Войти
| Общие | |
|---|---|
| Символ | Po |
| Имена | полоний-210, Po-210, радий F |
| Протоны | 84 |
| Нейтроны | 126 |
| Данные о нуклидах | |
| Естественное содержание | След |
| Период полураспада | 138,376 дня ± 0,002 дня |
| Исходные изотопы | Bi (β ) |
| Продукты распада | Pb |
| Масса изотопа | 209.9828736 u |
| Спин | 0 |
| Режимы распада | |
| Режим распада | Энергия распада (МэВ ) |
| Альфа распад | 5,40753 |
| Изотопы полония. Полная таблица нуклидов | |
Полоний-210 (Po, Po-210, исторически радий F ) является изотопом из полония. Он претерпевает альфа-распад до стабильный Pb с периодом полураспада 138,376 дней, что является самым продолжительным из всех встречающихся в природе полонов. Изотопы ium. Впервые идентифицированный в 1898 году, а также знаменующий открытие элемента полония, Po образуется в цепочке распада урана-238 и радия- 226. По является заметным загрязнителем окружающей среды, в основном поражающим морепродукты и табак. Он также чрезвычайно токсичен для людей из-за своей высокой радиоактивности.
Цепочка распада урана-238, известная как серия урана или серия радия, членом которой является полоний-210 
Схема заключительных стадий s-процесса. Красный путь представляет собой последовательность нейтронных захватов; синяя и голубая стрелки представляют бета-распад, а зеленая стрелка представляет альфа-распад Po. Короткие периоды полураспада Bi и Po предотвращают образование более тяжелых элементов, вместо этого приводя к циклу из четырех нейтронных захватов, двух бета-распадов и альфа-распада. В 1898 г. Marie и Пьер Кюри обнаружил сильно радиоактивное вещество в уране и определил, что это новый элемент; это был один из первых обнаруженных радиоактивных элементов. Определив его как таковой, они назвали элемент полоний в честь родины Мари, Польша. Вилли Марквальд обнаружил аналогичную радиоактивную активность в 1902 году и назвал ее радиотеллуром, и примерно в то же время Эрнест Резерфорд определил ту же активность в своем анализе. цепи распада урана и назвал его радий F (первоначально радий E ). К 1905 году Резерфорд пришел к выводу, что все эти наблюдения были связаны с одним и тем же веществом - По. Дальнейшие открытия и концепция изотопов, впервые предложенная в 1913 г. Фредериком Содди, твердо поставили По в качестве предпоследней ступени в урановой серии.
В 1943 г. По изучался как возможный нейтронный инициатор в ядерном оружии, в рамках Дейтонского проекта. В последующие десятилетия опасения по поводу безопасности рабочих, работающих с Po, привели к обширным исследованиям его воздействия на здоровье.
В 1950-х годах ученые из Комиссии по атомной энергии США в Mound Лаборатории, Огайо, исследовали возможность использования Po в радиоизотопных термоэлектрических генераторах (RTG) в качестве источника тепла для питания спутников. К 1958 году была разработана атомная батарея мощностью 2,5- ватт с использованием Po. Однако вместо этого был выбран изотоп плутоний-238, так как он имеет более длительный период полураспада. 87,7 лет.
Полоний-210 был использован для убийства российского диссидента и бывшего сотрудника ФСБ Александра В. Литвиненко в 2006 году, и подозревался как возможная причина смерти Ясира Арафата после эксгумации и анализа его трупа в 2012–2013 гг.
По - альфа эмиттер с периодом полураспада 138,376 суток; он распадается прямо до стабильного Pb. В большинстве случаев По распадается только за счет излучения альфа-частицы, а не за счет излучения альфа-частицы и гамма-излучения ; примерно один из 100 000 распадов приводит к испусканию гамма-излучения. Эта низкая скорость образования гамма-излучения затрудняет поиск и идентификацию этого изотопа. Вместо гамма-спектроскопии, альфа-спектроскопия является лучшим методом измерения этого изотопа.
Благодаря своему гораздо более короткому периоду полураспада миллиграмм По испускает столько альфа-частиц в секунду, как 5 граммов Ra. Несколько кюри По излучают голубое свечение, вызванное возбуждением окружающего воздуха.
Po встречается в природе в незначительных количествах, где он является предпоследним изотопом в цепочке распада урана. Он генерируется посредством бета-распада из Pb и Bi.
Астрофизический s-процесс завершается распадом Po, поскольку нейтронный поток недостаточно, чтобы привести к дальнейшим захватам нейтронов за короткое время жизни Po. Вместо этого Po альфа распадается на Pb, который затем захватывает больше нейтронов, чтобы стать Po, и повторяет цикл, таким образом потребляя оставшиеся нейтроны. Это приводит к накоплению свинца и висмута и гарантирует, что более тяжелые элементы, такие как торий и уран, производятся только в гораздо более быстром r-процессе.
Хотя Po встречается в природе в следовых количествах, его недостаточно (0,1 ppb ) для того, чтобы его извлечение из урановой руды было осуществимым. Вместо этого большая часть Po производится синтетически путем бомбардировки нейтронами Bi в ядерном реакторе. Этот процесс превращает Bi в Bi, который бета распадается до Po с пятидневным периодом полураспада. С помощью этого метода около 8 граммов (0,28 унции) Po производится в России и ежемесячно отправляется в США для коммерческих приложений.
Один грамм Po генерирует мощность 140 Вт. Поскольку он испускает множество альфа-частиц, которые останавливаются на очень коротком расстоянии в плотной среде и выделяют свою энергию, Po был использован в качестве легкого источника тепла для питания термоэлектрических ячейки в искусственных спутниках ; например, источник тепла Po был также в каждом из луноходов Луноход, развернутых на поверхности Луны, чтобы поддерживать их внутренние компоненты в тепле в течение лунных ночей. Некоторые антистатические щетки, используемые для нейтрализации статического электричества на материалах, таких как фотопленка, содержат несколько микрокюри Po в качестве источника заряженных частиц. Po также использовался в инициаторах для атомных бомбы в результате реакции (α, n) с бериллием.
Po чрезвычайно токсичен; он и другие изотопы полония являются одними из самых радиотоксичных веществ для человека. Поскольку одного микрограмма более чем достаточно, чтобы убить среднего взрослого человека, Po в 250 000 раз токсичнее, чем цианистый водород по весу; Также считается, что одного грамма Po достаточно, чтобы убить 50 миллионов человек и заболеть еще 50 миллионов. Это следствие его ионизирующего альфа-излучения, так как альфа-частицы особенно вредны для органических тканей внутри тела. Однако Po не представляет угрозы за пределами тела, поскольку альфа-частицы не могут проникать через кожу человека.
Токсичность Po полностью связана с его радиоактивностью. Сам по себе он химически не токсичен, но его растворимость в водном растворе, а также растворимость его солей представляет опасность, поскольку в растворе облегчается его распространение по организму. Попадание Po происходит в основном через загрязненный воздух, пищу или воду, а также через открытые раны. Попадая в организм, Po концентрируется в мягких тканях (особенно в ретикулоэндотелиальной системе ) и в кровотоке. Его биологический период полураспада составляет приблизительно 50 дней.
В окружающей среде Po может накапливаться в морепродуктах. Он был обнаружен у различных организмов в Балтийском море, где он может размножаться и, таким образом, загрязнять пищевую цепь. Известно также, что Po загрязняет растительность, главным образом в результате разложения атмосферы радон-222 и абсорбция из почвы.
В частности, Po присоединяется к листьям табака и концентрируется в них. Повышенные концентрации Po в табаке были зарегистрированы еще в 1964 году, и, таким образом, было обнаружено, что курильщики сигарет подвергались значительно более высоким дозам радиации от Po и его родительского Pb. Заядлые курильщики могут подвергаться воздействию такого же количества радиации (оценки варьируются от 100 мкЗв до 160 мЗв в год), как и люди в Польше, пострадавшие от радиоактивных осадков Чернобыля, прибывших из Украины. В результате, Po является наиболее опасным при вдыхании сигаретного дыма, что дает дополнительные доказательства связи между курением и раком легких.
