Trovanje osobe polonijem. Struktura atoma polonija Vrijeme poluraspada izotopa polonija

MOSKVA, 11. prosinca - RIA Novosti. Rasprava u medijima oko svojstava polonija-210, pronađenog u tijelu bivšeg časnika FSB-a Aleksandra Litvinenka, sadrži veliku količinu netočnih informacija, što u konačnici dovodi do "zbunjujuće situacije", stručnjak za nuklearno područje fizika za RIA Novosti.

Litvinenko, koji je 2000. godine pobjegao u Veliku Britaniju i dobio britansku putovnicu u listopadu ove godine, preminuo je 23. studenog u bolnici University College London. Stručnjaci britanske Agencije za zaštitu zdravlja pronašli su u njegovom tijelu tragove radioaktivnog elementa polonija-210.

Tragovi polonija pronađeni su na mjestima koja je Litvinenko posjetio, uključujući restoran i hotel u središtu Londona.

“U tako složenim temama kao što su rukovanje radioaktivnim izotopom i posljedice trovanja čovjeka polonijem-210, nažalost, mnogi se smatraju stručnjacima, u početku su se pojavljivale nevjerojatne informacije koje su širili mediji , da bi osoba otrovana polonijem-210 iza sebe mogla ostaviti tragove. To je besmislica, nikakvo znojenje ne može iznijeti polonij-210”, rekao je stručnjak.

Slično mišljenje ranije je za RIA Novosti izrazio direktor Instituta za stratešku stabilnost Rosatoma Viktor Mihajlov. Izjavio je da bi bilo “nemoguće da osoba zahvaćena polonijem-210 za sobom ostavi tragove izotopa.”

"Kakvi tragovi? Osoba zaražena polonijem-210 ne može ostaviti tragove za sobom, osim ako nosi ovaj polonij-210 u rukama", rekao je Mihajlov.

Prema njegovim riječima, “izotop polonija-210 ima alfa zračenje i budući da je bio u čovjeku, ne može ostaviti tragove”.

Agencija za zdravstvenu zaštitu Ujedinjenog Kraljevstva izdala je službenu izjavu krajem studenog u kojoj se kaže da je "rizik od infekcije ovom tvari (polonij-210) minimalan."

"Rizik od radijacijske bolesti pojavljuje se samo ako je tvar ušla u tijelo: udahnuli ste je, stavili u usta ili dospjeli u otvorenu ranu. Ne predstavlja prijetnju sve dok je vani. Većina tragova tvar se može ukloniti jednostavnim pranjem ruku u perilici za rublje ili posuđe", stoji u priopćenju britanske agencije.

Prema riječima stručnjaka u području radijacijske medicine, razvoj radijacijske bolesti zbog ulaska polonija-210 u ljudsko tijelo gotovo je neizbježan. "Ali sve ovisi o dozi izotopa i karakteristikama tijela žrtve, ako je doza izuzetno mala, tada se može otkriti prisutnost polonija-210, ali će zdravstveni rizik biti minimalan", rekao je stručnjak RIA Novosti. .

Drugi stručnjak - iz područja nuklearne fizike - podsjetio je da je "element 84 - polonij - prvi element upisan u periodni sustav nakon otkrića radioaktivnosti." "Prvi je po redoslijedu atomskih brojeva i najlakši je od elemenata bez stabilnih izotopa", rekao je.

Polonij su otkrili Pierre i Marie Curie, a ime je dobio 13. srpnja 1898. u čast Mariene povijesne domovine - Poljske. Pojavljuje se u prirodi, ali u rudama urana njegova je koncentracija 100 trilijuna puta manja od koncentracije urana.

Polonij je mekan, srebrnastobijeli metal nešto lakši od olova. U ljudski organizam ulazi putem hrane i duhanskog dima

Izotopi su varijacije istog radioaktivnog elementa. Na primjer, polonij postoji u varijantama kao što su polonij (P) P-210 s poluživotom od 138 dana, P-208 s poluživotom od dvije godine i P-209 s poluživotom od 103 godine. Prema riječima stručnjaka, najvažniji izotop sa znanstvenog gledišta je polonij-210 - čisti alfa emiter.

"Alfa čestice koje emitira usporavaju se u metalu i, putujući samo nekoliko mikrometara kroz njega, troše svoju atomsku energiju, koja se pretvara u toplinu, koja se zauzvrat može koristiti za grijanje ili pretvoriti u električnu energiju", stručnjak rekao je.

Ta se energija već koristi i na Zemlji i u svemiru. Izotop P-210 koristi se u elektranama nekih umjetnih satelita. Konkretno, letio je izvan Zemlje na sovjetskim satelitima Kosmos-84 i Kosmos-90.

Čisti alfa emiteri - i polonij-210 - imaju nekoliko očitih prednosti u odnosu na druge izvore zračenja, uključujući činjenicu da takvi emiteri ne zahtijevaju praktički nikakve posebne zaštitne mjere: moć prodiranja i duljina puta alfa čestica su minimalni. Svojedobno je radioaktivni izotop polonij-210 služio kao gorivo za "peć" instaliranu na Lunohodu-2.

Na Zemlji se koriste slični uređaji. Osim njih, važni su polonij-berilij i polonij-bor izvori neutrona. To su zapečaćene metalne ampule koje sadrže keramičku tabletu obloženu polonijem-210 izrađenu od bor karbida ili berilij karbida. Protok neutrona iz jezgre atoma bora ili berilija stvara alfa čestice koje emitira polonij.

Takvi izvori neutrona su lagani i prenosivi, potpuno sigurni za korištenje i vrlo pouzdani. Mjedena ampula promjera 2 cm i visine 4 cm - sovjetski polonij-berilijev izvor neutrona - proizvede do 90 milijuna neutrona svake sekunde.

Druge zemaljske upotrebe polonija uključuju njegovu upotrebu u standardnim legurama elektroda potrebnim za svjećice u motorima s unutarnjim izgaranjem. Alfa čestice koje emitira Polonij-210 smanjuju napon potreban za stvaranje iskre i olakšavaju pokretanje motora.

Stručnjak u području radijacijske medicine rekao je da unatoč prisutnosti samo alfa zračenja u P-210, od kojeg se "u načelu možete zaštititi jednostavnom barijerom", oni rade s polonijem samo u zatvorenim kutijama, budući da je jedan od najopasnijih radioelemenata.

Stručnjak je primijetio da se danas s velikom vjerojatnošću može reći da je Litvinjenko umro od akutne radijacijske bolesti.

“Mnogo je pitanja u povijesti njegove smrti, i svakim danom ih je sve više, ali ono što je jasno jest da su nam poznati podaci iz službenih izjava britanskih vlasti o tijeku Litvinjenkove bolesti i uzrocima. njegove smrti najvjerojatnije ukazuju na štetu od radijacijske bolesti", rekao je.

"Iako je, naravno, bez objave službenih rezultata obdukcije nemoguće dati apsolutno točan odgovor", naglasio je stručnjak.

Rekao je da se o akutnom radijacijskom oštećenju ljudskog organizma može govoriti kada primi radioaktivnu dozu zračenja veću od 0,5 siverta (Sv).

Sivert je mjerna jedinica efektivne i ekvivalentne doze. Najčešće korištena podvišestruka jedinica siverta je tisućinka, milisievert.

1 sivert je jednak 1000 milisiverta (mSv). Ekvivalentna doza je apsorbirana doza u organu ili tkivu pomnožena s odgovarajućim težinskim faktorom za određenu vrstu zračenja. Uzima se u obzir biološka učinkovitost različitih vrsta ionizirajućeg zračenja, jer pri istoj apsorbiranoj dozi alfa, beta i gama zračenje imaju različite učinke.

Nesistemska jedinica ekvivalentne doze je rem - biološki ekvivalent rendgenske zrake. 1 Sv je jednak 100 rema.

Negativni učinci javljaju se odmah ili nakon nekoliko dana, posebno slabi imunološki sustav, stradaju gastrointestinalni trakt, pluća i drugi unutarnji organi, kao i središnji živčani sustav, rekao je stručnjak.

Pri dozama od 1 do 2 sieverta, radiolozi vjeruju da petina žrtava može umrijeti. Kod doza iznad 7 siverta, stopa preživljavanja je nula.

Kako su ranije izvijestili neki mediji, u Rusiji, u tvornici Ural Mayak, postoji reaktor u kojem su svojedobno ozračene posebne bizmutne mete kako bi se dobile međusirovine iz kojih se izolira čisti polonij-210.

Kako je RIA Novostima rečeno u Rosatomu, prije dvije godine reaktor koji je korišten za proizvodnju polonija-210 stavljen je izvan pogona.

Niz britanskih medija izvijestio je da je polonij kojim je mogao biti otrovan Litvinjenko u Londonu proizveden u gradu Zheleznogorsku u Krasnojarskom kraju. Ovu informaciju doveo je u pitanje bivši šef Ministarstva atomske energije Ruske Federacije Viktor Mikhailov, koji je primijetio da britanski stručnjaci nisu mogli tako brzo odrediti mjesto proizvodnje polonija-210.

“Mislim da je nemoguće tako brzo od trenutka otkrića tragova polonija-210, bez razmjene informacija sa zemljama koje mogu proizvesti polonij, odrediti mjesto proizvodnje ovog radioaktivnog izotopa”, rekao je Mihajlov.

Nuklearni stručnjaci iz Krasnojarska također su potpuno odbacili sugestije da je polonij-210 otkriven u Velikoj Britaniji mogao biti proizveden u Krasnojarskom kraju.

Prema upravi rudarsko-kemijske tvornice koja djeluje u zatvorenom gradu Zheleznogorsku, a koja već gotovo pola stoljeća proizvodi plutonij za oružje, navedeni izotop "nikada nije bio prisutan u tehnološkim lancima lokalnih poduzeća".

Ranije je šef Rosatoma Sergej Kirijenko rekao na konferenciji za novinare da Rusija svakog mjeseca izvozi polonij-210 u Sjedinjene Države, uz strogu kontrolu isporuke.

Savezna nuklearna regulatorna komisija SAD-a pak je izjavila da uzorci polonija-210 dostupni u slobodnoj prodaji u SAD-u ne predstavljaju opasnost. Prema riječima službenog predstavnika komisije Davida McIntyrea, niti obrazovni i znanstveni uzorci izotopa polonija-210, koji se slobodno prodaju putem interneta, niti tehnički uređaji i uređaji za suzbijanje statičkog elektriciteta koji sadrže ovaj radioaktivni element, koji se prodaju u maloprodaji, ne predstavljaju štetu opasnost.

"Ako želite rastaviti uređaj, bilo koju njegovu količinu (polonija-210) bilo bi teško ukloniti i još uvijek bi bio u bezopasnom obliku", rekao je McIntyre, ističući da bi antistatički uređaji koji se prodaju na američkom tržištu mogli biti "vrlo malo vjerojatan izvor." radioaktivni polonij-210 kako bi se mogao koristiti za trovanje ljudi.

Američka tvrtka United Nuclear objavila je priopćenje u kojem navodi da je količina polonija-210 u njezinim uzorcima toliko mala da bi za nakupljanje smrtonosne doze tog radioaktivnog izotopa bilo potrebno kupiti oko 15 tisuća takvih uzoraka. Sa 69 dolara po uzorku, ukupni trošak takve kupnje iznosio bi više od milijun dolara, što bi, naravno, odmah izazvalo uzbunu zbog same veličine i velikog broja narudžbi za tvrtku koja obično ne prodaje više od jedan uzorak dva uzorka po četvrtini.

U isto vrijeme, Michael Levy, stručnjak za znanost i tehnologiju u Vijeću za političke znanosti pri Vijeću za vanjske odnose, kojeg je ABC kontaktirao za komentar, ne smatra ekstrakciju polonija-210 iz uzoraka i instrumenata koji su komercijalno dostupni u Sjedinjenim Državama. to teško. S osnovnim kemijskim znanjem i komercijalno dostupnom opremom vrijednom nekoliko stotina dolara, polonij-210 se može ekstrahirati, s obzirom na činjenicu da "prodavači pokazuju inženjerske dijagrame svojih uređaja na internetu", rekao je.

Istodobno, Levy je doveo u pitanje izjave koje su se pojavile u britanskim i američkim medijima da se polonij-210 može dobiti samo u najsofisticiranijim laboratorijima koji rade u nuklearnim kompleksima. "Ideja da biste morali imati pristup ruskom nuklearnom kompleksu da biste to učinili je glupa", rekao je Levy, koji se slaže s onim stručnjacima koji su iznenađeni odabirom polonija-210 kao otrova za ubijanje ljudi.

"Sigurno postoje još isprobani i istiniti načini ubijanja ljudi. Ne biste se trebali toliko bojati polonija jer postoji mnogo drugih načina da ubijete ljude tako da nešto unesete u svoje piće", rekao je Levy.

Predsjednik Odbora za obranu i sigurnost Vijeća Federacije Viktor Ozerov pak je odbacio sve optužbe protiv ruskih specijalnih službi koje su navodno mogle biti umiješane u Litvinjenkovu smrt.

“Sumnjam da su naše obavještajne službe toliko neprofesionalne da šire otrov po dvadesetak ureda u Londonu i ugroze živote običnih ljudi”, rekao je.

Sadržaj članka

POLONIJ– radioaktivni kemijski element VI skupine periodnog sustava, analog telura. Atomski broj 84. Nema stabilnih izotopa. Poznato je 27 radioaktivnih izotopa polonija s masenim brojevima od 192 do 218, od kojih se sedam (s masenim brojevima od 210 do 218) pojavljuju u prirodi u vrlo malim količinama kao članovi radioaktivnog niza urana, torija i aktinija; izotopi se dobivaju umjetnim putem. Najdugovječniji izotopi polonija su umjetno proizvedeni 209 Po ( t 1/2 = 102 godine) i 208 Rho ( t 1/2 = 2,9 godina), kao i 210 Po sadržan u radij-uranovim rudama ( t 1/2 = 138,4 dana). Sadržaj 210 Po u zemljinoj kori iznosi samo 2·10–14%; 1 tona prirodnog urana sadrži 0,34 g radija i djelić miligrama polonija-210. Najkraće živući poznati izotop polonija je 213 Po ( t 1/2 = 3·10 –7 s). Najlakši izotopi polonija su čisti alfa emiteri, dok oni teži istovremeno emitiraju alfa i gama zrake. Neki se izotopi raspadaju hvatanjem elektrona, a oni najteži također pokazuju vrlo slabu beta aktivnost ( cm. RADIOAKTIVNOST). Različiti izotopi polonija imaju povijesna imena usvojena još početkom 20. stoljeća, kada su dobiveni kao rezultat lanca raspada "roditeljskog elementa": RaF (210 Po), AcC" (211 Po), ThC" ( 212 Po), RaC" (214 Po), AcA (215 Po), ThA (216 Po), RaA (218 Po).

Otkriće polonija.

Postojanje elementa s rednim brojem 84 predvidio je D. I. Mendeljejev 1889. godine - nazvao ga je dvitelurij (na sanskrtu - "drugi" telur) i pretpostavio da će njegova atomska masa biti blizu 212. Naravno, Mendeljejev to nije mogao predvidjeti ovaj element će biti nestabilan. Polonij je prvi radioaktivni element koji su 1898. godine otkrili Curiejevi u potrazi za izvorom jake radioaktivnosti u određenim mineralima ( cm. RADIJ). Kada se pokazalo da ruda uranove smole zrači jače od čistog urana, Marie Curie je odlučila iz tog spoja kemijski izolirati novi radioaktivni kemijski element. Prije toga bila su poznata samo dva slabo radioaktivna kemijska elementa - uran i torij. Curie je započeo s tradicionalnom kvalitativnom kemijskom analizom minerala prema standardnoj shemi koju je predložio njemački analitičar K.R. Fresenius (1818. – 1897.) još 1841. godine i prema kojoj su mnoge generacije studenata gotovo stoljeće i pol. određivao katione tzv. "metodom sumporovodika" U početku je imala oko 100 g minerala; tada su američki geolozi dali Pierreu Curieu još 500 g. Provodeći sustavnu analizu, M. Curie je svaki put ispitivala radioaktivnost pojedinih frakcija (taloga i otopina) pomoću osjetljivog elektrometra koji je izumio njezin suprug. Neaktivne frakcije su odbačene, a aktivne su dalje analizirane. Pomogao joj je jedan od voditelja kemijske radionice u Školi fizike i industrijske kemije Gustav Bemon.

Prije svega, Curie je otopio mineral u dušičnoj kiselini, ispario otopinu do suhog, otopio ostatak u vodi i pustio mlaz sumporovodika kroz otopinu. U tom slučaju nastaje talog metalnih sulfida; u skladu s Freseniusovom metodom, ovaj sediment mogao bi sadržavati netopljive sulfide olova, bizmuta, bakra, arsena, antimona i niza drugih metala. Talog je bio radioaktivan, iako su uran i torij ostali u otopini. Obradila je crni talog amonijevim sulfidom kako bi odvojila arsen i antimon - pod tim uvjetima oni tvore topljive tiosoli, na primjer, (NH 4) 3 AsS 4 i (NH 4) 3 SbS 3. Otopina nije pokazala radioaktivnost i odbačena je. U sedimentu su ostali sulfidi olova, bizmuta i bakra.

Curie je dio taloga koji nije bio otopljen u amonijevom sulfidu otopio u dušičnoj kiselini, dodao sumpornu kiselinu u otopinu i ispario na plamenu plamenika dok se nisu pojavile guste bijele pare SO 3 . Pod tim uvjetima, hlapljiva dušična kiselina se potpuno uklanja, a metalni nitrati se pretvaraju u sulfate. Nakon hlađenja smjese i dodavanja hladne vode, talog je sadržavao netopljivi olovni sulfat PbSO 4 - u njemu nije bilo aktivnosti. Bacila je talog i dodala jaku otopinu amonijaka u filtriranu otopinu. U isto vrijeme opet je pao talog, ovaj put bijeli; sadržavao je smjesu bazičnog bizmut sulfata (BiO) 2 SO 4 i bizmut hidroksida Bi(OH) 3. U otopini je ostao kompleksni bakreni amonijak SO 4 svijetloplave boje. Pokazalo se da je bijeli talog, za razliku od otopine, vrlo radioaktivan. Budući da su olovo i bakar već bili odvojeni, bijeli talog sadržavao je bizmut i primjesu novog elementa.

Curie je ponovo pretvorio bijeli talog u tamnosmeđi Bi 2 S 3 sulfid, osušio ga i zagrijao u evakuiranoj ampuli. Bizmutov sulfid se nije promijenio (otporan je na toplinu i tali se tek na 685°C), međutim iz sedimenta su se oslobodile neke pare koje su se u obliku crnog filma taložile na hladnom dijelu ampule. Film je bio radioaktivan i očito je sadržavao novi kemijski element - analog bizmuta u periodnom sustavu. Bio je to polonij - prvi otkriveni radioaktivni element nakon urana i torija, upisan u periodni sustav (te iste 1898. godine otkriven je radij, kao i skupina plemenitih plinova - neon, kripton i ksenon). Kako se kasnije pokazalo, polonij lako sublimira kada se zagrije - njegova hlapljivost je približno ista kao i cinka.

Curievi se nisu žurili nazvati crni premaz na staklu novim elementom. Sama radioaktivnost nije bila dovoljna. Curiejev kolega i prijatelj, francuski kemičar Eugene Anatole Demarsay (1852. – 1903.), stručnjak za spektralnu analizu (otkrio europij 1901.), ispitivao je emisijski spektar crnog premaza i nije u njemu pronašao nikakve nove linije. koji bi mogli ukazivati ​​na prisutnost novog elementa. Spektralna analiza jedna je od najosjetljivijih metoda koja omogućuje detekciju mnogih tvari u mikroskopskim količinama nevidljivim oku. Međutim, u članku objavljenom 18. srpnja 1898. Curievi su napisali: “Mislimo da tvar koju smo izolirali iz uranovog katrana sadrži još nepoznati metal, koji je po svojim analitičkim svojstvima analogan bizmutu. Ako se potvrdi postojanje novog metala, predlažemo da ga nazovemo polonij, po domovini jednog od nas” (Polonia na latinskom - Poljska). Ovo je jedini slučaj kada je novi kemijski element koji još nije identificiran već dobio ime. Međutim, nije bilo moguće dobiti težinske količine polonija - bilo ga je premalo u uranovoj rudi (kasnije se polonij dobivao umjetnim putem). I nije taj element proslavio Curijeve, nego radij

Svojstva polonija.

Već telur djelomično pokazuje metalna svojstva, dok je polonij mekani srebrnastobijeli metal. Zbog jake radioaktivnosti svijetli u mraku i jako se zagrijava pa je potrebno kontinuirano odvođenje topline. Talište polonija je 254 ° C (malo više od one kod kositra), vrelište je 962 ° C, stoga, čak i uz lagano zagrijavanje, polonij sublimira. Gustoća polonija je gotovo jednaka gustoći bakra - 9,4 g/cm 3 . U kemijskim istraživanjima koristi se samo polonij-210; dugovječniji izotopi praktički se ne koriste zbog poteškoća u dobivanju istih kemijskih svojstava.

Kemijska svojstva metalnog polonija slična su svojstvima njegovog najbližeg analoga, telura; pokazuje oksidacijska stanja od –2, +2, +4, +6. Na zraku polonij polako oksidira (brzo kada se zagrije na 250 ° C) uz stvaranje crvenog dioksida PoO 2 (kada se ohladi, postaje žut kao rezultat preuređivanja kristalne rešetke). Sumporovodik iz otopina polonijevih soli taloži crni sulfid PoS.

Jaka radioaktivnost polonija utječe na svojstva njegovih spojeva. Tako se u razrijeđenoj klorovodičnoj kiselini polonij polako otapa stvarajući ružičaste otopine (boja Po 2+ iona): Po + 2HCl ® PoCl 2 + H 2, međutim pod utjecajem vlastitog zračenja diklorid prelazi u žuti PoCl 4. Razrijeđena dušična kiselina pasivizira polonij, dok ga koncentrirana dušična kiselina brzo otapa. Polonij se odnosi na nemetale VI skupine reakcijom s vodikom uz stvaranje hlapljivog hidrida PoH 2 (t.t. -35° C, t.t. +35° C, lako se raspada), reakcijom s metalima (pri zagrijavanju) s nastajanje čvrstih crnih polonidnih boja (Na 2 Po, MgPo, CaPo, ZnPo, HgPo, PtPo, itd.) i reakcija s rastaljenim alkalijama u nastajanje polonida: 3Po + 6NaOH ® 2Na 2 Po + Na 2 PoO 3 + H 2 O. Polonij reagira s klorom pri zagrijavanju uz stvaranje jarko žutih kristala PoCl 4, s bromom se dobivaju crveni kristali PoBr 4, s jodom već na 40 ° C polonij reagira uz stvaranje crnog hlapljivog jodida PoI 4. Poznat je i bijeli polonijev tetrafluorid PoF 4. Kada se zagrijavaju, tetrahalogenidi se razgrađuju i formiraju stabilnije dihalogenide, na primjer, PoCl 4 ® PoCl 2 + Cl 2 . U otopinama polonij postoji u obliku kationa Po 2+, Po 4+, aniona PoO 3 2–, PoO 4 2–, kao i raznih složenih iona, na primjer PoCl 6 2–.

Dobivanje polonija.

Polonij-210 se sintetizira zračenjem prirodnog bizmuta (sadrži samo 208 Bi) neutronima u nuklearnim reaktorima (međusobno nastaje beta-aktivni izotop bizmuta-210): 208 Bi + n ® 210 Bi ® 210 Po + e. Kada se bizmut ozrači ubrzanim protonima, nastaje polonij-208, odvaja se od bizmuta sublimacijom u vakuumu – kako je to učinio M. Curie. Kod nas je metodu izolacije polonija razvila Zinaida Vasiljevna Eršova (1905–1995). Godine 1937. poslana je u Pariz na Institut za radij u laboratoriju M. Curie (u to vrijeme pod vodstvom Irène Joliot-Curie). Kao rezultat ovog poslovnog putovanja, njezini su je kolege počeli zvati "ruska gospođa Curie". Pod znanstvenim vodstvom Z.V. Ershova, u zemlji je stvorena stalna, ekološki prihvatljiva proizvodnja polonija, što je omogućilo provedbu domaćeg programa za lansiranje lunarnih rovera, u kojima je polonij korišten kao izvor topline.

Dugoživući izotopi polonija još nisu dobili značajniju praktičnu primjenu zbog složenosti njihove sinteze. Za njihovo dobivanje možete koristiti nuklearne reakcije 207 Pb + 4 He ® 208 Po + 3n, 208 Bi + 1 H ® 208 Po + 2n, 208 Bi + 2 D ® 208 Po + 3n, 208 Bi + 2 D ® 208 Po + 2n , gdje su 4 He alfa čestice, 1 H ubrzani protoni, 2 D ubrzani deuteroni (jezgre deuterija).

Upotreba polonija.

Polonij-210 emitira alfa zrake s energijom od 5,3 MeV, koje se usporavaju u čvrstoj tvari, prolaze samo tisućinke milimetra i odustaju od svoje energije. Njegov životni vijek omogućuje korištenje polonija kao izvora energije u nuklearnim baterijama svemirskih brodova: za dobivanje snage od 1 kW dovoljno je samo 7,5 g polonija. U tom pogledu je superiorniji od ostalih kompaktnih "nuklearnih" izvora energije. Takav izvor energije radio je, primjerice, na Lunohodu 2, grijući opremu tijekom duge lunarne noći. Naravno, snaga polonijevih izvora energije opada s vremenom - za polovicu svaka 4,5 mjeseca, ali dugovječniji izotopi polonija preskupi su. Polonij je također pogodan za korištenje za proučavanje učinaka alfa zračenja na različite tvari. Kao alfa emiter, polonij pomiješan s berilijem koristi se za izradu kompaktnih izvora neutrona: 9 Be + 4 He ® 12 C + n. Umjesto berilija u takvim izvorima može se koristiti bor. Objavljeno je da su 2004. godine inspektori Međunarodne agencije za atomsku energiju (IAEA) otkrili program proizvodnje polonija u Iranu. To je dovelo do sumnje da bi se mogao koristiti u izvoru berilija za "pokretanje" neutronima lančane nuklearne reakcije u uranu, što dovodi do nuklearne eksplozije.

Polonij se, kada se proguta, može smatrati jednom od najotrovnijih tvari: za 210 Po najveći dopušteni sadržaj u zraku je samo 40 milijarditih dijelova mikrograma na 1 m 3 zraka, tj. Polonij je 4 trilijuna puta otrovniji od cijanovodične kiseline. Štetu uzrokuju alfa čestice (a manjim dijelom i gama zrake) koje emitira polonij, a koje razaraju tkivo i uzrokuju zloćudne tumore. Atomi polonija mogu nastati u ljudskim plućima kao rezultat raspada plina radona u njima. Osim toga, metalni polonij može lako formirati sićušne čestice aerosola. Stoga se sav rad s polonijem izvodi na daljinu u zatvorenim kutijama.

Ilya Leenson

Otrovanje radioaktivnim metalima nije samo veliki udarac zdravlju – ono je tempirana bomba koja utječe na funkcioniranje svih unutarnjih organa i sustava te je u stanju eksplodirati u svakom trenutku. Obično se učinak posebno jakih otrova može dijagnosticirati u bliskoj budućnosti kako bi se odmah započela terapija. Ali postoje metali, čije je tragove vrlo teško pronaći u tijelu, a simptomi se ne mogu nazvati jedinstvenim. Među tim tvarima je i radioaktivni polonij.

Što je polonij

Polonij (Po) jedan je od najrjeđih elemenata na zemlji, a otkrili su ga veliki kemičari i utemeljitelji učenja o radioaktivnosti Pierre Curie i Marie Sklodowska-Curie. Opasni mekani srebrnasti metal koji se nakuplja u rudi uranove smole nevino je nazvan po Marijinoj domovini, Poljskoj, a prvi je put izoliran kao uzorak 1910. godine.

Danas je glavni proizvođač ove tvari Rusija. Element ima 27 izotopa, od kojih su svi radioaktivni, ali polonij-210 se tradicionalno koristi u proizvodnji. Ima najkraće vrijeme poluraspada (138 dana i 9 sati), nakon čega element prelazi u jedan od izotopa olova. Srebrni metal se koristi u najudaljenijim područjima jedan od drugog - od mirne automobilske industrije do proizvodnje oružja za masovno uništenje.

Za koje se svrhe koristi polonij:

Osim toga, prirodni polonij-210 nakuplja se u duhanu - proizvođači cigareta otkrili su ga prije više od 40 godina, ali nisu poduzete jasne mjere. Radioaktivni “poljski” element jedan je od glavnih razloga razornog djelovanja duhana na tijelo i raka pluća i usne šupljine.

Kako dolazi do trovanja?

Polonij-210, za razliku od mnogih drugih radioaktivnih tvari, emitira samo alfa zračenje. Pri radu s ovim elementom vjerojatnost trovanja je zanemariva - ako se pridržavate najstrožih sigurnosnih mjera, koristite zaštitna odijela, radite u posebnim zatvorenim kutijama i ne rukujte metalom.

Rizik od radioaktivne kontaminacije određen je prvenstveno duljinom putovanja alfa čestica - u zraku se čak ni one najjače od njih s energijom od 10 MeV ne raspršuju više od 10 centimetara. Stoga je gotovo nemoguće otrovati se Room u zraku uz nošenje zaštitne maske i rukavica. Ali sve se mijenja kada polonij-210 uđe u tijelo - alfa čestice se trenutno šire po svim organima, talože se u koštanoj srži, bubrezima, slezeni, jetri i zadržavaju se u koži.

Najopasniji put trovanja polom je kroz jednjak, dišne ​​putove ili otvorene rane na tijelu. Smrtonosna doza srebrnaste tvari kada se proguta sa zrakom je od 0,6 do 2 mcg, s hranom i pićem - 6-8. Razlog je taj što udisanjem alfa čestica sav otrov odjednom uđe u organizam, a samo mali postotak se uzme oralno. Uz ovu dozu otrovana osoba će umrijeti za 10-30 dana. Ako se količina tvari smanji za 10 puta, smrt od radijacijske bolesti nastupit će za šest mjeseci do godinu dana. Ali mnogi kemičari su sigurni da je smrt u roku od 1-2 mjeseca neizbježna čak i uz dozu od 0,1-0,2 mcg.

Nemoguće je slučajno se ozbiljno otrovati dozom smrtonosne tvari. Metal može prodrijeti unutra s hranom samo tijekom planiranog pokušaja ubojstva osoba koje imaju pristup proizvodnji polonija-210, kao što se dogodilo, na primjer, u senzacionalnom slučaju ubojstva časnika FSB-a A. Litvinenka 2006. godine. Akceleratori čestica i nuklearni reaktori proizvode metal, tako da samo rijetki imaju pristup toj tvari.

Međutim, u rijetkim slučajevima moguće je otrovati se malim dozama polonija, na primjer, zbog neuspješnih eksperimenata profesionalnih kemičara i fizičara ili aktivnog pušenja. To može produžiti razdoblje bolesti na nekoliko desetljeća - tvar se nakuplja u tijelu, posebno u koži, te se vrlo sporo izlučuje kroz bubrege.

Znakovi trovanja

Otrovanje polonijem nema očite, jasno prepoznatljive znakove, pa se prilikom dijagnosticiranja infekcija opasnim srebrnastim metalom lako može zamijeniti s trovanjem drugim tvarima. Simptomi bolesti ovise o primljenoj dozi polonija-210.

Kod malih količina Po u organizmu simptomi bolesti identični su trovanju vrlo toksičnim metalom talijem. Potonji se nalazi u otrovu za štakore i često ga koriste kriminalci. U takvim slučajevima javljaju se sljedeći znakovi trovanja polonijem-210:

Kako se bolest razvija ili se doza povećava do smrtonosne doze, dodaju se dodatni znakovi koji ukazuju na tešku bolest zračenja:

• oštro starenje tijela;
• gubitak kose;
• stanjivanje noktiju i kože;
• zatajenje bubrega i jetre;
• oštro smanjenje imuniteta.
• oticanje grla;
• tumori različitih veličina i položaja.

Kod trovanja radioaktivnim metalom dolazi do poremećaja metaboličkih procesa u svim unutarnjim sustavima: živčanom, probavnom, srčanom, srčanom i hematopoetskom. Tijekom prvih nekoliko dana, oštećenje živca vagusa u crijevima i poremećaj njegove funkcije uzrokuje mučninu, krvavu ili odsutnu stolicu te povraćanje. Nepovratne promjene u središnjem živčanom sustavu izazivaju psihozu, delirij i konvulzije. Poremećaji u radu perifernog živčanog sustava dovode do poremećaja motorike i opće slabosti, au autonomnom živčanom sustavu - tahikardije i visokog krvnog tlaka. Uništavanje vidnih živaca dovodi do djelomične ili potpune sljepoće.

Polonij se postupno izlučuje urinom, ali se nakuplja u koži, prodire u folikule dlake i uništava stanice koje su odgovorne za rast kose. Dakle - jak gubitak kose do potpune ćelavosti.

Tijelo nije u stanju odoljeti snažnim učincima alfa čestica, pa imunitet naglo pada, a oslabljeni organi počinju otkazivati. Prije svega, bubrezi i jetra, koštana srž, oni su najosjetljiviji na razorno djelovanje polonija. Ako količina opasnog metala koji uđe unutra premaši smrtonosnu razinu, a dijagnoza nije ispravno postavljena, sljedeći stadij bolesti bit će smrt.

Poteškoće u dijagnozi

Kod trovanja opasnim metalom srebra najvažnije je postaviti točnu dijagnozu, ali to je prilično teško učiniti. Dva su glavna razloga:

Prva žrtva radioaktivne tvari bila je slavna fizičarka, kći otkrivača metala Irene Joliot-Curie. “Zaradila” je porciju alfa zraka nakon što se kapsula s Ro srušila u laboratoriju. Toksična doza bila je zanemariva, ali je bila dovoljna da Irene 10 godina kasnije umre od radijacijske bolesti.

Drugi senzacionalan slučaj je ubojstvo bivšeg službenika FSB-a A. Litvinenka u Londonu 2006. godine. Vojnik je otrovan dozom polonija-210 nekoliko puta većom od smrtonosne, a točna dijagnoza postavljena je tek nekoliko dana nakon infekcije.

Postoji verzija da je uzrok smrti palestinskog vođe Yassera Arafata također trovanje isparenjima otrovnih metala, ali ta dijagnoza nije u potpunosti potvrđena.

1. Poteškoće u otkrivanju polonija u krvi.

Budući da kontaminacija rijetkim metalom nije tipična bolest, potrebni su mnogi testovi kako bi se utvrdio uzrok brzog razaranja u tijelu. Alfa zrake se, za razliku od gama zračenja, ne mogu detektirati Geigerovim brojačem, pa je radijacijsku bolest teško odmah dijagnosticirati. Osim toga, pod utjecajem gama čestica na koži se pojavljuju karakteristične rane i čirevi - polonij ne proizvodi takve simptome.

Klasični znakovi bolesti slični su trovanju mnogim teškim metalima, a potrebno je pažljivo laboratorijsko ispitivanje kako bi se isključile sve druge mogućnosti. Konkretno, talij ulazi u tijelo. Osim toga, polonij-210 ima kratko vrijeme poluraspada, pa nakon nekoliko mjeseci više nije moguće otkriti tragove metala u tkivu.

Prva pomoć i liječenje

Ako se sumnja na trovanje smrtonosnim polonijem, potrebno je pružiti tradicionalnu prvu pomoć: udaljiti osobu od mjesta infekcije, uništiti obuću i odjeću, isprati sluznicu - oči i nos, idealno - potpuno oprati.

Ako je moguće, isperite želudac kod kuće, uzmite bilo koji snažan apsorbent, kao i diuretik i laksativ. Zatim pošaljite žrtvu u bolnicu što je prije moguće. Prognoza bolesti ovisi o dozi primljene tvari, ali ako količina polonija prelazi 0,1-0,2 mcg, tada je smrt gotovo neizbježna, a jedino što liječnici mogu učiniti jest produžiti život i smanjiti agoniju bolesnika. .

Glavne terapijske radnje kod infekcije polonijem su ispiranje želuca i održavanje funkcije bubrega i jetre posebnim pripravcima. Eksperimenti su pokazali da moćni 2,3-dimerkaptopropanol pomaže u uklanjanju polonija iz tijela, ali učinak ove tvari nije u potpunosti proučen. Transfuzije krvi i transplantacije koštane srži priznate su kao učinkovite metode liječenja kontaminacije rijetkim metalima.

Otrovanje radioaktivnim metalom polonijem rijetka je i vrlo opasna bolest. Smrtonosna doza tvari je zanemariva, ali samo iskusni stručnjaci mogu dijagnosticirati infekciju, a trovanje je gotovo nemoguće potpuno izliječiti. Glavna metoda prevencije je pridržavati se svih mjera opreza pri radu s polonijem u proizvodnji, a također ne pušiti kako bi se smanjio rizik od ulaska smrtonosne tvari u tijelo.

DEFINICIJA

Polonij koji se nalazi u šestoj periodi VI skupine glavne (A) podskupine periodnog sustava.

Odnosi se na elemente str-obitelji. Metal. Oznaka - Po. Serijski broj - 84. Relativna atomska masa - a.m.u.

Elektronska struktura atoma polonija

Atom polonija sastoji se od pozitivno nabijene jezgre (+84), unutar koje se nalaze 84 protona i 126 neutrona, a 84 elektrona se kreću u šest orbita.

Sl. 1. Shema strukture atoma polonija.

Raspodjela elektrona među orbitalama je sljedeća:

84Po) 2) 8) 18) 32) 18) 6 ;

1s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 6 3d 10 4s 2 4str 6 4f 14 5s 2 5str 6 5d 10 6s 2 6str 4 .

Na vanjskoj elektronskoj razini atoma bizmuta nalazi se 6 elektrona, koji su valentni (nalaze se na podrazinama 6s i 6p).

Valentni elektroni atoma polonija mogu se karakterizirati skupom od četiri kvantna broja: n(glavni kvant), l(orbitalni), m l(magnetski) i s(vrtnja):

Za polonij je karakteristično prisustvo pobuđenog stanja zbog slobodnih orbitala 6 d-podnivo:

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Trovanje Aleksandra Litvinjenka zahtijevalo bi, prema britanskim stručnjacima, korištenje značajnog tehničkog znanja i vještina.

Litvinenko je preminuo 23. studenoga zbog smrtonosne doze zračenja izotopa polonija-210 koji je pronađen u njegovom tijelu.

Od tada su tragovi ovog izotopa pronađeni na pet mjesta u Londonu, uključujući sushi bar i hotel u kojem je posjećivao bivši službenik FSB-a.

Međutim, polonij-210 pripada klasi radioaktivnih tvari čije otkrivanje i proizvodnja predstavlja značajne poteškoće.

Ovaj se izotop prirodno pojavljuje u prirodi iu ljudskom tijelu u iznimno niskim koncentracijama. Da bi se dobile količine ove supstance dovoljne za kriminalnu upotrebu, potrebna je sofisticirana tehnologija i posebno znanje.

Profesor Nick Priest, jedan od rijetkih britanskih fizičara koji ima izravno iskustvo s polonijem-210, rekao je za BBC da bi samo jedan miligram ovog izotopa bio dovoljan da ubije Litvinjenka.

Polonij-210 emitira snažan tok alfa čestica. Za razliku od gama zračenja, alfa čestice prodiru na relativno male udaljenosti, do dubine svega nekoliko stanica u biološkim tkivima.

Međutim, alfa čestice u početku imaju visoku energiju, zbog koje su sposobne izazvati velika razaranja staničnih struktura.

"Ako stavite ovu tvar u epruvetu ili tikvicu, ne možete je prepoznati po vanjskim znakovima", kaže dr. Frank Barnaby, nuklearni fizičar sa Sveučilišta u Oxfordu. "To je ono što je čini gotovo savršenim otrovom."

Ali ako se takva epruveta otvori, tada se polonij-210 vrlo lako širi zrakom s vodenom parom i zagađuje okoliš.

Poznate su najmanje tri metode za dobivanje ovog izotopa. Polonij-210 može se ekstrahirati iz uranove rude, iz urana obogaćenog u reaktoru ili iz drugog izotopa, radija-226.

Plod napora Marie Curie

Polonij je otkrila Marie Curie 1897. kemijskom ekstrakcijom iz minerala uranovog oksida. Istraživač je elementu dao ime u čast svoje domovine - Poljske.

Prema fizičaru Nicku Priestu, ova metoda ne može proizvesti dovoljno izotopa potrebnog da se ubije odrasla osoba.

Za dobivanje potrebne količine potrebna je uporaba nuklearnog reaktora, smatra.

Prema njegovim riječima, najrealniji način za dobivanje polonija-210 je ozračivanje elementa bizmuta neutronima u takvom reaktoru, čime se dobiva izotop bizmut-210.

Ovaj izotop ima kratko vrijeme poluraspada, nakon čega se raspada na polonij-210 i talij-206.

Kako ističe Nick Priest, bilo je izvješća o prisutnosti malih količina radioaktivnog talija u Litvinenkovu tijelu, što može poslužiti kao neizravan znak polonija koji se proizvodi u reaktoru.

Talij-206 ima vrlo kratko vrijeme poluraspada, tako da bi trebalo biti tragova bizmuta-210 u poloniju, koji nam pak daje talij.

To se može dogoditi ako bizmut nije potpuno odvojen od polonija u završnoj fazi procesa.

Dobivanje polonija iz izotopa radij-226 smatra se složenim procesom jer ovaj izotop radija proizvodi jako, prodorno zračenje.

Po njemu su hodali lunarni roveri

Prema stručnjacima, u svijetu postoji samo 40-50 reaktora sposobnih za proizvodnju polonija-210. Svi dostupni podaci upućuju na izvore izvan Ujedinjenog Kraljevstva.

Među njima je nekoliko nuklearnih postrojenja u bivšem Sovjetskom Savezu, kao iu Australiji i Njemačkoj.

“U Britaniji postoji samo jedan reaktor koji bi mogao proizvesti ovaj izotop, a siguran sam da fizičari koji rade na njemu nisu radili takve stvari”, kaže Nick Priest.

Polonij se koristi u raznim mjernim uređajima, ali ga nije lako izdvojiti iz njih.

U prošlosti se polonij, kao i berilij, koristio kao inicijator nuklearne reakcije u atomskim bombama proizvedenim u SAD-u, Velikoj Britaniji i SSSR-u. Osim toga, sovjetski lunarni roveri 70-ih godina bili su opremljeni izotopskim baterijama na bazi polonija-210.

Krivce je teže pronaći

Slučaj Litvinenko ponovno nas tjera da se okrenemo temi ilegalne trgovine ruskim radioaktivnim tvarima. Od 1995. IAEA održava bazu podataka o zabilježenim epizodama širenja nuklearnog otpada i radioaktivnih materijala. Prema podacima za prošlu godinu, registrirano je ukupno 827 takvih epizoda.

IAEA nema informacija o prisutnosti izotopa polonija-210 na crnom tržištu, no postoje nepotvrđena izvješća o tome.

U utorak je Sergej Kirijenko, šef Rosatoma, odbacio sugestije da je polonij-210 koji je uzrokovao Litvinjenkovu smrt mogao biti ilegalno izvezen iz Rusije. Prema njegovim riječima, Rusija izvozi samo 8 grama polonija-210 mjesečno, a sva se ta količina šalje u Sjedinjene Države. Izvoz u UK prestao je prije pet godina.

U teoriji, istražitelji koji vode slučaj Litvinenko mogli bi pratiti podrijetlo polonija-210, ali da bi to učinili prvo bi bilo potrebno pronaći zaostale tragove drugih izotopa.

No čak i kada bi se do takvih podataka došlo, to ne bi nužno dovelo do otkrivanja krivca, pogotovo u slučaju krađe takvih materijala. Prema mišljenju mnogih fizičara, polonij-210 odabran je kao oružje ubojstva upravo zbog svoje visoke toksičnosti i teškoće otkrivanja.