Радиоактивен изотоп на полоний-210: полуживот

Полоний е елемент, чиито изотопи (атомни видове) са радиоактивни. Също така е халкоген, т.е. намира се в природата - част от земната кора. И той е невероятно опасен. Особено неговият изотоп - полоний-210. Но първо първо.

Половината живот

Както вече споменахме, полоний-210 е много опасно вещество. Той е силно токсичен и неговият полуживот е 138 дни и 9 часа. Под тази стойност се разбира времето, през което веществото се разпада приблизително в съотношение ½. Прилагайте този термин, между другото, не за всички системи. И изключително за експоненциално затихване.

Важно е да се отбележи, че в два такива периода всички частици не се разлагат. Все пак всеки етап на полуразпад намалява броя на консервираните частици с 2 пъти. Заслужава да се знае, че активността на дадено вещество е пропорционална на броя на неговите атоми.

токсичност

Въпросният елемент има много висока специфична дейност - до 166 TBq / g. Под този термин се разбира количеството радиоактивен разпад на единица време - спонтанна промяна в състава или вътрешната структурата на атомните ядра.

Това вещество излъчва само алфа частици - положително заредени, образувани от 2 протони и 2 неутрона. Но въпреки това е забранено да го вземате на ръка. Докосвайки този мек, сребристо-бял метал, човек може да получи поне радиационно увреждане на кожата. И е много вероятно тя да се разпространи в цялото тяло. Защото изотопът лесно прониква през кожата.

Също така е опасно на разстояние, което надвишава дължината на преодоляване на алфа частиците. Това е така, защото те започват да се нагряват независимо, в резултат на което се превръщат в аерозоли.

Какво е това за токсичността и разпадането на полоний-210. Но все още има изотопи 208 и 209 - по-дълготрайни. През 208-ия полуживот е 2898 години. И на 209-та - и на всички 103 години. Те са по-малко токсични. На практика няма информация за другите изотопи и тяхната радиотоксичност, тъй като те са краткотрайни.

Стандарти и ограничения за съдържанието

Съществува концепция за максимално допустима концентрация - тя е законов санитарен и хигиенен стандарт. Тя позволява съдържанието в околната среда на определени елементи в строго определени, безопасни количества за флората, фауната и хората.

И дори такова токсично вещество като полоний-210, чиято снимка е представена по-долу, има МАС. Допустимо е съдържанието му в резервоари в размер на 11.1 • 10 ^-3 Bq / l. Във въздуха на работните помещения той може да бъде в концентрация 7.41 • 10 ^-3 Bq / m³. Ето защо с този изотоп работят изключително в запечатани кутии.

Наред с допустимите граници има и смъртоносна доза. За възрастен човек е достатъчен само 0.1-0.3 GBq. Това е от 0,6 до 2 mcg. Тоест, 0.000002 грама изотоп, който е влязъл в тялото през белите дробове, може да убие. Смърт в оралния случай възниква с по-голямо количество от веществото - от 6 до 18 mcc (0.000006 - 0.000018 грама).

Естествено, радиоактивният изотоп Полоний-210 няма антидот. Въпреки че се провеждат експерименти. Има доказателства, че 2.3-димеркаптопропанол, който е детоксикационно лекарство със сулфхидридни компоненти, се е доказал успешно като антидот по време на експерименти с плъхове.

Смъртоносната доза на изотопа се прилага интравенозно на животните. И в една част от експерименталната група той беше изваден с помощта на посочените средства, а останалите бяха оставени да умрат. 90% от плъховете, на които е приложен 2,3-димеркаптопропанол, са оцелели. Всички други, включително отровени и нелекувани, умират през следващите 1,5 месеца.

Свойства и спецификации

За тях също трябва да се каже. Ако разглеждаме това радиоактивно вещество като елемент, можем да разграничим следните свойства и характеристики:

• Масата на ядрото на полоний-210 е около 208.9824 атомни единици (g / mol).
• Формулата за местоположението на електроните в атомните черупки (конфигурация) е следната: [Xe] 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ² 6p ⁴ _.
• Радиусът на атома, обозначаващ разстоянието между ядрото и най-далечната електронна орбита, е равен на 176 пикометра. 1 pc = 1 трилион метра.
• Ковалентният радиус, обозначаващ половината от разстоянието между ядрата на атом с ковалентна връзка, е 146 pc.
• Радиусът на йона (размер) е (+ 6е) 67 pm.
• Електроотрицателността по скалата на Паулинг е 2.3. Този термин предполага способността на някои атоми да извадят от себе си електроните на другите. Между другото, флуорът има най-висок индекс - 9,915.
• Електродният потенциал (електродвижеща сила) е както следва: Ro ← Ro ³ + 0.56 V и Ro ← Ro2 + 0.65 V.
• Степените на окисление са както следва: -2, +2, +4 и +6.
• Енергията на йонизация (най-малката, необходима за разстоянието от свободния атом на електрона) е 813.1 (8.43) kJ / mol или eV.
• Плътността на веществото при нормални условия е приблизително 9,5 g / cm3.
• Точката на топене на този мек метал е само 254 ° С.
• Полоний кипи при 962 ° С.
• Специфичната топлина на топене и изпаряване е 10 и 102.9 kJ / mol, съответно.
• Моларният топлинен капацитет е 26.4 J / (K * mol).
• Моларният обем е 22.7 cm3 / mol.

И трябва да се каже няколко думи за кристалната решетка на този мек метал. Това е геометричен образ, който е въведен за анализ на структурата на кристалите на веществото. Полонийът има кубична структура, а параметрите са 3,35 ангстрема.

Източници на полоний

Малко хора знаят, но този изотоп е намерен в тютюна, използван при производството на цигари. И съответно, в тютюневия дим. Производителите, разбира се, предпочитат да мълчат за това. Но тази информация все още беше изяснена и разкрита.

За първи път в американското издание, наречено American Journal of Public Health, е публикувана статия. Тя е написана от група изследователи, която включва специалисти по клиниката на Майо (Рочестър) и учени от Станфордския университет.

В статията се посочва, че производителите на пури преди повече от четиридесет години са открили, че радиоактивният полоний-210 е част от тютюна. Те се опитаха да го извадят от продуктите по всички налични методи, но без успех.

За да предотвратят възможността на потенциалните купувачи да осъзнаят този факт, компаниите не са докладвали за резултатите от своите вътрешни изследвания. Това се доказва от вътрешни документи на тютюневата индустрия.

Швейцарският вестник Le Temps от своя страна пише, че желанието да се скрие тази информация е толкова силно, че продуцентите го държат в мълчание, дори когато се оказа, че концентрацията на полоний-210 е два до три пъти по-ниска от първоначално направените оценки.

Следователно учените смятат, че на цигарените опаковки е необходимо да се изобрази знак, който би предупредил за опасност от радиоактивност.

Производство на метал

Над него беше казано много моларна маса полоний-210, неговите физико-химични свойства и други характеристики. Не би било излишно да се каже как се произвежда този метал.

В природата изотопите му са включени в радиоактивната естествена серия ²³⁸ U и все още присъстват в урановите руди. Но поради краткия период на разпадане на алфа, полоний-210 не се натрупва в значителни количества. Концентрацията е в приемливи граници.

За да се получи това вещество от руда, е необходимо да се извлече от него радий - сребристо бял лъскав алкалоземен метал, който се характеризира с висока химическа активност. Неговите остатъци се разтварят с помощта на солна киселина, след което полоний се утаява с сероводород. Заедно с него се откроява и бисмут - лъскав метал с розов оттенък.

Следващият етап е отделянето на полоний. В този процес се използва методът на фракционна кристализация на съединения, които имат различна разтворимост и различни свойства.

Към днешна дата можете да получите полоний-210 ядрени реактори където бисмутът се облъчва от неврони. И най-дългият изотоп се извлича чрез бомбардиране на розовия метал с протони.

По-просто казано, получаването на радиоактивен полоний не е толкова лесно. Според експерти в света има само 40-50 реактора, които могат да произвеждат това вещество. Някои от тях са ядрени съоръжения, разположени на територията на бившия СССР, както и Германия и Австралия.

Използване на

Над това беше достатъчно разказано за различните свойства на този полуметал, както и за състава на сърцевината полоний-210. 84 е номерът, под който се намира елементът, но той е въведен първо в Периодичната таблица поради уникалността, показана в много отношения.

Къде се прилага? Полонийът е първият радиоактивен метал, използван в космическите изследвания. Преди около 40 години тя е била приложена в термоелектрически елементи сателити. Полуживотът на полоний-210 обаче е само 138 дни, което не е достатъчно. Следователно, той е заменен с плутоний-238.

Също така, металът се използва в неутронни източници. Но там той бе заменен от тритий, супер тежък радиоактивен изотоп на водорода.

В допълнение, полоний се използва като антистатичен агент в печатащите устройства. Той беше добавен за намаляване на статичната електрификация, типична за полимерни материали. Но сега това вече не е необходимо.

Като цяло производството на този материал отдавна е преустановено в много страни. Във Великобритания е завършен през 60-те години. В САЩ - през 70-те години. В Канада производството е завършило преди началото на 80-те години на миналия век, и само в Китай то продължава до 1990-те години. Последният произведен полоний е направен в Саров, затворен руски научен град в Нижегородския регион.

Отравяне. симптоми

Дори да спечелите милиард долара в лотарията е по-лесно, отколкото да се срещнете някъде с полоний. В крайна сметка, неговото производство се класифицира от правителството и всеки микрограм от извлеченото вещество се контролира строго. Въпреки това, ако това се случи по някакъв начин, тогава трябва да действате незабавно.

Отравяне с полоний-210 няма очевидни признаци. Но още от първия контакт веществото провокира развитието на лъчева болест, която е придружена от симптоми на радиоактивни увреждания. Проявяват се същите признаци, които се наблюдават при отравяне с други силно токсични метали. А именно:

• Диария, гадене, повръщане.
• Хипертония и тахикардия.
• Спад и умора.
• Делириум, халюцинации и нарушения на съзнанието.

Това са общи признаци. След известно време започва:

• Косопад
• Острото стареене на тялото.
• Органна недостатъчност (започва с черния дроб и бъбреците).
• Пълно увреждане на имунната система и отговорната за това левкоцитна формула.
• Липса на костен мозък и лимфа.

Полоний-210, веднъж в тялото, чрез кръвта равномерно "се разминава" по цялото тяло. Хомогенна концентрация се наблюдава вече няколко часа след случилото се. Веднага се нарушават метаболитните процеси, могат да се появят гърчове и психози, проблеми с двигателната моторика. Сърдечни удари, кървави изпражнения, спадане на налягането, частична или пълна слепота са всички последици от отравянето.

Как да действаме?

Дали ще бъде възможно да се спаси човек от деструктивен контакт с това вещество, не зависи от периода на полуразпад на полоний-210, или дори от това колко метал или пара е засегнал. И от лечение и навременна помощ. Ето как да действате:

• Ако докоснете метала, незабавно измийте тази част от тялото, като използвате голямо количество перилен препарат или сапун за пране.
• Ако изотопът навлезе в хранопровода, е необходимо незабавно да се предизвика повръщане. Тъй като броят продължава за секунда, за това се използват подкожни инжекции с апоморфин. И приемането на слабително - въвеждането на клизма натриев сулфат и магнезий.

Естествено, преди това трябва да се обадите на линейка. В такива случаи квалифицираната медицинска помощ е от първостепенно значение.

В рамките на шест месеца или година изотопът може да се екскретира чрез бъбреците. Но през това време тя ще се натрупва и ще причини вреда (например плешивост).

Ако веществото е имало време да се абсорбира в тъканта на органите, лекарите използват химически съединения от оксатиол и унитиол. Тези лекарства могат да "извлекат" полоний-210 и да го извадят. Най-малко една седмица жертвата ще трябва да лежи под капките.

Случаи на отравяне

Истории са известни само две такива. Един от тях се случи през 2006 г. - 43-годишният Александър Вълтерович Литвиненко, подполковник в съветската и руската държавна сигурност, който тогава е бил в Лондон, е бил отровен от полоний-210.

В нощта на 23 ноември състоянието му се влоши рязко и той умря по-малко от ден по-късно. Тялото на Александър не беше отворено дълго време, защото имаше страх от радиационно излагане на лекарите на радиация. Бяха проведени подробни проучвания. В техните рамки успяхме да открием следи от радиация в тези места, където Александър е бил преди да се разболее.

Вторият случай не е толкова ясен. Полоний-210 е намерен в личните вещи на председателя на Палестинската национална власт на име Ясир Арафат, който почина през 2004 г.

Извършва се дори ексхумация на тялото му, а швейцарската страна на международната комисия потвърждава в резултат на изследвания, че това изотопно отравяне. Но тогава все пак те промениха решението. В резултат на това руските, френските и швейцарските страни стигнаха до заключението, че няма доказателства, потвърждаващи факта на отравяне с полоний, а случаят е приключен.