Polonyum-210 - Polonium-210

Polonium-210 ( ²¹⁰ Po Po-210, tarihsel olarak F radyum ) bir bir izotop arasında polonyumla . Bu maruz alfa bozunumu için kararlı ²⁰⁶ Pb yaklaşık 138,376 günlük bir yarı ömür ile ( 4+1 ⁄ 2 ay), tüm doğal olarak oluşan polonyum izotoplarının en uzun yarılanma ömrü. İlk olarak 1898 yılında tanımlanmış ve keşif işaretleme elemanı polonyumla, ²¹⁰ Po oluşturulur bozunma zincirinden ve uranyum-238 ve Radyum-226 . ²¹⁰ Po, çoğunlukla deniz ürünlerini ve tütünü etkileyen, çevrede önemli bir kirleticidir. Aşırı toksisitesi , insanlara ciddi şekilde zarar verebilen yoğun radyoaktiviteye atfedilir.

Tarih

Polonyum-210'un bir üyesi olduğu uranyum serisi veya radyum serisi olarak bilinen uranyum-238'in bozunma zinciri

S-sürecinin son adımlarının şeması. Kırmızı yol, nötron yakalama sırasını temsil eder; mavi ve camgöbeği oklar beta bozunmasını temsil eder ve yeşil ok ²¹⁰ Po'nun alfa bozunmasını temsil eder . ²¹⁰ Bi ve ²¹⁰ Po'nun kısa yarı ömürleri, daha ağır elementlerin oluşumunu engeller, bunun yerine dört nötron yakalama döngüsü, iki beta bozunması ve bir alfa bozunması ile sonuçlanır.

1898'de Marie ve Pierre Curie , pitchblende'de güçlü bir radyoaktif madde keşfettiler ve bunun yeni bir element olduğunu belirlediler; keşfedilen ilk radyoaktif elementlerden biriydi. Bu şekilde tanımladıktan sonra, polonyum elementine Marie'nin anavatanı olan Polonya'nın adını verdiler . Willy Marckwald , 1902'de benzer bir radyoaktif aktivite keşfetti ve buna radyo-tellür adını verdi ve aşağı yukarı aynı zamanda, Ernest Rutherford uranyum bozunma zinciri analizinde aynı aktiviteyi tanımladı ve ona radyum F (başlangıçta radyum E ) adını verdi . 1905'te Rutherford, tüm bu gözlemlerin aynı maddeden, ²¹⁰ Po'dan kaynaklandığı sonucuna vardı . İlk olarak 1913'te Frederick Soddy tarafından önerilen diğer keşifler ve izotop kavramı, ²¹⁰ Po'yu uranyum serisinde sondan bir önceki adım olarak sağlam bir şekilde yerleştirdi .

1943 yılında, ²¹⁰ Po bir sürede çalışılmıştır nötron başlatıcısı içinde nükleer silahların bir parçası olarak, Dayton Project . Sonraki yıllarda, ²¹⁰ Po ile çalışan işçilerin güvenliğine yönelik endişeler , sağlık üzerindeki etkileri konusunda kapsamlı çalışmalara yol açtı.

1950'lerde, Ohio , Mound Laboratories'deki Amerika Birleşik Devletleri Atom Enerjisi Komisyonu'ndan bilim adamları, uydulara güç sağlamak için bir ısı kaynağı olarak radyoizotop termoelektrik jeneratörlerde (RTG'ler) ²¹⁰ Po kullanma olasılığını araştırdılar . 1958'de ²¹⁰ Po kullanan 2.5 watt'lık bir atom pili geliştirildi. Ancak, 87.7 yıllık daha uzun bir yarı ömre sahip olduğu için bunun yerine izotop plütonyum-238 seçildi.

Polonyum-210, 2006 yılında Rus muhalif ve eski FSB subayı Alexander V. Litvinenko'yu öldürmek için kullanıldı ve 2012-2013 yıllarında mezardan çıkarılması ve cesedinin analizinin ardından Yaser Arafat'ın ölümünün olası bir nedeni olduğundan şüphelenildi .

çürüme özellikleri

²¹⁰ Po, 138.376 günlük bir yarı ömre sahip bir alfa yayıcıdır; doğrudan kararlı ²⁰⁶ Pb'ye bozunur . Çoğu zaman, ²¹⁰ Po , bir alfa parçacığının ve bir gama ışını yayımlanmasıyla değil, yalnızca bir alfa parçacığının yayımlanmasıyla bozunur ; yaklaşık 100.000 bozulmadan biri, bir gama ışını emisyonu ile sonuçlanır. Bu düşük gama ışını üretim hızı, bu izotopu bulmayı ve tanımlamayı zorlaştırır. Yerine gama ışın spektroskopisi , alfa spektroskopi Bu izotop ölçüm en iyi yöntemdir.

Çok daha kısa yarı ömrü sayesinde, bir miligram ²¹⁰ Po, saniyede 5 gram ²²⁶ Ra kadar alfa parçacığı yayar . Birkaç curie ait ²¹⁰ Po neden mavi parıltı yayan uyarılma çevre havasının.

²¹⁰ Po, uranyum serisi bozunma zincirindeki sondan bir önceki izotop olduğu doğada çok küçük miktarlarda meydana gelir . Bu yoluyla oluşturulur beta bozunması ile ilgili ²¹⁰ Pb ve ²¹⁰ Bi .

Astrofiziksel s-süreci , ²¹⁰ Po'nun bozunmasıyla sona erer , çünkü nötron akışı , ²¹⁰ Po'luk kısa ömürde daha fazla nötron yakalamasına yol açmak için yetersizdir . Bunun yerine, ²¹⁰ Po alfa ²⁰⁶ Pb'ye bozunur , bu daha sonra ²¹⁰ Po olmak için daha fazla nötron yakalar ve döngüyü tekrarlar, böylece kalan nötronları tüketir. Bu, kurşun ve bizmut birikmesine neden olur ve toryum ve uranyum gibi daha ağır elementlerin yalnızca çok daha hızlı r-sürecinde üretilmesini sağlar .

Üretme

Her ne kadar ²¹⁰ Po doğada eser miktarda ortaya çıkar, bu çok kadar (0.1 değildir ppb uygulanabilir olması uranyum cevherinden çıkarılması için). Bunun yerine, çoğu ²¹⁰ Po, bir nükleer reaktörde ²⁰⁹ Bi'nin nötron bombardımanı yoluyla sentetik olarak üretilir . Bu işlem, ²⁰⁹ Bi'yi ²¹⁰ Bi'ye dönüştürür ; bu beta, beş günlük yarı ömürle ²¹⁰ Po'ya düşer . Bu yöntemle Rusya'da yaklaşık 8 gram (0.28 oz) ²¹⁰ Po üretilir ve ticari uygulamalar için her ay Amerika Birleşik Devletleri'ne gönderilir .

Uygulamalar

Tek bir gram ²¹⁰ Po, 140 watt güç üretir. Birçok yayar Çünkü alfa parçacıklarını yoğun medyada çok kısa mesafe içinde durdu ve enerjilerini serbest olan, ²¹⁰ Po hafif olarak kullanılmıştır ısı kaynağına güç için termoelektrik hücrelerde de yapay uydular ; örneğin, ay gecelerinde iç bileşenlerini sıcak tutmak için Ay'ın yüzeyine yerleştirilen Lunokhod gezicilerinin her birinde ²¹⁰ Po'luk bir ısı kaynağı da vardı . Fotoğraf filmi gibi malzemeler üzerindeki statik elektriği nötralize etmek için kullanılan bazı anti-statik fırçalar, yüklü parçacık kaynağı olarak ²¹⁰ Po'luk birkaç mikroküri içerir . ²¹⁰ Po, berilyum ile (α,n) reaksiyonu yoluyla atom bombası başlatıcılarında da kullanıldı .

Tehlikeler

²¹⁰ Po aşırı derecede zehirlidir; o ve diğer polonyum izotopları, insanlar için en radyotoksik maddelerden bazılarıdır . Ortalama bir yetişkini öldürmek için bir mikrogram fazlasıyla yeterli olan ²¹⁰ Po, ağırlıkça hidrojen siyanürden 250.000 kat daha zehirlidir ; ayrıca bir gram ²¹⁰ Po'nun 50 milyon insanı öldürmeye ve 50 milyon insanı hasta etmeye yettiği düşünülüyor . Alfa parçacıkları özellikle vücuttaki organik dokulara zarar verdiğinden, bu iyonlaştırıcı alfa radyasyonunun bir sonucudur . Ancak ²¹⁰ Po, alfa parçacıkları insan derisine nüfuz edemediği için vücut dışında bir tehdit oluşturmaz .

²¹⁰ Po'nun toksisitesi tamamen radyoaktivitesinden kaynaklanmaktadır. Kendi başına kimyasal olarak toksik değildir, ancak sulu çözeltideki çözünürlüğü ve tuzlarının çözünürlüğü çözeltide vücuda yayılmasını kolaylaştırdığı için tehlike oluşturur. ²¹⁰ Po alımı, öncelikle kontamine hava, yiyecek veya su yoluyla ve ayrıca açık yaralar yoluyla gerçekleşir. ²¹⁰ Po , vücuda girdikten sonra yumuşak dokularda (özellikle retiküloendotelyal sistemde ) ve kan dolaşımında yoğunlaşır . Onun biyolojik yarılanma ömrü yaklaşık 50 gündür.

Çevrede ²¹⁰ Po deniz ürünlerinde birikebilir. Baltık Denizi'ndeki çeşitli organizmalarda , yayılabileceği ve böylece besin zincirini kontamine edebileceği tespit edilmiştir . ²¹⁰ Po'nun ayrıca, öncelikle atmosferik radon-222'nin bozulmasından ve topraktan emilmesinden kaynaklanan bitki örtüsünü kirlettiği de bilinmektedir .

Özellikle, ²¹⁰ Po tütün yapraklarına yapışır ve tütün yapraklarında yoğunlaşır. Tütünde ²¹⁰ Po'nun yüksek konsantrasyonları 1964 gibi erken bir tarihte belgelendi ve sigara içenlerin ²¹⁰ Po ve ana ²¹⁰ Pb'den önemli ölçüde daha yüksek dozlarda radyasyona maruz kaldıkları bulundu . Polonya'daki bireyler Ukrayna'dan seyahat eden Çernobil serpintisinden gelen kişilerle aynı miktarda radyasyona maruz kalabilirler (tahminler yılda 100  µSv ile 160 mSv arasında değişmektedir) . Sonuç olarak, ²¹⁰ Po en çok sigara dumanından solunduğunda tehlikelidir ve sigara ile akciğer kanseri arasında bir bağlantı olduğuna dair daha fazla kanıt sağlar .

Referanslar