Элементтің ашылу тарихы[өңдеу | қайнарын қарау]
Элемент ашылды 1898 жылы ерлі-зайыптылар Пьер Кюри және Мария Склодовской-Кюри уран смоляной кендегі[4]. Ашу туралы олар алғаш рет деп хабарлайды 18 шілдедегі отырысында Париж ғылым академиясының баяндамасында “атты жаңа радиоактивтік зат, содержащемся “смоляной обманке”[5]. Элемент құрметіне аталды отанымыздың Мария склодовская-Кюри — Польша (лат. Polonia)[3][авт. 1].

1902 жылы неміс ғалымы Вильгельм Марквальд жаңа элементі. Ол атады, оның радиотеллур. Кюри, прочтя назарына ашу туралы, хабарлады, бұл элемент полоний, ашық, олар төрт жыл бұрын. Марквальд келіспей, мұндай бағалаумен санайды полоний және радиотеллур — әр түрлі элементтері. Кейін бірқатар эксперименттердің элементі ерлі-зайыптылар Кюри дәлелдеді полоний және радиотеллур ие бір жартылай ыдырау кезеңі. Марквальд мәжбүр болды признать свою ошибку.

Бірінші үлгісі полония, құрамында 0,1 мг бұл элемент бөлінген, 1910 жылы.

Табиғатта таралуы[өңдеу | қайнарын қарау]
Радионуклидтер полония құрамына кіреді, табиғи радиоактивті қатарлар:

210Po (Т1/2 = 138,376 тәулік), 218Po (Т1/2 = 3,10 мин) және 214Po (Т1/2 = 1,643·10-4 с) — бірқатар 238U;

216Po (Т1/2 = 0,145 с) және 212Po (Т1/2 = 2,99·10-7 с) — бірқатар Th;

215Po (Т1/2 = 1,781·10-3) және 211Po(Т1/2 = 0,516 с) — бірқатар 235U.

Сондықтан полоний әрдайым қатысады уран және ториевых минералдар. Равновесное мазмұны полония жер қыртысында шамамен 2·10-14% массасы бойынша[2].

Қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]
Полоний — жұмсақ күмісті-ақ түсті радиоактивті металл.

Металл полоний тез тотығады ауада. Белгілі диоксиді полония (РоО2)x және монооксиді бар полония ” Рқб. С галогенами құрады тетрагалогениды. Әрекеті кезінде қышқыл ауысады ерітіндісі білімі бар катионов Ро2+ қызғылт түсті:

{\displaystyle {\mathsf {Po+2HCl\rightarrow PoCl_{2}+H_{2}\uparrow }}} {\mathsf {Po+2HCl\rightarrow PoCl_{2}+H_{2}\uparrow }}
Еріту кезінде полония тұз қышқылында қатысуымен магний құрылады полоноводород:

{\displaystyle {\mathsf {Po+Mg+2HCl\rightarrow MgCl_{2}+H_{2}Po}}} {\mathsf {Po+Mg+2HCl\rightarrow MgCl_{2}+H_{2}Po}}
ол бөлме температурасында орналасқан сұйық күйде (-36,1 дейін 35,3 °C)

“Индикаторлық мөлшерде алынған қышқыл үшоксиді полония РоО3 және тұз полониевой қышқылы бар бос күйінде — полонаты К2РоО4. Құрады галогениды құрамын PoX2, PoX4 және PoX6. Өзбектерде теллуру полоний қабілетті бірқатар металдардың химиялық қосылыстар түзуі — полониды.

Полоний жалғыз химиялық элемент, ол төмен температурада құрады одноатомную қарапайым кубическую кристаллическую атап өтті[6].

Изотоптар[өңдеу | қайнарын қарау]
Толық мақаласы: полония Изотоптар
2006 жылдың басында белгілі болған 33 полония изотопының диапазонында бұқаралық дейінгі сандарды 188-ден 220. Сонымен қатар, белгілі 10 метастабильных қозған күйлерінің изотоптар полония. Тұрақты изотоптар жоқ[2]. Ең ұзақ өмір сүретін изотоптар, 209Po және 208Po бар жартылай ыдырау кезеңдері, 125, 2,9 жыл. Кейбір изотоптар полония кіретін радиоактивті қатарына уран және торий бар, өз атауы бар, олар қазір негізінен қаралады ескірген ретінде:

Изотоп Атауы Белгіленуі Радиоактивті бірқатар
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
Алу[היום-מחר
Тәжірибеде граммовых мөлшерде нуклид полония 210Ро синтезируют жасанды, облучая металл 209Bi жылу нейтронами ядролық реакторларда. Алынған 210Bi есебінен β-ыдырау айналады 210Po. Сәулеленген кезде сол изотоптың висмут протонами бойынша реакциялар

209Bi + p → 209Po + n
құрылады ең долгоживущий изотоп полония 209Po.

Реакторларда с жидкометаллическим тасушы жылу тасымалдағыш ретінде қолданылуы мүмкін эвтектика қорғасын-висмут. Мұндай реактор, атап айтқанда, орнатылған су асты қайықта-27. Реактордың белсенді аймағындағы висмут мүмкін өтуге да полоний.

Микроколичества полония извлекают қалдықтарды қайта өңдеу уран кендерін. Бөледі полоний экстракциялау, ионным алмасуға, хроматографией және возгонкой.

Металл Po алады термиялық разложением вакуумда сульфидінің PoS немесе диоксиді (PoO2)x кезінде 500 °C.

95% – дан астамын, әлемдік өндірістің полония-210 Ресейге тиесілі[7][жоқ көзінде], алайда, іс жүзінде барлық ол жеткізіледі АҚШ, жасау үшін пайдаланылады өнеркәсіптік және тұрмыстық антистатикалық ионизаторов ауа.[жоқ көзінде]

2006 жылға арналған айтуынша, британдық ғалым және жазушы Джон Эмсли, жылы жүргізілген 100-ге жуық грамм 210Ро.[8]

Құны
Деректері бойынша британдық сарапшылар, микроскопиялық доза полония-210 тұр миллиондаған доллар[9]. Екінші жағынан, сәйкес бекітуге радиохимика, д. х. ғ. к. Б. Жуйкова, алынатын бірі висмут полоний-210 өте дешев[7]. Деректеріне сәйкес 2006 жылға арналған өндіру 9,6 грамм полония-210 зауытына “Авангард”[авт. 2] көмірге шамамен 10 миллион рубль[10], бұл салыстыруға болады құны трития[11]. Алайда, американдық компания United Nuclear алатын изотоп, 2006 жылға арналған сатқан үлгілері бағасы $69 бекіте отырып, бұл жинақтау үшін өлімге әкелетін дозасы уақыт кеткен еді $1 миллион[12].

Қолдану[היום-מחר
Полоний-210 балқытуға мамандандырылады бериллий және бор дайындау үшін қолданылады жинақы және өте қуатты нейтрон көздерін, іс жүзінде туғызатын γ-сәуле шығару (бірақ қысқа мерзімдік болуына байланысты, шағын уақыт өмір 210Po: Т1/2 = 138,376 тәулік) ” — альфа-бөлшектер полония-210 туындауына ықпал етеді ядроларындағы нейтрондар бериллий немесе бор (α, n)-реакция. Бұл герметикалық металл ампулалар, мәміле жабылған полонием-210 керамикалық таблетка карбиді бор карбиді немесе бериллий. Мұндай нейтронды көздері жеңіл және портативны, мүлдем қауіпсіз болып табылады және өте сенімді. Мысалы, кеңестік нейтронды көзі ВНИ-2 білдіреді латунную ампуланы диаметрі және биіктігі төрт сантиметр, ежесекундно излучающую дейін 90 миллион нейтрондар[13].

Полоний-210 жиі қолданылады иондау үшін, газдар (атап айтқанда, ауа). Бірінші кезекте ионизация ауа қажет күресу үшін статикалық электрге (өндірісте кезде аса сезімтал аппаратурасы)[14]. Мысалы, прецизионды оптиканың дайындалады қылқаламдар шаң. Бояу үшін автомобильдерді гараждарда пайдаланылады бүріккіштер берумен ауа арқылы өтетін антистатикалық иондаушы с полонием (“ионную зеңбірек”)[15]. Басқа, ушедшее өткенге әсер қолдану-жайлардағы газ — электрод балқытуға мамандандырылады автомобиль оталдыру шырағын азайту үшін кернеу пайда болған ұшқын[16].

Маңызды қолдану саласы полония-210 болып табылады оны пайдалану түріндегі қорытпалардың қорғасынмен, иттрием немесе өз бетінше өндіру үшін қуатты және өте жинақы жылу көздері үшін автономды қондырғылар, мысалы, ғарыш. Бір текше сантиметр полония-210 бөледі шамамен 1320 Вт жылу. Бұл қуаты өте зор, ол оңай алып келеді полоний ” расплавленное жай-күйі, сондықтан оның сплавляют, мысалы, қорғасынмен. Дегенмен бұл қорытпалар бар айтарлықтай аз энергоплотность (150 Вт/см3), алайда, олар неғұрлым ыңғайлы, қолдануға қауіпсіз, өйткені полоний-210 испускает дерлік тек қана альфа-бөлшектер, ал олардың өткізбелі қабілеттілігі мен жүгіріс ұзындығы в плотном заттағы аз. Мысалы, кеңестік өздігінен жүретін аппараттар ғарыш бағдарламасын “Луноход” жылыту үшін аспаптық бөлігін қолданылған полониевый жылытқыш.

Полоний-210 себепші болуы мүмкін қорытпадағы жеңіл изотопом литий (6Li) зат, ол қабілетті айтарлықтай төмендетуге критикалық массаға ядролық заряд және себеп өз кезегінде ядролық детонатором. Сонымен қатар, полоний үшін жарамды жасау жинақы “лас бомбаларды” және ыңғайлы жасырын тасымалдау, өйткені іс жүзінде жоқ испускает гамма-сәуле шығару[13]. Изотоп испускает гамма-кванты энергиясын бар 803 кэВ шығумен ғана 0,001 % ыдырауы[17].

Полоний болып табылады стратегиялық металмен тиіс өте қатаң ескерілуі, және оны сақтауға тиіс мемлекеттің бақылауында болғандықтан қатер ядролық терроризм.

Уыттылығы[היום-מחר
Полоний-210 высокотоксичен, оның жартылай ыдырау кезеңі 138 күн 9 сағат. Оның үлестік белсенділігі (166 Ктб/г) соншалықты үлкен, бұл, бірақ ол сәуле шашады тек альфа-бөлшектер алуға, оны қолмен ұстауға болмайды, себебі оның нәтижесі болады сәулелі терінің зақымдануы және, мүмкін, бүкіл ағзаны: полоний өте оңай енеді ішке арқылы тері жабындылары. Ол қауіпті және асатын қашықтықта ұзындығы жүріс альфа-бөлшектер, өйткені оның қосылыстары саморазогреваются және ауысады аэрозольное жай-күйі. РЕШШ су айдындарында және жұмыс үй-жайлары ауасындағы 11,1·10-3 Бк/л және 7,41·10-3 Бк/м3. Сондықтан да жұмыс істейді полонием-210 ғана бокстарда жүргізеді.

Оң зарядталған альфа-бөлшектер, излучаемые полонием өтпейді тері арқылы, алайда түскенде полония организм ішіне, егер оны жұтып немесе вдохнуть, — альфа-бөлшектер необратимо келмеске кетіп жойылуда ішкі ағзалар мен тіндер көбінесе әкеледі қаза тапқан ағзаның[18][авт. 3].

Мамандардың бағалауы бойынша, курстық, уытты, өлім дозасы полония-210 ересек адам үшін — шегінде бағаланады 0,1—0,3 ГБк (0,6—2 мкг) түскенде изотоптың ағзасына өкпе арқылы, дейін 1-3 ГБк (6-18 мкг) түскенде арқылы организмге ас қорыту жолы[19].

Неғұрлым ұзақ өмір сүретін полоний-208 (жартылай ыдырау кезеңі 2,898) және полоний-209 (жартылай ыдырау кезеңі 103 жыл) ие бірнеше аз радиотоксичностью салмақ бірлігіне, кері пропорционалды жартылай ыдырау кезеңіне. Туралы мәліметтерді радиотоксичности басқа, қысқа мерзімдік изотоптар полония аз. Адам ағзасында полоний себя сияқты өзінің химиялық гомологам, селену және теллуру шоғырланады бауырда, бүйректе, көк бауырда және сүйек кемігін. Жартылай шығарылу кезеңі организмнен − 30-дан 50 күн бөлінеді, негізінен бүйрек арқылы.