Polonium-210 มีความสัมพันธ์กับรังสีที่ชัดเจนมาก และนี่ก็ไม่เสียเปล่าเพราะมันอันตรายอย่างยิ่ง
ประวัติการค้นพบ
Mendeleev ทำนายถึงการมีอยู่ของมันในปี 1889 เมื่อเขาสร้างตารางธาตุที่มีชื่อเสียงของเขา ในทางปฏิบัติ องค์ประกอบหมายเลข 84 นี้ได้มาในอีกเก้าปีต่อมาโดยความพยายามของ Curies ผู้ศึกษาปรากฏการณ์ของรังสี Maria Sklodowska-Curie พยายามค้นหาสาเหตุของการแผ่รังสีรุนแรงที่เล็ดลอดออกมาจากแร่ธาตุบางชนิด ดังนั้นจึงเริ่มทำงานกับตัวอย่างหินหลายตัวอย่าง ประมวลผลในทุกวิถีทางที่มีให้เธอ แบ่งออกเป็นเศษส่วนและละทิ้งสิ่งที่ไม่จำเป็น เป็นผลให้เธอได้รับสารใหม่ซึ่งกลายเป็นอะนาล็อกของบิสมัทและธาตุกัมมันตภาพรังสีที่สามที่ค้นพบหลังจากยูเรเนียมและทอเรียม
แม้ผลการทดลองจะประสบความสำเร็จ มาเรียก็ไม่รีบร้อนที่จะพูดถึงการค้นพบของเธอ การวิเคราะห์สเปกตรัมดำเนินการโดยเพื่อนร่วมงานของคู่สมรส Curie ไม่ได้ให้เหตุผลในการพูดคุยเกี่ยวกับการค้นพบองค์ประกอบใหม่ อย่างไรก็ตาม ในรายงานการประชุมของ Paris Academy of Sciences ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2441 ทั้งคู่รายงานว่าสันนิษฐานว่าได้รับสารที่แสดงคุณสมบัติของโลหะและเสนอให้ตั้งชื่อว่าพอโลเนียมเพื่อเป็นเกียรติแก่โปแลนด์ - บ้านเกิดของแมรี่ นี่เป็นกรณีแรกและครั้งเดียวในประวัติศาสตร์เมื่อองค์ประกอบที่ยังไม่ได้ระบุอย่างน่าเชื่อถือได้รับชื่อแล้ว ตัวอย่างแรกปรากฏเฉพาะในปี 1910
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี
พอโลเนียมเป็นโลหะสีเงินขาวที่ค่อนข้างอ่อน มีกัมมันตภาพรังสีมากจนเรืองแสงในที่มืดและทำให้ร้อนตลอดเวลา ในขณะเดียวกัน จุดหลอมเหลวของมันก็สูงกว่าจุดหลอมเหลวเล็กน้อย - เพียง 254 องศาเซลเซียสเท่านั้น โลหะออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศ ที่อุณหภูมิต่ำ จะเกิดเป็นตาข่ายคริสตัลลูกบาศก์แบบโมโนอะตอมมิกอย่างง่าย
ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมี พอโลเนียมใกล้เคียงกับเทลลูเรียมมาก นอกจากนี้ ธรรมชาติของสารประกอบยังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการแผ่รังสีในระดับสูง ดังนั้นปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับพอโลเนียมจึงค่อนข้างน่าตื่นเต้นและน่าสนใจ แม้ว่าจะค่อนข้างอันตรายในแง่ของประโยชน์ต่อสุขภาพ
ไอโซโทป
โดยรวมแล้ว วิทยาศาสตร์ในปัจจุบันรู้จักพอโลเนียม 27 รูปแบบ (ตามแหล่งอื่น - 33) ไม่มีสิ่งใดที่เสถียรและมีกัมมันตภาพรังสีทั้งหมด ไอโซโทปที่หนักที่สุด (ที่มีเลขลำดับตั้งแต่ 210 ถึง 218) พบได้ในธรรมชาติในปริมาณเล็กน้อย ส่วนที่เหลือหาได้จากการประดิษฐ์เท่านั้น
กัมมันตภาพรังสีโพโลเนียม-210 เป็นรูปแบบธรรมชาติที่มีอายุยืนยาวที่สุด มันมีอยู่ในแร่เรเดียมยูเรเนียมจำนวนเล็กน้อยและเกิดขึ้นจากโซ่ปฏิกิริยาที่เริ่มต้นด้วย U-238 และยาวนานประมาณ 4.5 พันล้านปีในแง่ของครึ่งชีวิต
รับ
1 ตันของแร่ยูเรเนียมมีไอโซโทปพอโลเนียม-210 ในปริมาณเท่ากับประมาณ 100 ไมโครกรัม พวกเขาสามารถแยกออกได้ในระหว่างการประมวลผลของเสียจากการผลิต อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ปริมาณองค์ประกอบที่มีนัยสำคัญมากขึ้นหรือน้อยลง วัสดุจำนวนมากจะต้องได้รับการประมวลผล วิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้นคือการสังเคราะห์โดยใช้การฉายรังสีนิวตรอนของบิสมัทธรรมชาติในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ผลลัพธ์ที่ได้คือ พอโลเนียม-210 ได้รับตามขั้นตอนเพิ่มเติม สามารถรับไอโซโทป 208 และ 209 ได้โดยการฉายรังสีบิสมัทหรือตะกั่วด้วยลำอนุภาคแอลฟา โปรตอน หรือดิวเทอรอนแบบเร่ง
กัมมันตภาพรังสี
Polonium-210 เหมือนกับไอโซโทปอื่น ๆ ที่เป็นตัวปล่อยอัลฟา กลุ่มที่หนักกว่าก็ปล่อยรังสีแกมมาเช่นกัน แม้ว่าไอโซโทป 210 จะเป็นแหล่งกำเนิดของอนุภาคแอลฟาเพียงอย่างเดียว แต่ก็ค่อนข้างอันตราย แต่ไม่สามารถจับด้วยมือได้ หรือแม้แต่เข้าใกล้ในระยะใกล้ เพราะเมื่อถูกความร้อน มันจะผ่านเข้าสู่สภาวะละอองลอย นอกจากนี้ยังเป็นอันตรายอย่างยิ่งที่จะได้รับพอโลเนียมด้วยลมหายใจหรืออาหาร นั่นคือเหตุผลที่การทำงานกับสารนี้เกิดขึ้นในกล่องปิดผนึกพิเศษ อยากรู้ว่าองค์ประกอบนี้พบในใบยาสูบเมื่อประมาณครึ่งศตวรรษก่อน ระยะเวลาการสลายตัวของพอโลเนียม-210 เมื่อเทียบกับไอโซโทปอื่น ๆ มีขนาดใหญ่เพียงพอ ดังนั้นจึงสามารถสะสมในพืชและก่อให้เกิดอันตรายตามมาได้สุขภาพของผู้สูบบุหรี่มากยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม การพยายามสกัดสารนี้ออกจากยาสูบไม่ประสบผลสำเร็จ
อันตราย
เพราะว่าพอโลเนียม-210 ปล่อยอนุภาคแอลฟาออกมาเท่านั้น คุณจึงไม่ควรกลัวที่จะทำงานกับมัน คลื่นเหล่านี้ไม่ค่อยเคลื่อนที่ได้มากกว่าหนึ่งโหลและมักไม่สามารถทะลุผิวหนังได้
แต่เมื่อเข้าไปในร่างกายแล้วกลับทำร้ายเขาอย่างใหญ่หลวง เมื่อมันเข้าสู่กระแสเลือด มันจะแพร่กระจายไปยังเนื้อเยื่อทั้งหมดอย่างรวดเร็ว - หลังจากนั้นไม่กี่นาที มันสามารถเห็นการมีอยู่ของมันในทุกอวัยวะ มีมากในไตและตับ แต่โดยทั่วไปมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งอาจอธิบายถึงผลเสียหายโดยรวมในระดับสูง
ความเป็นพิษของพอโลเนียมมีมากจนแม้แต่ปริมาณน้อยก็ทำให้เกิดการเจ็บป่วยจากรังสีเรื้อรังและเสียชีวิตใน 6-11 เดือน เส้นทางหลักของการขับออกจากร่างกายคือทางไตและทางเดินอาหาร มีการพึ่งพาวิธีการเข้าเป็น ครึ่งชีวิตคือ 30 ถึง 50 วัน
พิษพอโลเนียมโดยบังเอิญเป็นไปไม่ได้เลย เพื่อให้ได้สารในปริมาณที่เพียงพอ จำเป็นต้องเข้าถึงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และจงใจใส่ไอโซโทปให้กับเหยื่อ ความซับซ้อนของการวินิจฉัยยังอยู่ในความจริงที่ว่ามีเพียงไม่กี่กรณีเท่านั้นที่เป็นที่รู้จักตลอดประวัติศาสตร์ เหยื่อรายแรกคือลูกสาวของผู้ค้นพบโพโลเนียม Irene Joliot-Curie ซึ่งในระหว่างการวิจัยได้ทำลายแคปซูลด้วยสารในห้องปฏิบัติการและเสียชีวิต 10 ปีต่อมา อีกสองคดีอยู่ในศตวรรษที่ 21 คดีแรกคือคดีสะเทือนขวัญของ Litvinenko ซึ่งเสียชีวิตในปี 2549 และกรณีที่สองคือการตายของยัสเซอร์ อาราฟัต ซึ่งพบร่องรอยของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี อย่างไรก็ตาม การวินิจฉัยขั้นสุดท้ายไม่ได้รับการยืนยัน
การสลายตัว
ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวที่สุดชนิดหนึ่ง พร้อมด้วย 208 และ 209 คือพอโลเนียม-210 ค่าครึ่งชีวิต (นั่นคือ เวลาที่จำนวนของอนุภาคกัมมันตภาพรังสีลดลงครึ่งหนึ่ง) สำหรับสองตัวแรกคือ 2, 9 และ 102 ปี ตามลำดับ และในช่วง 138 วันและ 9 ชั่วโมงที่ผ่านมา สำหรับไอโซโทปที่เหลือ อายุการใช้งานจะคำนวณเป็นนาทีและชั่วโมงเป็นหลัก
การผสมผสานของคุณสมบัติต่างๆ ของพอโลเนียม-210 ทำให้เป็นซีรีส์ที่สะดวกที่สุดสำหรับการใช้งานในด้านต่างๆ ของชีวิต เมื่ออยู่ในเปลือกโลหะพิเศษ เขาไม่สามารถทำร้ายสุขภาพของเขาได้อีกต่อไป แต่สามารถให้พลังงานของเขาเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ วันนี้พอโลเนียม-210 ใช้ทำอะไร
แอปพลิเคชั่นสมัยใหม่
ตามรายงานบางฉบับ ประมาณ 95% ของการผลิตพอโลเนียมมีความเข้มข้นในรัสเซีย และมีการสังเคราะห์สารประมาณ 100 กรัมต่อปี และเกือบทั้งหมดส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกา
มีหลายพื้นที่ที่ใช้พอโลเนียม-210 ประการแรกสิ่งเหล่านี้คือยานอวกาศ ด้วยขนาดที่เล็กกะทัดรัด จึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในฐานะแหล่งพลังงานและความร้อนที่ดีเยี่ยม แม้ว่าประสิทธิภาพจะลดลงครึ่งหนึ่งทุกๆ 5 เดือน แต่ไอโซโทปที่หนักกว่านั้นก็มีราคาแพงกว่ามากในการผลิต
ยกเว้นนอกจากนี้พอโลเนียมยังขาดไม่ได้ในฟิสิกส์นิวเคลียร์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาผลกระทบของรังสีอัลฟาต่อสารอื่นๆ
สุดท้าย อีกด้านของการใช้งานคือการผลิตอุปกรณ์สำหรับกำจัดไฟฟ้าสถิตทั้งสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมและในบ้าน วิเศษมากที่องค์ประกอบอันตรายดังกล่าวสามารถกลายเป็นภาชนะในครัวได้เกือบทั้งหมดโดยถูกห่อหุ้มด้วยเปลือกที่เชื่อถือได้
