Forgiftning av en person med polonium. Poloniumatomets struktur Halveringstid for poloniumisotopen

MOSKVA, 11. desember - RIA Novosti. Diskusjonen i media rundt egenskapene til polonium-210, funnet i kroppen til eks-FSB-offiser Alexander Litvinenko, inneholder en stor mengde unøyaktig informasjon, som til slutt fører til å "forvirre situasjonen," en ekspert innen atomkraft. fysikk fortalte RIA Novosti.

Litvinenko, som flyktet til Storbritannia i 2000 og fikk britisk pass i oktober i år, døde 23. november på University College London Hospital. Spesialister fra British Health Protection Agency fant spor av det radioaktive grunnstoffet polonium-210 i kroppen hans.

Spor av polonium ble funnet på steder Litvinenko besøkte, inkludert en restaurant og et hotell i London sentrum.

"I så komplekse spørsmål som håndteringen av en radioaktiv isotop og konsekvensene av at en person blir forgiftet av polonium-210, anser dessverre mange seg selv som eksperter og kommer med utrolige ting. I begynnelsen dukket det opp usannsynlig informasjon, spredt av media , at en person som er forgiftet med polonium-210 kan etterlate seg spor av seg selv. Dette er tull, ingen mengde svette kan føre ut polonium-210, sa eksperten.

En lignende mening ble tidligere uttrykt til RIA Novosti av direktøren for Institute for Strategic Stability of Rosatom, Viktor Mikhailov. Han uttalte at det ville være "umulig for en person som er berørt av polonium-210 å etterlate seg spor av isotopen."

"Hvilke spor? Dette er morsomt! En person som er rammet av polonium-210 kan ikke etterlate spor etter seg, med mindre han bar denne polonium-210 i hendene," sa Mikhailov.

Ifølge ham har "polonium-210 isotopen alfastråling, og siden den var inne i en person, kan den ikke etterlate spor."

UK Health Protection Agency ga ut en offisiell uttalelse i slutten av november som sa at "risikoen for infeksjon fra dette stoffet (polonium-210) er minimal."

"Risikoen for strålesyke viser seg bare hvis stoffet har kommet inn i kroppen: du inhalerte det, puttet det i munnen, eller fikk det inn i et åpent sår. Det utgjør ingen trussel så lenge det forblir utenfor. De fleste spor av stoffet kan fjernes ved ganske enkelt å vaske hendene med en vaskemaskin eller oppvaskmaskin," sa det britiske byrået i en uttalelse.

Ifølge en ekspert innen strålemedisin er utviklingen av strålesyke fra polonium-210 som kommer inn i menneskekroppen nesten uunngåelig. "Men alt avhenger av dosen av isotopen og egenskapene til offerets kropp. Hvis dosen er ekstremt liten, kan tilstedeværelsen av polonium-210 oppdages, men helserisikoen vil være minimal," sa RIA Novosti-eksperten .

En annen ekspert - innen kjernefysikk - husket at "element 84 - polonium - er det første elementet som er skrevet inn i det periodiske systemet etter oppdagelsen av radioaktivitet." "Det er først i atomnummerrekkefølge og det letteste av grunnstoffene uten stabile isotoper," sa han.

Polonium ble oppdaget av Pierre og Marie Curie og fikk navnet sitt 13. juli 1898 til ære for Maries historiske hjemland - Polen. Det forekommer naturlig, men i uranmalm er konsentrasjonen 100 billioner ganger mindre enn konsentrasjonen av uran.

Polonium er et mykt, sølvhvitt metall som er litt lettere enn bly. Kommer inn i menneskekroppen gjennom mat og tobakksrøyk

Isotoper er variasjoner av det samme radioaktive grunnstoffet. For eksempel finnes polonium i varianter som polonium (P) P-210 med en halveringstid på 138 dager, P-208 med en halveringstid på to år, og P-209 med en halveringstid på 103 år. Ifølge eksperten er den viktigste isotopen fra et vitenskapelig synspunkt polonium-210 – en ren alfa-emitter.

"Alfa-partiklene som sendes ut av det, bremses ned i metallet, og når de beveger seg bare noen få mikrometer gjennom det, kaster de bort atomenergien deres, som blir til varme, som igjen kan brukes til oppvarming eller omdannes til elektrisitet," eksperten. sa.

Denne energien brukes allerede både på jorden og i verdensrommet. P-210-isotopen brukes i kraftverkene til noen kunstige satellitter. Spesielt fløy han utover jorden på de sovjetiske satellittene Kosmos-84 og Kosmos-90.

Rene alfa-emittere – og polonium-210 – har flere åpenbare fordeler i forhold til andre strålingskilder, inkludert det faktum at slike emittere praktisk talt ikke krever spesielle beskyttelsestiltak: penetreringskraften og banelengden til alfapartikler er minimal. På en gang tjente den radioaktive isotopen polonium-210 som drivstoff for "ovnen" installert på Lunokhod-2.

Lignende enheter brukes på jorden. I tillegg til dem er polonium-beryllium og polonium-bor nøytronkilder viktige. Dette er forseglede metallampuller som inneholder en polonium-210-belagt keramisk tablett laget av borkarbid eller berylliumkarbid. Strømmen av nøytroner fra kjernen til et bor- eller berylliumatom genererer alfapartikler som sendes ut av polonium.

Slike nøytronkilder er lette og bærbare, helt trygge å bruke og svært pålitelige. En messingampull med en diameter på 2 cm og en høyde på 4 cm - en sovjetisk polonium-beryllium nøytronkilde - produserer opptil 90 millioner nøytroner hvert sekund.

Poloniums andre jordiske bruksområder inkluderer bruken i standard elektrodelegeringer som trengs for tennplugger i forbrenningsmotorer. Alfapartiklene som sendes ut av Polonium-210 senker spenningen som kreves for å produsere en gnist og gjør det lettere for motoren å starte.

En ekspert innen strålingsmedisin sa at til tross for tilstedeværelsen av bare alfastråling i P-210, som "i prinsippet kan du beskytte deg selv med en enkel barriere", jobber de med polonium bare i forseglede bokser, siden det er et av de farligste radioelementene.

Eksperten bemerket at det i dag kan sies med høy grad av sannsynlighet at Litvinenko døde av akutt strålesyke.

"Det er mange spørsmål i historien om hans død, og hver dag blir det flere og flere av dem, men det som er klart er at dataene som er kjent for oss gjennom offisielle uttalelser fra britiske myndigheter om forløpet til Litvinenkos sykdom og årsakene av hans død tyder mest sannsynlig på skade fra strålingssykdom," sa han.

"Selv om det, selvfølgelig, uten å publisere de offisielle resultatene av obduksjonen, er det umulig å gi et absolutt nøyaktig svar," understreket eksperten.

Han sa at vi kan snakke om akutte stråleskader på menneskekroppen når vi mottar en radioaktiv strålingsdose som overstiger 0,5 sievert (Sv).

Sievert er en måleenhet for effektiv og ekvivalent dose. Den mest brukte submultippelenheten til sieverten er dens tusendel, millisieverten.

1 sievert er lik 1000 millisievert (mSv). Ekvivalent dose er den absorberte dosen i et organ eller vev multiplisert med passende vektfaktor for en gitt type stråling. Den biologiske effektiviteten til ulike typer ioniserende stråling tas i betraktning, siden alfa-, beta- og gammastråling har forskjellige effekter ved samme absorberte dose.

Den ikke-systemiske enheten for ekvivalent dose er rem - den biologiske ekvivalenten til et røntgenbilde. 1 Sv er lik 100 rem.

"Negative effekter vises umiddelbart eller etter noen dager, spesielt immunsystemet svekkes, mage-tarmkanalen, lungene og andre indre organer, så vel som sentralnervesystemet lider," sa eksperten.

Ved doser på 1 til 2 sieverter tror radiologer at en femtedel av ofrene kan dø. Ved doser over 7 sievert er overlevelsesraten null.

Som tidligere rapportert i noen medier, i Russland, ved Ural Mayak-anlegget, er det en reaktor der spesielle vismutmål en gang ble bestrålt for å oppnå mellomliggende råvarer, hvorfra rent polonium-210 er isolert.

Som RIA Novosti ble fortalt i Rosatom, ble reaktoren, som ble brukt til å produsere polonium-210, tatt ut av drift for to år siden.

En rekke britiske medier rapporterte at poloniumet som kunne blitt brukt til å forgifte Litvinenko i London ble produsert i byen Zheleznogorsk, Krasnoyarsk-territoriet. Denne informasjonen ble avhørt av den tidligere sjefen for departementet for atomenergi i Den russiske føderasjonen, Viktor Mikhailov, som bemerket at britiske spesialister ikke så raskt kunne bestemme produksjonsstedet for polonium-210.

"Jeg tror at det er umulig så raskt fra øyeblikket av oppdagelsen av spor av polonium-210, uten å utveksle informasjon med land som kan produsere polonium, å bestemme produksjonsstedet for denne radioaktive isotopen," sa Mikhailov.

Krasnoyarsk kjernefysiske eksperter avviste også fullstendig forslag om at polonium-210 oppdaget i Storbritannia kunne ha blitt produsert i Krasnoyarsk-territoriet.

Ifølge direktoratet for gruve- og kjemiske anlegg som opererer i den lukkede byen Zheleznogorsk, som har produsert plutonium av våpenkvalitet i nesten et halvt århundre, har den navngitte isotopen "aldri vært til stede i de teknologiske kjedene til lokale bedrifter."

Tidligere sa Rosatom-sjef Sergei Kiriyenko på en pressekonferanse at Russland eksporterer polonium-210 til USA hver måned, og leverer under streng kontroll.

US Federal Nuclear Regulatory Commission uttalte på sin side at prøver av polonium-210 tilgjengelig for gratis salg i USA ikke utgjør noen fare. Ifølge den offisielle representanten for kommisjonen, David McIntyre, utgjør verken pedagogiske og vitenskapelige prøver av polonium-210-isotopen, fritt solgt via Internett, eller tekniske enheter og enheter for å bekjempe statisk elektrisitet som inneholder dette radioaktive elementet, solgt gjennom detaljhandel, en fare.

"Hvis du ønsket å demontere enheten, ville en hvilken som helst mengde av den (polonium-210) være vanskelig å fjerne og ville fortsatt være i en ufarlig form," sa McIntyre, og la merke til at antistatiske enheter som selges på det amerikanske markedet kan være en "svært usannsynlig kilde." radioaktivt polonium-210 slik at det kan brukes til å forgifte mennesker.

Det amerikanske selskapet United Nuclear ga ut en uttalelse der det sa at mengden polonium-210 i prøvene er så liten at for å akkumulere en dødelig dose av denne radioaktive isotopen ville det være nødvendig å kjøpe rundt 15 tusen slike prøver. Med $69 per prøve, ville den totale kostnaden for et slikt kjøp være mer enn $1 million, noe som selvfølgelig umiddelbart ville vekke alarmklokkene på grunn av både størrelsen og det store antallet bestillinger for et selskap som vanligvis ikke selger mer enn en prøve, to prøver per kvartal.

Samtidig anser ikke Michael Levy, en vitenskaps- og teknologiekspert ved statsvitenskapsrådet ved Council on Foreign Relations, som ABC kontaktet for kommentar, å utvinne polonium-210 fra prøver og instrumenter som er kommersielt tilgjengelig i USA. så vanskelig. Med grunnleggende kjemikunnskap og kommersielt tilgjengelig utstyr for et par hundre dollar kan polonium-210 utvinnes, gitt det faktum at "selgere viser tekniske diagrammer av enhetene sine på Internett," sa han.

Samtidig stilte Levy spørsmålstegn ved uttalelser som dukket opp i britiske og amerikanske medier om at polonium-210 bare kan fås i de mest sofistikerte laboratoriene som opererer ved atomkomplekser. "Tanken om at du må ha tilgang til det russiske atomkomplekset for å gjøre dette er dum," sa Levy, som er enig med de ekspertene som er overrasket over valget av polonium-210 som en gift for å drepe mennesker.

"Det er absolutt flere utprøvde og sanne måter å drepe folk på. Du bør ikke være så redd for polonium fordi det er mange andre måter å drepe folk på ved å snike noe inn i drinken din," sa Levy.

Leder av Føderasjonsrådets komité for forsvar og sikkerhet Viktor Ozerov avviste på sin side alle anklager mot de russiske spesialtjenestene, som angivelig kunne ha vært involvert i Litvinenkos død.

"Jeg tviler på at våre etterretningstjenester er så uprofesjonelle at de sprer gift over tjue kontorer i London og setter vanlige menneskers liv i fare," sa han.

Innholdet i artikkelen

POLONIUM– et radioaktivt kjemisk grunnstoff i gruppe VI i det periodiske system, en analog av tellur. Atomnummer 84. Har ingen stabile isotoper. Det er 27 kjente radioaktive isotoper av polonium med massetall fra 192 til 218, hvorav syv (med massetall fra 210 til 218) forekommer i naturen i svært små mengder som medlemmer av den radioaktive serien av uran, thorium og aktinium; de resterende; isotoper oppnås kunstig. De lengstlevende isotopene av polonium er kunstig produsert 209 Po ( t 1/2 = 102 år) og 208 Rho ( t 1/2 = 2,9 år), samt 210 Po inneholdt i radium-uranmalm ( t 1/2 = 138,4 dager). Innholdet av 210 Po i jordskorpen er bare 2·10–14 %; 1 tonn naturlig uran inneholder 0,34 g radium og en brøkdel av et milligram polonium-210. Den korteste kjente isotopen av polonium er 213 Po ( t 1/2 = 3·10 –7 s). De letteste isotopene av polonium er rene alfa-emittere, mens de tyngre sender ut alfa- og gammastråler samtidig. Noen isotoper forfaller ved elektronfangst, og de tyngste viser også svært svak betaaktivitet ( cm. RADIOAKTIVITET). Ulike isotoper av polonium har historiske navn adoptert tilbake på begynnelsen av 1900-tallet, da de ble oppnådd som et resultat av en kjede av henfall fra "overordnet element": RaF (210 Po), AcC" (211 Po), ThC" ( 212 Po), RaC" (214 Po), AcA (215 Po), ThA (216 Po), RaA (218 Po).

Oppdagelse av polonium.

Eksistensen av et grunnstoff med serienummer 84 ble spådd av D.I. Mendeleev i 1889 - han kalte det dvitellurium (på sanskrit - "andre" tellur) og antok at dets atommasse ville være nær 212. Mendeleev kunne selvfølgelig ikke forutse at dette vil elementet være ustabilt. Polonium er det første radioaktive grunnstoffet, oppdaget i 1898 av Curies på jakt etter kilden til sterk radioaktivitet i visse mineraler ( cm. RADIUM). Da det viste seg at uranharpiksmalm strålte sterkere enn rent uran, bestemte Marie Curie seg for å kjemisk isolere et nytt radioaktivt kjemisk grunnstoff fra denne forbindelsen. Før dette var bare to svakt radioaktive kjemiske grunnstoffer kjent - uran og thorium. Curie begynte med den tradisjonelle kvalitative kjemiske analysen av mineralet i henhold til standardskjemaet, som ble foreslått av den tyske analytiske kjemikeren K.R. Fresenius (1818–1897) tilbake i 1841 og ifølge hvilken mange generasjoner studenter i nesten halvannet århundre bestemte kationer ved bruk av den såkalte "hydrogensulfidmetoden" " I begynnelsen hadde hun ca 100 g av mineralet; deretter ga amerikanske geologer Pierre Curie ytterligere 500 g. Ved å utføre en systematisk analyse, testet M. Curie hver gang individuelle fraksjoner (utfellinger og løsninger) for radioaktivitet ved hjelp av et følsomt elektrometer oppfunnet av mannen hennes. Inaktive fraksjoner ble kastet, aktive ble analysert videre. Hun fikk hjelp av en av lederne for kjemisk verksted ved School of Physics and Industrial Chemistry, Gustav Bemon.

Først av alt løste Curie mineralet i salpetersyre, fordampet løsningen til tørrhet, løste opp resten i vann og førte en strøm av hydrogensulfid gjennom løsningen. I dette tilfellet ble det dannet et bunnfall av metallsulfider; i henhold til Fresenius-metoden kan dette sedimentet inneholde uløselige sulfider av bly, vismut, kobber, arsen, antimon og en rekke andre metaller. Bunnfallet var radioaktivt, selv om uran og thorium forble i løsning. Hun behandlet det svarte bunnfallet med ammoniumsulfid for å skille arsen og antimon - under disse forholdene danner de løselige tiosalter, for eksempel (NH 4) 3 AsS 4 og (NH 4) 3 SbS 3. Løsningen viste ingen radioaktivitet og ble kastet. Bly, vismut og kobbersulfider forble i sedimentet.

Curie løste opp den delen av bunnfallet som ikke var oppløst i ammoniumsulfid i salpetersyre, tilsatte svovelsyre til løsningen og fordampet den på en brennerflamme inntil tykke hvite SO 3-damper viste seg. Under disse forholdene fjernes flyktig salpetersyre fullstendig, og metallnitrater omdannes til sulfater. Etter avkjøling av blandingen og tilsetning av kaldt vann, inneholdt bunnfallet uløselig blysulfat PbS04 - det var ingen aktivitet i det. Hun kastet bunnfallet og tilsatte en sterk ammoniakkløsning til den filtrerte løsningen. Samtidig falt det igjen et nedbør, denne gangen hvitt; den inneholdt en blanding av basisk vismutsulfat (BiO) 2 SO 4 og vismuthydroksid Bi(OH) 3. Kompleks kobberammoniakk S04 med en lys blå farge forble i løsningen. Det hvite bunnfallet viste seg, i motsetning til løsningen, å være svært radioaktivt. Siden bly og kobber allerede var separert, inneholdt det hvite bunnfallet vismut og en blanding av det nye grunnstoffet.

Curie konverterte igjen det hvite bunnfallet til mørkebrunt Bi2S3-sulfid, tørket det og oppvarmet det i en evakuert ampulle. Vismutsulfidet endret seg ikke (det er motstandsdyktig mot varme og smelter bare ved 685 ° C), men noen damper ble frigjort fra sedimentet, som satte seg i form av en svart film på den kalde delen av ampullen. Filmen var radioaktiv og inneholdt tilsynelatende et nytt kjemisk grunnstoff - en analog av vismut i det periodiske systemet. Det var polonium - det første oppdagede radioaktive elementet etter uran og thorium, innskrevet i det periodiske systemet (i samme 1898 ble radium oppdaget, samt en gruppe edle gasser - neon, krypton og xenon). Som det viste seg senere, sublimerer polonium lett ved oppvarming - flyktigheten er omtrent den samme som sink.

The Curies hadde ikke hastverk med å kalle det svarte belegget på glasset et nytt element. Radioaktivitet alene var ikke nok. Curies kollega og venn, den franske kjemikeren Eugene Anatole Demarsay (1852–1903), en spesialist innen spektralanalyse (han oppdaget europium i 1901), undersøkte emisjonsspekteret til det svarte belegget og fant ingen nye linjer i det som kan indikere tilstedeværelsen av et nytt element. Spektralanalyse er en av de mest sensitive metodene, som tillater påvisning av mange stoffer i mikroskopiske mengder som er usynlige for øyet. Imidlertid skrev Curies i en artikkel publisert 18. juli 1898: «Vi tror at stoffet vi isolerte fra urantjære inneholder et hittil ukjent metall, som er en analog av vismut i sine analytiske egenskaper. Hvis eksistensen av et nytt metall blir bekreftet, foreslår vi å kalle det polonium, etter hjemlandet til en av oss" (Polonia på latin - Polen). Dette er det eneste tilfellet der et nytt kjemisk grunnstoff som ennå ikke er identifisert allerede har fått et navn. Det var imidlertid ikke mulig å få frem vektmengder med polonium - det var for lite av det i uranmalmen (senere ble polonium oppnådd kunstig). Og det var ikke dette elementet som glorifiserte Curies, men radium

Egenskaper til polonium.

Allerede tellur viser delvis metalliske egenskaper, mens polonium er et mykt sølvhvitt metall. På grunn av sterk radioaktivitet lyser den i mørket og blir veldig varm, så kontinuerlig varmefjerning er nødvendig. Smeltepunktet til polonium er 254 ° C (litt høyere enn for tinn), kokepunktet er 962 ° C, derfor sublimerer polonium, selv med svak oppvarming. Tettheten til polonium er nesten den samme som for kobber - 9,4 g/cm 3 . I kjemisk forskning brukes kun polonium-210, lengre levetid isotoper brukes praktisk talt ikke på grunn av vanskeligheten med å få dem med de samme kjemiske egenskapene.

De kjemiske egenskapene til metallisk polonium er nær egenskapene til dens nærmeste analog, tellur; den viser oksidasjonstilstander på –2, +2, +4, +6. I luft oksiderer polonium sakte (raskt når det varmes opp til 250 ° C) med dannelse av rødt dioksid PoO 2 (når det avkjøles, blir det gult som et resultat av omorganisering av krystallgitteret). Hydrogensulfid fra løsninger av poloniumsalter utfeller svart sulfid PoS.

Den sterke radioaktiviteten til polonium påvirker egenskapene til forbindelsene. I fortynnet saltsyre oppløses således polonium sakte for å danne rosa løsninger (fargen på Po 2+ ioner): Po + 2HCl ® PoCl 2 + H 2, men under påvirkning av sin egen stråling blir dikloridet til gult PoCl 4. Fortynnet salpetersyre passiviserer polonium, mens konsentrert salpetersyre raskt løser det opp. Polonium er relatert til ikke-metaller i gruppe VI ved reaksjon med hydrogen med dannelse av det flyktige hydrid PoH 2 (smp. -35 ° C, kokepunkt +35 ° C, spaltes lett), reaksjon med metaller (ved oppvarming) med dannelse av solide svarte polonider (Na 2 Po, MgPo, CaPo, ZnPo, HgPo, PtPo, etc.) og reaksjon med smeltede alkalier for å danne polonider: 3Po + 6NaOH ® 2Na 2 Po + Na 2 PoO 3 + H 2 O. Polonium reagerer med klor ved oppvarming med dannelse av knallgule krystaller av PoCl 4, med bromrøde krystaller av PoBr 4 oppnås, med jod allerede ved 40 ° C polonium reagerer med dannelsen av svart flyktig jodid PoI 4. Hvit poloniumtetrafluorid PoF 4 er også kjent. Ved oppvarming spaltes tetrahalogenider for å danne mer stabile dihalogenider, for eksempel PoCl 4 ® PoCl 2 + Cl 2. I løsninger finnes polonium i form av kationer Po 2+, Po 4+, anioner PoO 3 2–, PoO 4 2–, samt ulike komplekse ioner, for eksempel PoCl 6 2–.

Å få polonium.

Polonium-210 syntetiseres ved å bestråle naturlig vismut (den inneholder bare 208 Bi) med nøytroner i atomreaktorer (den beta-aktive isotopen av vismut-210 dannes mellom): 208 Bi + n ® 210 Bi ® 210 Po + e. Når vismut blir bestrålt av akselererte protoner, dannes polonium-208, det skilles fra vismut ved sublimering i vakuum – slik M. Curie gjorde. I vårt land ble metoden for å isolere polonium utviklet av Zinaida Vasilievna Ershova (1905–1995). I 1937 ble hun sendt til Paris til Radium Institute i laboratoriet til M. Curie (ledet på den tiden av Irène Joliot-Curie). Som et resultat av denne forretningsreisen begynte kollegene hennes å kalle henne «russiske Madame Curie». Under vitenskapelig ledelse av Z.V. Ershova ble det opprettet en permanent, miljøvennlig produksjon av polonium i landet, som gjorde det mulig å implementere det innenlandske programmet for lansering av måne-rovere, der polonium ble brukt som varmekilde.

Langlivede isotoper av polonium har ennå ikke fått betydelig praktisk bruk på grunn av kompleksiteten i deres syntese. For å få dem kan du bruke kjernereaksjonene 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 , hvor 4 He er alfapartikler, 1 H er akselererte protoner, 2 D er akselererte deuteroner (deuteriumkjerner).

Bruk av polonium.

Polonium-210 sender ut alfastråler med en energi på 5,3 MeV, som bremses i fast stoff, passerer bare tusendeler av en millimeter og gir fra seg energien. Dens levetid gjør det mulig å bruke polonium som energikilde i atombatterier til romskip: for å oppnå en effekt på 1 kW, er bare 7,5 g polonium nok. I så henseende er den overlegen andre kompakte "kjernefysiske" energikilder. En slik energikilde fungerte for eksempel på Lunokhod 2, og varmet opp utstyret under den lange månenatten. Selvsagt avtar kraften til poloniumenergikilder over tid - med halvparten hver 4,5 måned, men lengrelevende isotoper av polonium er for dyre. Polonium er også praktisk å bruke for å studere effekten av alfastråling på ulike stoffer. Som alfa-emitter brukes polonium blandet med beryllium for å lage kompakte nøytronkilder: 9 Be + 4 He ® 12 C + n. I stedet for beryllium kan bor brukes i slike kilder. Det ble rapportert at inspektører fra Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) i 2004 oppdaget et program for produksjon av polonium i Iran. Dette førte til mistanke om at det kunne brukes i en berylliumkilde for å "utløse" med nøytroner en kjernefysisk kjedereaksjon i uran, noe som førte til en atomeksplosjon.

Polonium, når det inntas, kan betraktes som et av de giftigste stoffene: for 210 Po er det maksimalt tillatte innholdet i luften bare 40 milliarddeler av et mikrogram per 1 m 3 luft, dvs. Polonium er 4 billioner ganger mer giftig enn blåsyre. Skaden er forårsaket av alfapartikler (og i mindre grad også gammastråler) som sendes ut av polonium, som ødelegger vev og forårsaker ondartede svulster. Poloniumatomer kan dannes i menneskelungene som følge av nedbrytning av radongass i dem. I tillegg kan poloniummetall lett danne ørsmå aerosolpartikler. Derfor utføres alt arbeid med polonium eksternt i forseglede bokser.

Ilya Leenson

Forgiftning med radioaktive metaller er ikke bare et stort slag for helsen - det er en tidsinnstilt bombe som påvirker funksjonen til alle indre organer og systemer og er i stand til å eksplodere når som helst. Vanligvis kan effekten av spesielt sterke giftstoffer diagnostiseres i nær fremtid for umiddelbart å starte terapi. Men det er metaller, spor som er svært vanskelig å finne i kroppen, og symptomene kan ikke kalles unike. Blant disse stoffene er radioaktivt polonium.

Hva er polonium

Polonium (Po) er et av de sjeldneste grunnstoffene på jorden, som ble oppdaget av de store kjemikerne og grunnleggerne av læren om radioaktivitet Pierre Curie og Marie Sklodowska-Curie. Det farlige myke sølvfargede metallet som samler seg i uranharpiksmalm ble uskyldig oppkalt etter Marys hjemland, Polen, og ble først isolert som et eksemplar i 1910.

I dag er hovedprodusenten av dette stoffet Russland. Grunnstoffet har 27 isotoper, som alle er radioaktive, men polonium-210 brukes tradisjonelt i produksjonen. Det har den korteste halveringstiden (138 dager og 9 timer), hvoretter grunnstoffet blir til en av blyisotopene. Sølvmetall brukes i de fjerneste områdene fra hverandre - fra den fredelige bilindustrien til produksjon av masseødeleggelsesvåpen.

Til hvilke formål brukes polonium:

I tillegg akkumuleres naturlig polonium-210 i tobakk - sigarettprodusenter oppdaget det for mer enn 40 år siden, men ingen klare tiltak ble tatt. Det radioaktive "polske" elementet er en av hovedårsakene til tobakks destruktive effekter på kroppen og kreft i lungene og munnhulen.

Hvordan oppstår forgiftning?

Polonium-210, i motsetning til mange andre radioaktive stoffer, sender bare ut alfastråling. Når du arbeider med dette elementet, er sannsynligheten for forgiftning ubetydelig - hvis du følger de strengeste sikkerhetstiltakene, bruker beskyttelsesdrakter, jobber i spesielle lukkede bokser og ikke håndterer metallet.

Risikoen for radioaktiv forurensning bestemmes først og fremst av reiselengden til alfapartikler - i luft sprer ikke selv de kraftigste av dem med en energi på 10 MeV mer enn 10 centimeter. Derfor er det nesten umulig å bli forgiftet av Ro i luften mens man har på seg beskyttelsesmaske og hansker. Men alt forandrer seg når polonium-210 kommer inn i kroppen - alfapartikler sprer seg øyeblikkelig til alle organer, legger seg i benmargen, nyrene, milten, leveren og dveler i huden.

Den farligste ruten for Po-forgiftning er gjennom spiserøret, luftveiene eller åpne sår på kroppen. Den dødelige dosen av et sølvfarget stoff ved inntak med luft er fra 0,6 til 2 mcg, med mat og drikke - 6-8. Årsaken er at ved å inhalere alfapartikler kommer all giften inn i kroppen på en gang, og kun en liten prosentandel tas oralt. Med denne dosen vil den forgiftede personen dø om 10-30 dager. Hvis mengden av stoffet reduseres med 10 ganger, vil døden av strålesyke inntreffe i løpet av seks måneder til et år. Men mange kjemikere er sikre på at død innen 1-2 måneder er uunngåelig selv med en dose på 0,1-0,2 mcg.

Det er umulig å bli alvorlig forgiftet av en dose av et dødelig stoff ved et uhell. Metallet kan trenge inn med mat bare under et planlagt attentat fra personer med tilgang til produksjon av polonium-210, slik det for eksempel skjedde i den oppsiktsvekkende saken om drapet på FSB-offiseren A. Litvinenko i 2006. Partikkelakseleratorer og atomreaktorer produserer metall, så bare noen få har tilgang til stoffet.

Men i sjeldne tilfeller er det mulig å bli forgiftet av små doser polonium, for eksempel på grunn av mislykkede eksperimenter fra profesjonelle kjemikere og fysikere eller aktiv røyking. Dette kan forlenge sykdomsperioden til flere tiår – stoffet hoper seg opp i kroppen, spesielt i huden, og skilles ut svært sakte gjennom nyrene.

Tegn på forgiftning

Poloniumforgiftning har ikke åpenbare, tydelig gjenkjennelige tegn, så ved diagnostisering kan infeksjon med et farlig sølvfarget metall lett forveksles med forgiftning av andre stoffer. Symptomer på sykdommen avhenger av dosen av polonium-210 mottatt.

Med små mengder Po i kroppen er symptomene på sykdommen identiske med forgiftning med det svært giftige metallet thallium. Sistnevnte finnes i rottegift og brukes ofte av kriminelle. I slike tilfeller oppstår følgende tegn på polonium-210-forgiftning:

Etter hvert som sykdommen utvikler seg eller dosen øker til en dødelig dose, legges det til ytterligere tegn som indikerer alvorlig strålesyke:

• skarp aldring av kroppen;
• hårtap;
• tynnere negler og hud;
• nyre- og leversvikt;
• en kraftig reduksjon i immunitet.
• hevelse i halsen;
• svulster av forskjellige størrelser og steder.

Når det forgiftes av et radioaktivt metall, oppstår forstyrrelser i metabolske prosesser i alle indre systemer: nervøs, fordøyelseskanal, hjerte, hjerte og hematopoietisk. I løpet av de første dagene forårsaker skade på vagusnerven i tarmene og forstyrrelse av funksjonen kvalme, blodig eller fraværende avføring og oppkast. Irreversible endringer i sentralnervesystemet provoserer psykose, delirium og kramper. Svikt i funksjonen til det perifere nervesystemet fører til forstyrrelser i motoriske ferdigheter og generell svakhet, og i det autonome nervesystemet - takykardi og høyt blodtrykk. Ødeleggelse av synsnervene fører til delvis eller fullstendig blindhet.

Polonium skilles gradvis ut i urinen, men akkumuleres i huden, trenger inn i hårsekkene og ødelegger cellene som er ansvarlige for hårveksten. Derfor - alvorlig hårtap opp til fullstendig skallethet.

Kroppen er ikke i stand til å motstå de kraftige effektene av alfapartikler, så immuniteten reduseres kraftig, og svekkede organer begynner å svikte. Først av alt, nyrene og leveren, benmargen, de er de som er mest utsatt for de destruktive effektene av polonium. Hvis mengden farlig metall som kommer inn overstiger det dødelige nivået, og diagnosen ikke ble stilt riktig, vil neste stadium av sykdommen være døden.

Vanskeligheter med diagnose

Ved forgiftning med et farlig sølvmetall er det viktigste å stille en nøyaktig diagnose, men dette er ganske vanskelig å gjøre. Det er to hovedårsaker:

Det første offeret for det radioaktive stoffet var den berømte fysikeren, datter av metalloppdagerne Irene Joliot-Curie. Hun "tjente" en del alfastråler etter at en kapsel som inneholdt Ro krasjet i laboratoriet. Den giftige dosen var ubetydelig, men det var nok til at Irene døde av strålesyke 10 år senere.

En annen oppsiktsvekkende sak er drapet på tidligere FSB-offiser A. Litvinenko i London i 2006. Soldaten ble forgiftet med en dose polonium-210 flere ganger høyere enn den dødelige dosen, og en nøyaktig diagnose ble stilt bare noen dager etter smitte.

Det er en versjon om at dødsårsaken til den palestinske lederen Yasser Arafat også var forgiftning av giftige metalldamper, men denne diagnosen er ikke fullstendig bekreftet.

1. Vanskeligheter med å oppdage polonium i blod.

Siden forurensning av sjeldne metaller ikke er en typisk sykdom, kreves det mange tester for å fastslå årsaken til den raske ødeleggelsen i kroppen. Alfastråler, i motsetning til gammastråling, kan ikke oppdages ved hjelp av en geigerteller, så strålesyke er vanskelig å diagnostisere umiddelbart. I tillegg, når de påvirkes av gamma-partikler, vises karakteristiske sår og sår på huden - polonium gir ikke slike symptomer.

De klassiske tegnene på sykdommen ligner på forgiftning fra mange tungmetaller, og nøye laboratorietesting er nødvendig for å utelukke alle andre muligheter. Spesielt kommer tallium inn i kroppen. I tillegg har polonium-210 kort halveringstid, så etter noen måneder er det ikke lenger mulig å oppdage spor av metallet i vev.

Førstehjelp og behandling

Hvis det er mistanke om forgiftning med dødelig polonium, er det nødvendig å gi tradisjonell førstehjelp: flytt personen bort fra infeksjonsstedet, ødelegg sko og klær, skyll slimhinner - øyne og nese, ideelt sett - vask fullstendig.

Hvis mulig, skyll magen hjemme, ta et kraftig absorberende middel, samt et vanndrivende og avføringsmiddel. Send deretter offeret til sykehuset så raskt som mulig. Prognosen for sykdommen avhenger av dosen av stoffet som mottas, men hvis mengden polonium overstiger 0,1-0,2 mcg, er døden nesten uunngåelig, og det eneste legene kan gjøre er å forlenge livet og redusere smerten til pasienten .

De viktigste terapeutiske handlingene for poloniuminfeksjon er mageskylling og opprettholdelse av nyre- og leverfunksjon med spesielle preparater. Eksperimenter har vist at kraftig 2,3-dimerkaptopropanol hjelper til med å fjerne polonium fra kroppen, men effekten av dette stoffet er ikke fullt ut studert. Blodtransfusjoner og benmargstransplantasjoner er anerkjent som effektive behandlingsmetoder for sjeldne metaller.

Forgiftning med det radioaktive metallet polonium er en sjelden og svært farlig sykdom. Den dødelige dosen av stoffet er ubetydelig, men bare erfarne spesialister kan diagnostisere infeksjonen, og det er nesten umulig å kurere forgiftningen fullstendig. Hovedmetoden for forebygging er å følge alle forholdsregler når du arbeider med polonium i produksjon, og heller ikke å røyke for å minimere risikoen for at det dødelige stoffet kommer inn i kroppen.

DEFINISJON

Polonium lokalisert i den sjette perioden av VI-gruppen til hoved (A) undergruppen av det periodiske systemet.

Refererer til elementer s-familier. Metall. Betegnelse - Po. Serienummer - 84. Relativ atommasse - a.m.u.

Elektronisk struktur av poloniumatomet

Poloniumatomet består av en positivt ladet kjerne (+84), inni denne er det 84 protoner og 126 nøytroner, og 84 elektroner beveger seg rundt i seks baner.

Figur 1. Skjematisk struktur av poloniumatomet.

Fordelingen av elektroner mellom orbitaler er som følger:

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

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

På det ytre elektroniske nivået til vismutatomet er det 6 elektroner, som er valens (plassert på 6s og 6p undernivåene).

Valenselektronene til et poloniumatom kan karakteriseres av et sett med fire kvantetall: n(hovedkvante), l(orbital), m l(magnetisk) og s(snurre rundt):

Polonium er preget av tilstedeværelsen av en opphisset tilstand på grunn av ledige orbitaler 6 d-undernivå:

Eksempler på problemløsning

EKSEMPEL 1

EKSEMPEL 2

Forgiftningen av Alexander Litvinenko ville ifølge britiske eksperter ha krevd bruk av betydelig teknisk kunnskap og dyktighet.

Litvinenko døde 23. november på grunn av en dødelig dose stråling fra polonium-210 isotopen som ble funnet i kroppen hans.

Siden den gang er det funnet spor etter denne isotopen fem steder i London, inkludert en sushibar og et hotell der eks-FSB-offiseren besøkte.

Imidlertid tilhører polonium-210 en klasse av radioaktive stoffer hvis påvisning og produksjon utgjør betydelige vanskeligheter.

Denne isotopen forekommer naturlig i naturen og i menneskekroppen i ekstremt lave konsentrasjoner. For å få tak i mengder av dette stoffet tilstrekkelig for kriminell bruk, kreves det sofistikert teknologi og spesialkunnskap.

Professor Nick Priest, en av få britiske fysikere som har direkte erfaring med polonium-210, sa til BBC at bare ett milligram av denne isotopen ville være nok til å drepe Litvinenko.

Polonium-210 sender ut en kraftig strøm av alfapartikler. I motsetning til gammastråling trenger alfapartikler relativt kort avstand, til dybden av bare noen få celler i biologisk vev.

Imidlertid har alfa-partikler i utgangspunktet høy energi, noe som gir som de er i stand til å forårsake stor ødeleggelse av cellulære strukturer.

"Hvis du legger dette stoffet i et reagensrør eller en flaske, kan det ikke gjenkjennes av ytre tegn," sier Dr Frank Barnaby, en kjernefysiker ved University of Oxford. "Det er det som gjør det til en nesten perfekt gift."

Men hvis et slikt reagensrør åpnes, sprer polonium-210 seg veldig lett gjennom luften med vanndamp og forurenser miljøet.

Minst tre metoder for å oppnå denne isotopen er kjent. Polonium-210 kan utvinnes fra uranmalm, fra uran anriket i en reaktor, eller fra en annen isotop, radium-226.

Frukten av Marie Curies innsats

Polonium ble oppdaget av Marie Curie i 1897 ved kjemisk utvinning fra mineralet uranoksid. Forskeren ga navnet til elementet til ære for hennes hjemland - Polen.

Ifølge fysiker Nick Priest er denne metoden ikke i stand til å produsere nok av isotopen som er nødvendig for å drepe en voksen.

For å få den nødvendige mengden kreves det bruk av en atomreaktor, mener han.

Ifølge ham er den mest realistiske måten å oppnå polonium-210 på å bestråle grunnstoffet vismut med nøytroner i en slik reaktor, noe som resulterer i isotopen vismut-210.

Denne isotopen har en kort halveringstid, hvoretter den forfaller til polonium-210 og thallium-206.

Som Nick Priest påpeker, har det vært rapporter om tilstedeværelsen av små mengder radioaktivt tallium i Litvinenkos kropp, som kan tjene som et indirekte tegn på at polonium produseres i reaktoren.

Thallium-206 har svært kort halveringstid, så det skal være spor av vismut-210 i polonium, som igjen gir oss tallium.

Dette kan skje hvis vismut ikke er fullstendig separert fra polonium i sluttfasen av prosessen.

Å skaffe polonium fra radium-226 isotopen anses som en kompleks prosess fordi denne radiumisotopen produserer hard, penetrerende stråling.

Lunar Rovers gikk på den

Ifølge eksperter er det bare 40-50 reaktorer i verden som er i stand til å produsere polonium-210. Alle tilgjengelige data peker til kilder utenfor Storbritannia.

Blant dem er flere atomanlegg i det tidligere Sovjetunionen, samt i Australia og Tyskland.

"Det er bare én reaktor i Storbritannia som kan produsere denne isotopen, og jeg er sikker på at fysikerne som jobbet med den ikke gjorde slike ting," sier Nick Priest.

Polonium brukes i ulike måleapparater, men det er ikke lett å trekke ut fra dem.

Tidligere ble polonium, i likhet med beryllium, brukt som en kjernefysisk reaksjonsinitiator i atombomber produsert i USA, Storbritannia og USSR. I tillegg var sovjetiske måne-rovere på 70-tallet utstyrt med isotopbatterier basert på polonium-210.

De skyldige er vanskeligere å finne

Litvinenko-saken tvinger oss igjen til å vende oss til temaet ulovlig handel med russiske radioaktive stoffer. Siden 1995 har IAEA vedlikeholdt en database med registrerte episoder av spredning av atomavfall og radioaktivt materiale. Ifølge data for fjoråret ble det registrert totalt 827 slike episoder.

IAEA har ingen informasjon om tilstedeværelsen av polonium-210 isotopen på det svarte markedet, men det har vært ubekreftede rapporter i denne forbindelse.

Tirsdag avviste Sergei Kiriyenko, sjefen for Rosatom, forslag om at polonium-210 som forårsaket Litvinenkos død kan ha blitt ulovlig eksportert fra Russland. Ifølge ham eksporterer Russland bare 8 gram polonium-210 per måned, og alt dette beløpet sendes til USA. Eksporten til Storbritannia opphørte for fem år siden.

I teorien kunne etterforskere som leder Litvinenko-saken spore opprinnelsen til polonium-210, men for å gjøre det ville det kreves først å finne rester av andre isotoper.

Men selv om slike data ble innhentet, ville det ikke nødvendigvis føre til oppdagelsen av den skyldige, spesielt ikke ved tyveri av slikt materiale. Ifølge mange fysikere ble polonium-210 valgt som et mordvåpen nettopp på grunn av dets høye toksisitet og vanskeligheter med å oppdage.