Полоний: история открытия, свойства и применение

Полоний

Полоний открыла польско-французский физик Мария Склодовская-Кюри в далеком 1898 году. Открытие было сделано совершенно случайно. Мария изучала урановую руду и практически «наткнулась» на новый радиоактивный металл. До этого научный мир знал лишь 2 летучих радиоактивных элемента: уран и торий. Название новому металлу она дала созвучно своей родине — Польше.

Характеристики элемента

Полоний крайне вреден для любого живого организма. В промышленности он иногда используется с целью удаления в некоторых приборах статического электричества. Более активно его применяют в космической сфере, а именно, как источник энергии для спутников и космических аппаратов.

Полоний относится к 16 группе в таблице химических элементов. Королевское химическое общество классифицирует его как металл, ввиду уменьшения его электрической проводимости с постепенным повышением температуры. Науке известны 33 изотопа и все они отличаются большой опасностью для всего живого и радиоактивностью. Их нестабильность позволила использовать элемент в одном из самых смертоносных оружий в истории человечества последнего столетия — атомной бомбе.

характеристики полония

История открытия полония

Французский ученый Пьер и его польская жена Мария Кюри были озадачены поиском источника сильной радиоактивности в урановой руде. В результате исследований они вдруг поняли, что неочищенная руда гораздо радиоактивная, чем чистый уран, который отделился от нее. Было допущено наличие еще одного источника радиоактивности.

Супруги несколько месяцев пытались разделить химические соединения минералов. В конце концов им это удалось. Новое вещество получилось в 400 раз радиоактивнее за чистый уран. Кропотливая работа была сложной по той причине, что из 1000 кг урановой руды удалось добыть лишь 100 мкг полония. Кюри удалось получить 209 изотоп. Долгое время они не могли придумать название недавно открытому веществу.

Параллельно с ними работал и другой ученый-физик Марквальд, который открыл подобный элемент с теми же свойствами. Он не растерялся и быстро дал ему название — радиотеллурий. Развязался спор, который через несколько лет все же решили: радиотеллурий — это тот же полоний и лавры открывателей достались Кьюри. За это достижение им дали Нобелевскую премию, но судьба Марии оказалась печальной. Она умерла от апластической лейкемии, к чему привели постоянные контакты с радионуклидами. Ее дочь, которая стала химиком, в результате опытов случайно разбила капсулу с полонием и отравилась.

Свойства Po-210

Известный нынче Po-210 в малых дозах находится в воздухе, а значит и в почве. Туда он попадает после распада радона-222. Он возникает после химического распада высокоактивного радия. Радий же появляется после распада непосредственно урана, который присутствует в горных породах.

свойства полония

Поэтому полоний является промежуточным звеном элемента урана. Po имеет свойство поглащаться некоторыми видами лишайников, которые встречаются в северных горных районах. Они выступают пищей для северных оленей, которыми кормятся и люди. Из-за этого в крови некоторых людей бывает превышенное количество полония, но оно чрезвычайно мало и люди этого практически не ощущают.

Полоний очень редкий природный элемент. Добывать его из руды экономически невыгодно. Искусственным способом его добывают в процессе бомбардировки стабильного изотопа висмута 209 нейтронами. После этого получается висмут-210, который путем бета-распада преобразуется в полоний. Американской комиссией по ядерному регулированию было установлено, что за 1 год производится только 100 г полония.

Обладая атомной массой 209 и плотностью в 9,32 г/куб.см при комнатной температуре он принимает твердое состояние. Плавится полоний при температуре в 254 градуса Цельсия. Самым распространенным изотопом является радиоактивный полоний 210 с 138 дневным периодом полураспада. Имеет серебристо-белый цвет, немного напоминая свинец. Материал имеет уникальное свойство к самонагреванию. Благодаря большому количеству выделяемой тепловой энергии он доходит до своих 254 градусов и расплавляется просто на глазах.

Применение в ядерном оружии и космической сфере

Во время Второй мировой войны инженерный корпус армии США создал сверхсекретную программу по разработке ядерной бомбы, а также исследованию радиоактивных материалов, которые можно использовать в качестве оружия. До 40-х годов полоний в чистом виде выделялся очень редко, и не было достаточно опытов по его использованию. Но гонка вооружения заставила ученых всерьез задуматься о его свойствах.

Они установили, что некоторая пропорция редкого бериллия и полония приводят к чудовищной ядерной реакции и могут стать активным компонентом разрушительной атомной бомбы. В результате Манхэттенского проекта было установлено, что один из материалов излучает альфа-частицы, а другой поглощает. Держа их отдельно друг от друга, реакции не будет, но смешиваясь происходил взрыв.

Сплав Po-210 с легким изотопом лития существенно снижает критическую массу для ядерного заряда, преобразуя его в детонатор. По этой причине его добыча находится под строгим контролем государства.

радиоактивный полоний 210

Интересен тот факт, что в человеческий организм Po-210 может попасть после курения табака. Но табак в таком случае должен удобряться фосфатами. Такие малые дозы не наносят вреда. Серьезного же ущерба может нанести единовременное принятие 2 мгм вещества. Альфа-частицы интенсивно разрушают органические ткани и приводят к появлению злокачественных опухолей. Когда он попал в кровь, его негативное воздействие уже не остановить. Но через кожу он проникнуть не может. Только через слызистую дихательных путей, открытые раны или вместе с едой.

В твердом веществе альфа-лучи проходят очень медленно, преодолевая ничтожно маленькое расстояние в 0,0001 мм. На таком коротком пути энергия растрачивается. Именно этот факт позволил использовать полоний в конструкциях батарей множества орбитальных космических кораблей и планетных зондов. Такие источники питания стояли на Луноходе-2, обеспечивая его энергией и обогревая приборы в условиях лунной ночи.

Читайте также:

Поделиться ссылкой:

Комментарии
Загрузка...

Здравствуйте! Мы используем куки для наилучшего представления нашего сайта. Вы видите это сообщение во исполнение нами Федерального закона от 27.07.2006 N 152-ФЗ "О персональных данных". Закрыть Читать далее