Полоний-210


Полоний-210
Порошок полония в пробирке

Полоний / Polonium (Po)

Атомный номер

84

Внешний вид простого вещества

серебристо-серый металл

Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)

208,9824 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома

176 пм

Энергия ионизации
(первый электрон)

813,1 (8,43) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация

[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4

Химические свойства
Ковалентный радиус

146 пм

Радиус иона

(+6e) 67 пм

Электроотрицательность
(по Полингу)

2,0

Электродный потенциал

Po ← Po3+ 0,56 В
Po ← Po2+ 0,65 В

Степени окисления

–2, +2, +4, +6

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность

9,32 г/см³

Удельная теплоёмкость

0,125 Дж/(K·моль)

Теплопроводность

n/a Вт/(м·K)

Температура плавления

527 K

Теплота плавления

(10) кДж/моль

Температура кипения

1235 K

Теплота испарения

(102,9) кДж/моль

Молярный объём

22,7 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

кубическая

Период решётки

3,350 Å

Отношение c/a

n/a

Температура Дебая

n/a K

Po 84
[209]
6s26p4
Полоний

Поло́нийхимический элемент с атомным номером 84 в периодической системе, обозначается символом Po (лат. Polonium), радиоактивный полуметалл серебристо-белого цвета. Не имеет стабильных изотопов.

Содержание

История и происхождение названия

Элемент открыт в 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманкеурановой руде. Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910 г.

Элемент назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри — Польши (лат. Polonia).

Свойства

Полоний — мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.

Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (РоО2)x и монооксид полония РоО. С галогенами образует тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро2+ розового цвета:

Ро + 2HCl → PoCl2 + Н2↑.

При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводород:

Ро + Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Po,

который при комнатной температуре находится в жидком состоянии (от −36,1 до 35,3 °C)

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РоО3 и соли полониевой кислоты, не существующей в свободном состоянии — полонаты К2РоО4. Известен также диоксид полония PoO2. Образует галогениды состава PoX2, PoX4 и PoX6. Подобно теллуру полоний способен с рядом металлов образовывать химические соединения — полониды.

Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку. [1]

Нахождение в природе

Радионуклиды полония входят в состав естественных радиоактивных рядов:

210Po (Т1/2 = 138,376 суток), 218Po (Т1/2 = 3,10 мин) и 214Po (Т1/2 = 1,643·10−4 с) — в ряд 238U;

216Po (Т1/2 = 0,145 с) и 212Po (Т1/2 = 2,99·10−7 с) — в ряд Th;

215Po (Т1/2 = 1,781·10−3 с) и 211Po(Т1/2 = 0,516 с) — в ряд 235U.

Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре 2·10−14% по массе.

Также Полоний-210 содержится в табаке и табачном дыме, об этом предпочитают умалчивать производители табака. "Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешны" - говорится в статье, исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере.[1]

Получение

На практике в граммовых количествах нуклид полония 210Ро синтезируют искусственно, облучая металлический 209Bi нейтронами в ядерных реакторах. Получившийся 210Bi за счет β-распада превращается в 210Po. При облучении того же изотопа висмута протонами по реакции

209Bi + p → 209Po + n

образуется самый долгоживущий изотоп полония 209Po.

Микроколичества полония извлекают из отходов переработки урановых руд. Выделяют полоний экстракцией, ионным обменом, хроматографией и возгонкой.

Металлический Po получают термическим разложением в вакууме сульфида PoS или диоксида (PoO2)x при 500 °C.

Применение

Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но, к сожалению, короткоживущих, ввиду малого времени жизни 210Po: Т1/2 = 138,376 суток). Альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надежны. Например, латунная ампула диаметром два и высотой четыре сантиметра ежесекундно дает до 90 миллионов нейтронов.

Полоний также применялся в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры.

Важной областью применения полония является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 Вт/см3), тем не менее они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает альфа-частицы, проникающая способность и длина пробега которых минимальны. Например, у советского лунохода для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель [2].

Отдельной строкой надо указать, что полоний-210 может послужить в сплаве с легким изотопом лития (6Li) веществом, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.

Биологическая роль

Полоний-210 высокотоксичен, имеет период полураспада 138 дней и 9 часов. Его удельная активность (166 ТБк/г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы. Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, так как его соединения саморазогреваются и переходят в аэрозольное состояние. ПДК в водоемах и в воздухе рабочих помещений 11,1·10−3 Бк/л и 7,41·10−3 Бк/м3. Поэтому работают с полонием-210 лишь в герметичных боксах.

Точных сведений о воздействии радиационного отравления полонием на человека не существуют, так как опыты на человеке не проводились (проводились, однако, измерения кинетики малых доз полония в организме человека, а также наблюдения нескольких известных случаев острого или хронического отравления полонием). По оценке специалистов, опубликованной[3] в научном журнале Journal of Radiological Protection и основанной на математической модели радиационного отравления, разработанной на основе данных по опытам над животными, летальная доза полония-210 для взрослого человека оценивается в пределах от 0,1–0,3 ГБк (0,6-2 мкг), при попадании изотопа в организм через лёгкие, до 1-3 ГБк (6-18 мкг), при попадании в организм через пищеварительный тракт.

Более долгоживущие полоний-208 (период полураспада 2,898 года) и полоний-209 (период полураспада 103 года) обладают несколько меньшей радиотоксичностью на единицу веса, обратно пропорционально периоду полураспада. Сведений о радиотоксичности других, короткоживущих изотопов полония мало. В организме человека полоний ведет себя подобно своим химическим гомологам, селену и теллуру, концентрируется в печени, почках, селезёнке и костном мозге. Период полувыведения из организма − от 30 до 50 дней, выделяется в основном через почки. Есть сообщения об успешном использовании 2,3-димеркаптопропанола для выведения полония из организма крыс — 90 % животных, которым внутривенно вводилась смертельная доза полония-210 (9 нг/кг веса), выжили, тогда как в контрольной группе все крысы погибли в течение полутора месяцев.

Широко известен случай с Александром Литвиненко, который скончался в результате отравления полонием-210 в 2006 году.

Изотопы полония

На начало 2006 года известны 33 изотопа полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбуждённых состояний изотопов полония. Наиболее долгоживущий изотоп, 209Po и 208Po имеют периоды полураспада 102 и 2,9 года соответственно. Некоторые изотопы полония, входящие в радиоактивные ряды урана и тория, имеют собственные наименования, которые сейчас в основном рассматриваются как устаревшие:

Изотоп Название Обозначение Радиоактивный ряд
210Po Радий F RaF 238U
211Po Актиний C' AcC' 235U
212Po Торий C' ThC' 232Th
214Po Радий C' RaC' 238U
215Po Актиний A AcA 235U
216Po Торий A ThA 232Th
218Po Радий A RaA 238U

См. также Полный список изотопов полония(англ.)

Примечания

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Полоний-210" в других словарях:

  • ПОЛОНИЙ — радиоактивный хим. элемент, символ Ро (лат. Polonium), ат. н. 84, ат. м. самого долгоживущего природного изотопа 210. Открыт в урановой руде в 1898 г. Марией и Пьером Кюри. В природе П. встречается в чрезвычайно малых количествах. Все (см.) П.… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Полоний — У этого термина существуют и другие значения, см. Полоний (значения). 84 Висмут ← Полоний → Астат …   Википедия

  • Полоний — (лат. Polonium)         Po, радиоактивный химический элемент VI группы периодической системы Менделеева, атомный номер 84. П. первый элемент, открытый по радиоактивным свойствам П. Кюри и М. Склодовской Кюри (См. Склодовская Кюри) 1898 (см.… …   Большая советская энциклопедия

  • ПОЛОНИЙ — Вновь открытый г жей Кюри радиоактивный элемент. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. полоний ср. лат. Polonia Польша, назв. в честь родины М. Склодовской Кюри (1867 1934), открывшей вместе с П. Кюри… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Полоний —         (лат. Polonium), Po (a. polonium; н. Polonium; ф. polonium; и. polonio), хим. элемент VI группы периодич. системы Mенделеева; ат. н. 84, ат. м. 208, 9824. Изотопы c массовым числом 210 218 входят в природные ряды радиоактивных элементов.… …   Геологическая энциклопедия

  • ПОЛОНИЙ — (Polonium), Po, хим. элемент VI группы периодич. системы элементов, ат. номер 84; первый хим. элемент, открытый по его радиоакт. свойствам (1898, П. p М. Кюри, Р. и М. Curie). Известны изотопы П. Наиб. устойчив =102 года), однако его получение в… …   Физическая энциклопедия

  • полоний — я; м. Химический элемент (Po), мягкий радиоактивный металл серебристо белого цвета, получаемый из урановых руд (применяющийся как источник нейтронов). ◁ Полониевый, ая, ое. * * * полоний (лат. Polonium), химический элемент VI группы периодической …   Энциклопедический словарь

  • ПОЛОНИЙ — (от лат. Polonia Польша, родина М. Скло довской Кюри; лат. Polonium) Po, радиоактивный хим. элемент VI гр. периодич. системы, ат. н. 84, ат. м. 208,9824. Стабильных изотопов не имеет. Известно 27 изотопов с мас. ч. 192 218. Наиб. долгоживущие… …   Химическая энциклопедия

  • Химический элемент полоний — К материалу "В теле скончавшегося в Лондоне Литвиненко нашли следы полония 210" Полоний (лат. polonium) 84 ый элемент периодической таблицы Менделеева был открыт Пьером и Марией Кюри и получил своё имя 13 июля 1898 года в честь… …   Энциклопедия ньюсмейкеров

  • Дело Литвиненко — Дело Литвиненко  уголовные расследования в ряде стран предполагаемого убийства в Лондоне бывшего офицера ФСБ А. В. Литвиненко, умершего 23 ноября 2006, как было заявлено, от отравления радиоактивным полонием 210[1]. Сопряжённые с ним… …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «Полоний-210» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.