Polonium Et sjeldent og veldig flyktig radioaktivt element

Polonium (Po) er et veldig sjeldent og veldig flyktig radioaktivt metall. Før den polsk-franske fysikeren Marie Curies oppdagelse av polonium i 1898, var uran og thorium de eneste kjente radioaktive elementene. Curie oppkalt polonium etter hjemlandet Polen.

Polonium er lite nyttig for mennesker, med unntak av noen truende bruksområder: Det ble brukt som en trigger i den første atombomben og er også en mistenkt gift ved et par høyprofilerte dødsfall.

I kommersielle anvendelser brukes polonium noen ganger for å fjerne statisk elektrisitet i maskiner eller støv fra fotografisk film. Den kan også brukes som en lett varmekilde for termoelektrisk kraft i rom-satellitter.

Klassifisering

Polonium er lokalisert i gruppe 16 og periode 6 i den periodiske tabellen over elementer. Det er klassifisert som et metall fordi poloniums elektriske ledningsevne synker når temperaturen stiger, ifølge Royal Society of Chemistry.

Elementet er det tyngste metallet av kalkogenene, en gruppe av elementer også kjent som "oksygenfamilien." Alle kalkogenene finnes i kobbermalm. Andre elementer i kalkogen gruppen inkluderer oksygen, svovel, selen og tellur.

Det er 33 kjente isotoper (atomer av samme element med et annet antall nøytroner) av polonium, og alle er radioaktive. Dette elementets radioaktive ustabilitet er det som gjør det til en passende kandidat for bruk i atombomber.

Fysiske egenskaper

• Atomnummer (antall protoner i kjernen): 84
• Atomsymbol (på elementets periodiske tabell): Po
• Atomvekt (atomets gjennomsnittlige masse): 209
• Tetthet: 9,32 gram per kubikkcentimeter
• Fase ved romtemperatur: Fast
• Smeltepunkt: 489,2 grader Fahrenheit (254 grader celsius)
• Kokepunkt: 1163,6 grader F (962 grader C)
• Vanligste isotop: Po-210 som har en halveringstid på bare 138 dager

Oppdagelse

Da Curie og mannen hennes, Pierre Curie, oppdaget polonium, lette de etter kilden til radioaktivitet i en naturlig forekommende, uranrik malm kalt pitchblende.

De to la merke til at den uraffinerte pitchblende var mer radioaktiv enn uranet som hadde blitt skilt fra den. Så de begrunnet at pitchblende må ha minst ett annet radioaktivt element.

Curies kjøpte masse pitchblende slik at de kjemisk kunne separere forbindelsene i mineralene. Etter måneder med omhyggelig arbeid, isolerte de endelig det radioaktive elementet: et stoff 400 ganger mer radioaktivt enn uran, ifølge International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).

Å trekke ut polonium var utfordrende fordi det var en så liten mengde; 1 tonn uranmalm inneholder bare rundt 100 mikrogram (0,0001 gram) polonium.

Likevel klarte Curies å trekke ut den isotop som vi nå kjenner som polonium-209, ifølge Royal Society of Chemistry.

kilder

Spor av Po-210 finnes i jord og luft. For eksempel produseres Po-210 under forfallet av radon-222 gass, som er et resultat av råtnende radium. På sin side er radium et forfallsprodukt av uran, som er til stede i nesten alle bergarter og jord dannet av bergarter.

Lavene klarer å absorbere polonium direkte fra atmosfæren. I nordlige områder kan folk som spiser rein ha høyere konsentrasjoner av polonium i blodet, fordi reinsdyr spiser lav, ifølge Smithsonian.com.

Polonium regnes som et sjeldent naturlig element. Selv om det finnes i uranmalm, er det ikke økonomisk å trekke ut, da det bare er rundt 100 mikrogram polonium i 1 tonn (0,9 tonn) uranmalm, ifølge Jefferson Lab.

I stedet oppnås polonium ved å bombardere vismut-209 (en stabil isotop) med nøytroner i en atomreaktor. Dette skaper radioaktiv vismut-210, som deretter forfaller til polonium gjennom en prosess som kalles beta-forfall, ifølge Royal Society of Chemistry.

USAs nukleære reguleringskommisjon anslår at det bare produseres rundt 100 gram (3,5 gram) polonium-210 over hele verden hvert år.

Kommersiell bruk

På grunn av sin høye radioaktivitet har polonium få kommersielle anvendelser. Blant elementets begrensede bruksområder er å eliminere statisk elektrisitet i maskiner og fjerne støv fra fotografisk film. I begge bruksområder må poloniumet forsegles forsiktig for å beskytte brukeren.

Elementet brukes også som en lett varmekilde for termoelektrisk kraft i satellitter og annet romfartøy. Det er fordi polonium forfaller raskt, og som det gjør, frigjør det en stor mengde energi i form av varme. Bare et enkelt gram polonium vil nå en temperatur på 500 grader C (932 grader F) etterhvert som det brytes ned, ifølge Royal Society of Chemistry.

Atombombe

Under midten av andre verdenskrig begynte Army Corps of Engineers å organisere Manhattan Engineer District, et topphemmelig forsknings- og utviklingsprogram som til slutt ville produsere verdens første atomvåpen..

Før 1940-tallet var det ingen grunn til å isolere polonium i sin rene form eller å produsere det i noen betydelig mengde, fordi det ikke var kjent bruk for det og veldig lite var kjent om det. Men distriktets ingeniører begynte å studere polonium og fant elementet som en viktig ingrediens for atomvåpenet deres.

En kombinasjon av polonium og beryllium, et annet sjeldent element, fungerte som bombens initiativtaker, ifølge Atomic Heritage Foundation.

Etter krigen ble forskningsprosjektet overført til Mound Laboratory i Miamisburg, Ohio. Gjennomført i 1949 var Mound Lab det første faste Atomic Energy Commission-anlegget for utvikling av atomvåpen.

Forgiftning

Polonium er giftig for mennesker, selv i veldig små mengder.

Den første personen som døde av poloniumforgiftning kan ha vært Marie Curies datter Irène Joliot-Curie. I 1946 eksploderte en poloniumkapsel på labbenken hennes, noe som kan ha vært årsaken til at hun fikk leukemi og døde 10 år senere, ifølge Smithsonian.com.

Poloniumforgiftning var også det som drepte Alexander Litvinenko, en tidligere russisk spion som hadde bodd i London i 2006 etter å ha påstått politisk asyl.

Forgiftning ble også mistenkt i den palestinske lederen Yasser Arafats død i 2004, da overraskende høye nivåer av polonium-210 ble påvist på klærne hans, ifølge The Wall Street Journal.

En studie fra 2011 publisert i tidsskriftet Nicotine & Tobacco Research fant at tobakksbedriftene har vært klar over at sigaretter og andre tobakkholdige produkter inneholder lave nivåer av polonium. Studiens forfattere beregnet at radioaktiviteten fra polonium i sigaretter er ansvarlig for opptil 138 dødsfall for hver 1000 røykere i løpet av en periode på 25 år.

Annen forskning har vist at dobbelt så mye polonium finnes i ribbeina til røykere som hos ikke-røykere, ifølge U.S. National Institute of Healths Toxicology Data Network.

Videre lesning:

• Ofte stilte spørsmål om Polonium 210, fra CDC.
• Six Secrets of Polonium, fra Smithsonian magazine.
• NIHs databaseark for farlige stoffer for radioaktivt polonium.