець доступ да ядзернай рэактара і наўмысна падкласці ізатоп ахвяры. Складанасць дыягностыкі заключаецца таксама ў тым, што вядома толькі некалькі выпадкаў за ўсю гісторыю. Першай ахвярай лічыцца дачка першаадкрывальнікаў палонія - Ірэн Жолио-Кюры, якая ў ходзе даследаванняў разбіла капсулу з рэчывам у лабараторыі і памерла праз 10 гадоў. Яшчэ два выпадкі прыпадаюць на XXI стагоддзе. Першы з іх - нашумелае справа Літвіненкі, які памёр у 2006 годзе, а другі - смерць Ясера Арафата, у рэчах якога былі знойдзеныя сляды радыеактыўнага ізатопа. Тым не менш канчатковы дыягназ так і не быў пацверджаны.

распад

Адным з найбольш доўгажывучых ізатопаў, нароўні з 208 і 209, з'яўляецца палоній-210. Перыяд паўраспаду (гэта значыць часу, за якое колькасць радыеактыўных часціц памяншаецца ўдвая) у першых двух складае адпаведна 2,9 і 102 года, а ў апошняга 138 дзён і 9 гадзін. Што тычыцца астатніх ізатопаў, час іх жыцця вылічаецца ў асноўным хвілінамі і гадзінамі.

Спалучэнне розных уласцівасцяў палонія-210 робіць яго найбольш зручным з шэрагу для выкарыстання ў розных сферах жыцця. Знаходзячыся ў спецыяльнай металічнай абалонцы, ён ужо не можа нашкодзіць здароўю, але здольны аддаць сваю энергію на карысць чалавецтва. Такім чынам, для чаго выкарыстоўваецца палоній-210 сёння?

сучаснае прымяненне

Па некаторых дадзеных, каля 95% вытворчасці палонія засяроджана ў Расіі, прычым у год сінтэзуецца прыкладна 100 грамаў рэчыва, і амаль усе яно экспартуецца ў ЗША.

Існуе некалькі сфер, у якіх ужываецца палоній-210. Перш за ўсё гэта касмічныя апараты. Пры сваіх кампактных памерах ён незаменны як выдатная крыніца энергіі і цяпла. Нягледзячы на тое што прыкладна кожныя 5 месяцаў яго эфектыўнасць зніжаецца ўдвая, больш цяжкія ізатопы з'яўляюцца значна больш дарагімі ў вытворчасці.

Акрамя таго, палоній зусім незаменны ў ядзернай фізіцы. Ён шырока ўжываецца ў вывучэнні ўплыву альфа-выпраменьвання на іншыя рэчывы.

Нарэшце, яшчэ адной вобласцю ўжывання з'яўляецца вытворчасць прылад для зняцця статычнага электрычнасці як для прамысловасці, так і для хатняга выкарыстання. Нават дзіўна, як такі небяспечны элемент можа стаць ледзь не кухонным начыннем, быўшы заключаны ў надзейную абалонку.