Estructura del átomo de polonio. ¿Por qué se necesitaba el polonio? Isótopo radiactivo del polonio.

En la noche del 22 al 23 de noviembre de 2006, el ex oficial de seguridad del Estado Alexander Litvinenko murió en el University College Hospital de Londres. Al día siguiente, la Agencia de Salud Británica informó que la causa de la muerte fue la contaminación radiactiva por polonio. El caso de Litvinenko aún no está cerrado; Scotland Yard se niega a hacer comentarios. Aún no está claro quién envenenó a Litvinenko con polonio. Investigadores de Gran Bretaña, Rusia y Alemania tienen sus propias versiones al respecto.

Té con polonio

El envenenamiento de Litvinenko todavía plantea muchas preguntas. No hay duda de que Litvinenko fue envenenado con polonio: se encontraron rastros de este elemento radiactivo en todos los lugares que visitó antes de su hospitalización. La cuestión de quién es el culpable sigue abierta. Hay tres versiones del hecho criminal:

1. Británico. Los sospechosos son Dmitry Kovtun y Andrei Lugovoi, quienes actuaron siguiendo instrucciones del FSB (presumiblemente; los servicios de inteligencia no hacen comentarios).
2. Ruso. Se desarrolló una versión de la participación en el asesinato de Leonid Nevzlin.
3. La versión de Lugovoi. En su opinión, la muerte de Litvinenko está relacionada con las actividades de los servicios de inteligencia británicos o, posiblemente, de la mafia rusa.

Es poco probable que el hombre asesinado fuera de interés para los servicios de inteligencia como ex oficial de seguridad del Estado. Su perfil era crimen organizado, no inteligencia; de hecho, también trabajó en su perfil en el extranjero.

El origen del polonio también sigue siendo un misterio, aunque sus componentes secundarios podrían utilizarse para determinar el lugar y el método de su producción.

El contenido del artículo.

POLONIO– un elemento químico radiactivo del grupo VI de la tabla periódica, análogo del telurio. Número atómico 84. No tiene isótopos estables. Se conocen 27 isótopos radiactivos de polonio con números de masa de 192 a 218, de los cuales siete (con números de masa de 210 a 218) se encuentran en la naturaleza en cantidades muy pequeñas como miembros de la serie radiactiva del uranio, el torio y el actinio; los restantes Los isótopos se obtienen artificialmente. Los isótopos de polonio más longevos se producen artificialmente 209 Po ( t 1/2 = 102 años) y 208 Rho ( t 1/2 = 2,9 años), así como 210 Po contenido en minerales de radio-uranio ( t 1/2 = 138,4 días). El contenido de 210 Po en la corteza terrestre es sólo del 2,10 al 14%; 1 tonelada de uranio natural contiene 0,34 g de radio y una fracción de miligramo de polonio-210. El isótopo de polonio de vida más corta conocido es 213 Po ( t 1/2 = 3·10 –7 s). Los isótopos más ligeros del polonio son emisores alfa puros, mientras que los más pesados ​​emiten simultáneamente rayos alfa y gamma. Algunos isótopos se desintegran por captura de electrones y los más pesados ​​también exhiben una actividad beta muy débil ( cm. RADIOACTIVIDAD). Los diferentes isótopos del polonio recibieron nombres históricos que se remontan a principios del siglo XX, cuando se obtuvieron como resultado de una cadena de desintegraciones del “elemento padre”: RaF (210 Po), AcC" (211 Po), ThC" ( 212 Po), RaC" (214 Po), AcA (215 Po), ThA (216 Po), RaA (218 Po).

Descubrimiento del polonio.

La existencia de un elemento con número atómico 84 fue predicha por DI Mendeleev en 1889; lo llamó ditelurio (en sánscrito, "segundo" telurio) y asumió que su masa atómica sería cercana a 212. Por supuesto, Mendeleev no pudo prever que esto el elemento será inestable. El polonio es el primer elemento radiactivo, descubierto en 1898 por los Curie en busca de la fuente de fuerte radiactividad en ciertos minerales ( cm. RADIO). Cuando resultó que el mineral de resina de uranio irradiaba con más fuerza que el uranio puro, Marie Curie decidió aislar químicamente un nuevo elemento químico radiactivo de este compuesto. Antes de esto, sólo se conocían dos elementos químicos débilmente radiactivos: el uranio y el torio. Curie comenzó con el tradicional análisis químico cualitativo del mineral según el esquema estándar, propuesto por el químico analítico alemán K.R. Fresenius (1818-1897) allá por 1841 y según el cual muchas generaciones de estudiantes durante casi un siglo y medio cationes determinados utilizando el llamado "método del sulfuro de hidrógeno" " Al principio tenía unos 100 g del mineral; Luego, los geólogos estadounidenses le dieron a Pierre Curie otros 500 g. Tras realizar un análisis sistemático, M. Curie comprobó cada vez la radiactividad de fracciones individuales (precipitados y soluciones) utilizando un electrómetro sensible inventado por su marido. Las fracciones inactivas se descartaron y las activas se analizaron más a fondo. La ayudó uno de los líderes del taller de química de la Facultad de Física y Química Industrial, Gustav Bemon.

En primer lugar, Curie disolvió el mineral en ácido nítrico, evaporó la solución hasta sequedad, disolvió el residuo en agua y pasó una corriente de sulfuro de hidrógeno a través de la solución. En este caso se formó un precipitado de sulfuros metálicos; Según el método Fresenius, este sedimento podría contener sulfuros insolubles de plomo, bismuto, cobre, arsénico, antimonio y varios otros metales. El precipitado era radiactivo, aunque el uranio y el torio permanecían en solución. Trató el precipitado negro con sulfuro de amonio para separar el arsénico y el antimonio; en estas condiciones se forman tiosales solubles, por ejemplo, (NH 4) 3 AsS 4 y (NH 4) 3 SbS 3. La solución no mostró radioactividad y se descartó. En el sedimento quedaron sulfuros de plomo, bismuto y cobre.

Curie disolvió la parte del precipitado que no se disolvió en sulfuro de amonio en ácido nítrico, añadió ácido sulfúrico a la solución y la evaporó en la llama de un quemador hasta que aparecieron vapores espesos y blancos de SO 3. En estas condiciones, el ácido nítrico volátil se elimina por completo y los nitratos metálicos se convierten en sulfatos. Después de enfriar la mezcla y agregar agua fría, el precipitado contenía sulfato de plomo insoluble PbSO 4; no tenía actividad. Desechó el precipitado y añadió una solución fuerte de amoníaco a la solución filtrada. Al mismo tiempo volvió a caer un precipitado, esta vez blanco; contenía una mezcla de sulfato de bismuto básico (BiO) 2 SO 4 e hidróxido de bismuto Bi(OH) 3. En la solución quedó un complejo amoniaco de cobre SO 4 de color azul brillante. El precipitado blanco, a diferencia de la solución, resultó ser muy radiactivo. Como el plomo y el cobre ya se habían separado, el precipitado blanco contenía bismuto y una mezcla del nuevo elemento.

Curie volvió a convertir el precipitado blanco en sulfuro de Bi 2 S 3 de color marrón oscuro, lo secó y lo calentó en una ampolla vacía. El sulfuro de bismuto no cambió (es resistente al calor y se funde solo a 685 ° C), sin embargo, del sedimento se liberaron algunos vapores, que se depositaron en forma de una película negra en la parte fría de la ampolla. La película era radiactiva y aparentemente contenía un nuevo elemento químico: un análogo del bismuto en la tabla periódica. Fue el polonio, el primer elemento radiactivo descubierto después del uranio y el torio, inscrito en la tabla periódica (en el mismo año 1898 se descubrió el radio, así como un grupo de gases nobles: neón, criptón y xenón). Como resultó más tarde, el polonio se sublima fácilmente cuando se calienta; su volatilidad es aproximadamente la misma que la del zinc.

Los Curie no tenían prisa por llamar elemento nuevo a la capa negra del cristal. La radiactividad por sí sola no fue suficiente. El colega y amigo de Curie, el químico francés Eugene Anatole Demarsay (1852-1903), especialista en el campo del análisis espectral (descubrió el europio en 1901), examinó el espectro de emisión de la capa negra y no encontró ninguna línea nueva en él. que podría indicar la presencia de un nuevo elemento. El análisis espectral es uno de los métodos más sensibles y permite detectar muchas sustancias en cantidades microscópicas invisibles a simple vista. Sin embargo, en un artículo publicado el 18 de julio de 1898, los Curie escribieron: “Creemos que la sustancia que hemos aislado del alquitrán de uranio contiene un metal aún desconocido, que es análogo al bismuto en sus propiedades analíticas. Si se confirma la existencia de un nuevo metal, proponemos llamarlo polonio, en honor a la patria de uno de nosotros” (Polonia en latín - Polonia). Este es el único caso en el que un nuevo elemento químico que aún no ha sido identificado ya ha recibido un nombre. Sin embargo, no fue posible obtener cantidades ponderales de polonio: había muy poco en el mineral de uranio (más tarde el polonio se obtuvo artificialmente). Y no fue este elemento el que glorificó a los Curie, sino el radio.

Propiedades del polonio.

El telurio ya presenta parcialmente propiedades metálicas, mientras que el polonio es un metal blando de color blanco plateado. Debido a su fuerte radiactividad, brilla en la oscuridad y se calienta mucho, por lo que es necesaria una eliminación continua del calor. El punto de fusión del polonio es de 254 ° C (un poco más alto que el del estaño), el punto de ebullición es de 962 ° C, por lo tanto, incluso con un ligero calentamiento, el polonio se sublima. La densidad del polonio es casi la misma que la del cobre: ​​9,4 g/cm 3 . En la investigación química se utiliza únicamente polonio-210, los isótopos de vida más larga prácticamente no se utilizan debido a la dificultad de obtenerlos con las mismas propiedades químicas.

Las propiedades químicas del polonio metálico son similares a las propiedades de su análogo más cercano, el telurio; presenta estados de oxidación de –2, +2, +4, +6. En el aire, el polonio se oxida lentamente (rápidamente cuando se calienta a 250 ° C) con la formación de dióxido rojo PoO 2 (cuando se enfría, se vuelve amarillo como resultado de la reorganización de la red cristalina). El sulfuro de hidrógeno de soluciones de sales de polonio precipita el sulfuro negro PoS.

La fuerte radiactividad del polonio afecta las propiedades de sus compuestos. Así, en ácido clorhídrico diluido, el polonio se disuelve lentamente para formar soluciones rosadas (el color de los iones Po 2+): Po + 2HCl ® PoCl 2 + H 2, sin embargo, bajo la influencia de su propia radiación, el dicloruro se vuelve amarillo PoCl. 4. El ácido nítrico diluido pasiva el polonio, mientras que el ácido nítrico concentrado lo disuelve rápidamente. El polonio está relacionado con los no metales del grupo VI por la reacción con hidrógeno con la formación del hidruro volátil PoH 2 (pf -35° C, pe +35° C, se descompone fácilmente), reacción con metales (cuando se calienta) con el formación de colores sólidos de polonidas negras (Na 2 Po, MgPo, CaPo, ZnPo, HgPo, PtPo, etc.) y reacción con álcalis fundidos para formar polonidas: 3Po + 6NaOH ® 2Na 2 Po + Na 2 PoO 3 + H 2 O. El polonio reacciona con el cloro al calentarlo con la formación de cristales amarillos brillantes de PoCl 4, con bromo se obtienen cristales rojos de PoBr 4, con yodo ya a 40 ° C el polonio reacciona con la formación de yoduro volátil negro PoI 4. También se conoce el tetrafluoruro de polonio blanco PoF 4. Cuando se calientan, los tetrahaluros se descomponen para formar dihaluros más estables, por ejemplo, PoCl 4 ® PoCl 2 + Cl 2 . En soluciones, el polonio existe en forma de cationes Po 2+, Po 4+, aniones PoO 3 2–, PoO 4 2–, así como varios iones complejos, por ejemplo, PoCl 6 2–.

Obtención de polonio.

El polonio-210 se sintetiza irradiando bismuto natural (contiene solo 208 Bi) con neutrones en reactores nucleares (el isótopo beta activo del bismuto-210 se forma intermediamente): 208 Bi + n ® 210 Bi ® 210 Po + e. Cuando el bismuto es irradiado por protones acelerados, se forma polonio-208, que se separa del bismuto mediante sublimación en el vacío, como hizo M. Curie. En nuestro país, el método para aislar polonio fue desarrollado por Zinaida Vasilievna Ershova (1905-1995). En 1937, fue enviada a París, al Instituto del Radio, en el laboratorio del señor Curie (dirigido entonces por Irène Joliot-Curie). A raíz de este viaje de negocios, sus colegas empezaron a llamarla “Madame Curie rusa”. Bajo la dirección científica de Z.V. Ershova, se creó en el país una producción permanente y respetuosa con el medio ambiente de polonio, lo que permitió implementar el programa nacional de lanzamiento de vehículos lunares, en el que se utilizó polonio como fuente de calor.

Los isótopos de polonio de larga vida aún no han recibido un uso práctico significativo debido a la complejidad de su síntesis. Para obtenerlos se pueden utilizar las reacciones nucleares 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 , donde 4 He son partículas alfa, 1 H son protones acelerados, 2 D son deuterones acelerados (núcleos de deuterio).

Uso de polonio.

El polonio-210 emite rayos alfa con una energía de 5,3 MeV, que se desaceleran en la materia sólida, pasan sólo milésimas de milímetro y ceden su energía. Su vida útil permite utilizar el polonio como fuente de energía en las baterías nucleares de las naves espaciales: para obtener una potencia de 1 kW, bastan sólo 7,5 g de polonio. En este sentido, es superior a otras fuentes de energía "nucleares" compactas. Esta fuente de energía funcionó, por ejemplo, en Lunokhod 2, calentando el equipo durante la larga noche lunar. Por supuesto, el poder de las fuentes de energía de polonio disminuye con el tiempo, a la mitad cada 4,5 meses, pero los isótopos de polonio de vida más larga son demasiado caros. El polonio también es conveniente para estudiar los efectos de la radiación alfa en diversas sustancias. Como emisor alfa, el polonio mezclado con berilio se utiliza para fabricar fuentes de neutrones compactas: 9 Be + 4 He ® 12 C + n. En lugar de berilio, se puede utilizar boro en tales fuentes. Se informó que en 2004, inspectores de la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA) descubrieron un programa de producción de polonio en Irán. Esto llevó a sospechar que podría usarse en una fuente de berilio para "desencadenar" con neutrones una reacción nuclear en cadena en el uranio, que conduciría a una explosión nuclear.

El polonio, cuando se ingiere, puede considerarse una de las sustancias más tóxicas: para 210 Po, el contenido máximo permitido en el aire es de sólo 40 milmillonésimas de microgramo por 1 m 3 de aire, es decir, El polonio es 4 billones de veces más tóxico que el ácido cianhídrico. Los daños son causados ​​por las partículas alfa (y en menor medida también los rayos gamma) emitidas por el polonio, que destruyen los tejidos y provocan tumores malignos. Los átomos de polonio se pueden formar en los pulmones humanos como resultado de la descomposición del gas radón en ellos. Además, el polonio metálico puede formar fácilmente pequeñas partículas de aerosol. Por tanto, todo el trabajo con polonio se realiza de forma remota en cajas selladas.

Ilya Leenson

Los aspectos científicos del caso Litvinenko fueron analizados para TRV-Nauka por el Dr. química. ciencias, cabeza Laboratorio del Complejo de Radioisótopos del Instituto de Investigaciones Nucleares de la Academia de Ciencias de Rusia.

¿Es posible determinar el origen del polonio mediante un método técnico? Teóricamente esto es posible, pero en la práctica es muy difícil. Cada reactor nuclear (en un canal de irradiación específico) se caracteriza por su propio espectro de neutrones. La presencia de neutrones rápidos conduce a la formación, junto con el polonio-210 (vida media - 138,4 días), de pequeñas cantidades de polonio-209 (vida media - 102 años, energía de partícula alfa - 4,9 MeV) por reacción nuclear ( n, 2n) del polonio-210 acumulado, así como cantidades aún menores de polonio-208 (2,9 años).

Así pues, utilizando un “reloj nuclear” de este tipo es posible, en principio, determinar el lugar y la fecha de producción del polonio. Sin embargo, esto no es fácil de hacer y, en ciertos casos, es imposible. Esto depende de cuánto polonio se encontró y dónde: lo importante es la relación entre el plomo-206 estable formado a partir de polonio-210 y el plomo de fondo, cuyo contenido en la mezcla natural de isótopos es del 24,1%. Se necesitará un separador de masa especial para separar los isótopos de polonio (o un largo tiempo de exposición para la desintegración del polonio-210), así como muestras de calibración de polonio del reactor, preparadas en el mismo modo de irradiación.

El polonio ruso se produce en el Instituto Panruso de Investigación de Física Experimental en Sarov. La irradiación de bismuto en el reactor aparentemente se lleva a cabo en otro lugar: P/O Mayak en la ciudad de Ozyorsk, región de Chelyabinsk. El método de producción de polonio-210 no es secreto, por lo que se puede producir en cualquier otro reactor donde exista un canal especial para irradiar objetivos con el fin de obtener isótopos. Estos reactores están ubicados en varios países del mundo. Los reactores de energía, por regla general, no son adecuados para esto, aunque algunos de ellos tienen un canal para irradiar objetivos. Se ha informado que más del 95% del polonio-210 se produce en Rusia.

También existen otros métodos para producir polonio, pero ahora prácticamente no se utilizan, ya que son mucho menos productivos y más caros. Uno de estos métodos, utilizado por Marie Curie, es la separación química de los minerales de uranio (el polonio-210 está contenido en la cadena de desintegración del uranio-238). De hecho, el polonio fue descubierto en 1898. El polonio-210 también se puede obtener en aceleradores de partículas cargadas mediante las reacciones nucleares 208 Pb (A, 2 n) o 209 Bi (d, n). Al mismo tiempo, no cualquier acelerador es adecuado para producir polonio-210. Esto requiere un acelerador de partículas alfa o deuterón. No hay muchos aceleradores de este tipo en el mundo. Existen tanto en Rusia como en Gran Bretaña. Sin embargo, hasta donde yo sé, en Gran Bretaña el acelerador Amersham hace tiempo que no está configurado para partículas alfa y trabaja constantemente exclusivamente en la producción de isótopos médicos para diagnóstico. En varios lugares que visité en el extranjero, mis colegas me dijeron que sus instalaciones fueron inspeccionadas para ver si producían polonio.

Hubo un tiempo en que Techsnabexport JSC vendió polonio-210 al Reino Unido (a Reviss). Pero esto fue cinco años antes de los tristes acontecimientos y, como me dijeron mis compañeros, la empresa fue controlada con mucho cuidado después de eso. Los productos que contienen polonio no se suministran oficialmente al Reino Unido desde Estados Unidos y Rusia. El polonio-210 se obtenía anteriormente en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE.UU.), pero ahora no se produce allí en cantidades significativas, sino que, por el contrario, se obtiene una cierta cantidad de Rusia.

El funcionamiento tanto de los reactores como de los aceleradores está estrictamente controlado. Si alguien decide producir polonio ilegalmente, con el sistema de control existente se podrá descubrir fácilmente.

Propiedades físicas nucleares

Como ya se mencionó, la vida media del polonio es de 138,4 días. Esto significa que cada 138 días su actividad se reduce 2 veces, y en dos años, aproximadamente 40 veces. Esta vida media es muy conveniente para utilizar un radionucleido como veneno.

El polonio-210, al desintegrarse, emite partículas alfa con una energía de 5,3 MeV, que tienen un alcance corto en los sólidos. Por ejemplo, una lámina de aluminio de decenas de micrones de espesor absorbe completamente dichas partículas alfa. La radiación gamma que pueden detectar los contadores Geiger es extremadamente débil: los rayos gamma con una energía de 803 keV se emiten con un rendimiento de desintegración de sólo el 0,001%. El polonio-210 tiene la constante gamma más baja de todos los radionucleidos alfa activos comunes. Así, para el americio-241 (muy utilizado, por ejemplo, en detectores de humo), la constante gamma es 0,12 y Po es 5,10 -5 Rxcm 2 /hxmCi. En este caso, el coeficiente de dosis y, por tanto, la radiotoxicidad son bastante comparables.

Por lo tanto, incluso sin una capa protectora, es extremadamente difícil detectar de forma remota una cantidad suficiente de polonio-210 para envenenar utilizando un contador convencional, ya que el nivel de radiación es comparable al fondo natural (ver Fig. 2). Por lo tanto, el polonio-210 es muy conveniente para el transporte secreto y ni siquiera es necesario utilizar contenedores de plomo. Sin embargo, durante el transporte se debe tener especial cuidado para evitar la despresurización del contenedor (ver más abajo).
Arroz. 2. Radiación gamma (tasa de dosis) de polonio-210 dependiendo de su actividad y distancia al detector (1 mCi - 3,7 × 10 7 Bq) No es recomendable utilizar polonio-210 para provocaciones, ya que solo se puede detectar utilizando equipos especiales que no se utilizan en casos normales.

La línea gamma de 803 keV sólo puede detectarse mediante mediciones a largo plazo utilizando un buen espectrómetro gamma, y ​​el detector de semiconductores debe ubicarse muy cerca de la fuente. Hay evidencia de que así es como se encontró inicialmente una mayor radiactividad en Litvinenko, pero al principio la radiación se atribuyó erróneamente al talio radiactivo (talio-206), que se obtiene de la desintegración del bismuto-210m (ver diagrama en la Fig. 1). .

Esto se informó en Internet incluso antes de que se identificara el polonio. Pero luego esta versión fue reconocida como errónea, ya que este isótopo de bismuto tiene una vida media demasiado larga, y comenzaron a considerar la posibilidad de la presencia de otros emisores alfa. Después de esto, se analizó la orina para detectar la presencia de radionucleidos alfa activos y se encontró polonio, y en grandes cantidades. La suposición de que ciertos provocadores “avisaron” a los expertos británicos sobre el polonio-210 me parece sacada de la nada. Los científicos británicos hicieron todo de forma coherente y lógica.

En la superficie, la actividad alfa del polonio-210 se puede detectar mediante un contador alfa, que normalmente se utiliza sólo para fines especiales y no para pruebas rutinarias de contaminación radiactiva. Sin embargo, para determinar si la radiación pertenece específicamente al polonio-210, se requiere un equipo más complejo, generalmente estacionario: un espectrómetro alfa. Se puede detectar fácilmente una actividad del orden de 1 Bq (desintegraciones por segundo) en la superficie. Si se detecta actividad alfa, se prepara la muestra (por ejemplo, mediante aislamiento químico) y en un espectrómetro alfa se detecta una línea en el espectro alfa de 5,3 MeV, que caracteriza este radionúclido alfa activo en particular.

Propiedades químicas

El polonio puede existir en diferentes formas químicas, pero en este caso lo más probable es que se encuentre en forma de compuestos solubles (por ejemplo, nitratos, cloruros, sulfatos), mientras que una parte importante de la solución también puede estar en forma coloidal. Es importante que a partir de soluciones neutras y ligeramente ácidas, el polonio se absorba en gran medida en diversas superficies, en particular en metal y vidrio (sorción máxima a pH ~ 5). Es difícil lavarlo completamente con métodos convencionales. Por tanto, no es de extrañar que se descubrieran una tetera y una taza en las que se consumía polonio.
Arroz. 3. Gráficos 3D de la Policía Metropolitana de Londres, que caracterizan la contaminación en la tetera con la que fue envenenado Litvinenko. De verde (bajo) a morado (alto). Del sitio web www.litvinenkoinquiry.org El propio polonio en microcantidades comienza a sublimar sólo a temperaturas de unos 300 °C. Pero también puede pasar al medio ambiente junto con el vapor de agua que lo contiene, y en el proceso con núcleos de retroceso.

El polonio se difunde con bastante facilidad en el plástico y otras sustancias orgánicas; las fuentes a base de él se fabrican con un recubrimiento multicapa. Y si la ampolla estaba despresurizada, incluso los rastros más pequeños se pueden detectar utilizando un contador alfa.

El polonio es un elemento polivalente, propenso a la formación de diversos complejos y puede formar diferentes compuestos químicos.

formas. En este sentido, parte se propaga con bastante facilidad en el entorno natural. Por lo tanto, es comprensible que se hayan extendido rastros de polonio y puedan utilizarse para rastrear la fuente de contaminación por polonio.

Exposición biológica y seguridad radiológica.

Los estudios biológicos de los efectos del polonio en animales se llevaron a cabo en nuestro país principalmente en los años 60 en el Instituto de Biofísica en el laboratorio del profesor Yu.I. Moskalev, hay varias publicaciones.

Se sabe desde hace tiempo que el polonio-210 es uno de los radionucleidos más peligrosos. Los niveles de daño a los humanos por el polonio-210 se muestran en la tabla (los datos de los experimentos con animales se recalcularon a la masa de una persona).

La absorción de esta sustancia a través del tracto gastrointestinal se estima entre un 5 y un 20%. A través de los pulmones es más eficaz, pero dicha administración es extremadamente inconveniente en caso de intoxicación oculta, ya que puede contaminar en gran medida a otras personas y a los artistas. Sólo alrededor del 2% por día se absorbe a través de la piel, y este uso del polonio para envenenar también es ineficaz.

El polonio se distribuye en todos los órganos del cuerpo, pero, por supuesto, no del todo uniformemente. Y se excreta del organismo con cualquier sustancia biológica: heces, orina, luego... La vida media, según diversas fuentes, es de 50 a 100 días. En nuestro país se registró un accidente industrial que provocó la muerte de una persona 13 días después de haber sido expuesta a 530 MBq (14 mCi) de polonio.

Según datos indirectos (según el impacto), la cantidad de polonio introducida en Litvinenko podría ser (0,2−4)x10 9 Bq (bek-querels), es decir, desintegraciones por segundo), en masa esto es 1−25 μg , cantidad prácticamente invisible.

Si una taza de té contuviera polonio, por ejemplo ~10 9 Bq por 100 g, entonces hasta 0,01-0,10 ml podrían caer accidentalmente sobre las personas sentadas cerca en forma de gotas o aerosoles, es decir, hasta 10 5 -10 6 Bk. . Esto no supone un peligro grave para la vida humana, aunque supera los estándares de contaminación permitidos. Esta cantidad puede detectarse fácilmente y también se detecta una actividad del orden de 1 Bq.

En el caso de Litvinenko, según la Agencia de Protección de la Salud, ocurrió lo siguiente:

• Probablemente 120 personas estuvieron expuestas al polonio pero recibieron una dosis inferior a 6 mSv (milisieverts), lo que no supone ningún riesgo para la salud;
• 17 personas recibieron una dosis superior a 6 mSv, pero no lo suficientemente significativa como para causar ninguna enfermedad en un futuro próximo; el aumento del riesgo de enfermedad en un futuro lejano probablemente sea muy pequeño. La dosis más alta, sin embargo,

El que no ponía en peligro su vida, naturalmente, lo recibió Marina, la esposa de Alexander Lit-vinenko, con quien tenía más contacto.

La dosis permitida para los profesionales que trabajan con radiactividad en Rusia es de 20 mSv/año, las dosis anuales que reciben las personas de la radiación natural de fondo son de 1 a 10 mSv/año, y en algunos lugares de la Tierra es mucho mayor, y la tasa de mortalidad allí no elevado. Sólo se considera potencialmente peligrosa la exposición a una dosis efectiva superior a 200 mSv durante un año. Por lo tanto, las afirmaciones de que el uso de polonio creó una mayor amenaza para otros son una exageración.

La prensa planteó la cuestión de si el polonio-210 se había utilizado anteriormente como sustancia venenosa y si era posible comprobarlo. En particular, se desconocen los venenos con los que pudieron haber envenenado a Yu Shchekochikhin y haber intentado envenenar a A. Politkovskaya. Si polonio-210 estaba presente en estos casos, con el tiempo se había desintegrado hasta situarse por debajo de los niveles ambientales. Sin embargo, la exhumación puede revelar polonio-209, que podría haber estado presente como impureza (ver arriba).

La hipótesis de que Yasser Arafat fue envenenado con polonio-210 prácticamente no fue confirmada. Parte del exceso de polonio-210 puede explicarse por causas naturales: la inhalación de radón-222 durante la larga estancia del líder palestino en el búnker. El polonio-210 es un producto de desintegración del radón. En el cuerpo de Arafat se encontró la cantidad correspondiente de plomo-210, que también es producto de la descomposición del radón.

Solicitud

Hasta ahora, el polonio-210 se ha utilizado para los siguientes fines.

1. Crear fuentes autónomas de energía generada como resultado de la desintegración alfa. El Lunokhod soviético y algunos de los satélites Cosmos estaban equipados con tales dispositivos.
2. Como fuente de neutrones, en particular, para los iniciadores de explosiones nucleares en bombas atómicas. Los neutrones se producen cuando el berilio se irradia con partículas alfa e inician una explosión nuclear cuando la masa de uranio-235 o plutonio-239 alcanza una masa crítica. Estas fuentes también se utilizaron para el análisis de activación de neutrones de muestras y materiales naturales.
3. Como fuente de partículas alfa en forma de aplicadores para el tratamiento de determinadas enfermedades de la piel. Hoy en día prácticamente no se utiliza para tales fines, ya que existen radionucleidos mucho más adecuados.
4. Como ionizador de aire en dispositivos antiestáticos, como el Staticmaster, fabricado por Calumet en Estados Unidos. Estos materiales no se exportan al Reino Unido, y para extraer el polonio-210 necesario para el envenenamiento, muchos de estos dispositivos tendrían que ser procesados, lo que requiere un laboratorio radioquímico.

La foto fue tomada dos días antes de la muerte de Litvinenko (23 de noviembre de 2006). Del sitio www.litvinenkoinquiry.org Hallazgos relacionados con la muerte de Litvinenko

Las conclusiones de carácter técnico que pueden ser importantes para resolver un delito se pueden dividir en dos grupos: las bastante definitivas y las que son muy probables, pero para obtener una declaración inequívoca se requiere una investigación no sólo en el Reino Unido, sino también en Rusia.

bastante definido

1. El polonio-210 es una sustancia venenosa para uso encubierto. Su principal diferencia con otras sustancias radiactivas es la dificultad de la detección inicial. En consecuencia, no tiene sentido utilizarlo como provocación; existen radionucleidos mucho más accesibles y adecuados para ello.
2. El polonio-210 es una sustancia que puede transportarse cómodamente de forma encubierta en cantidades suficientes para provocar intoxicación. También es fácil introducirlo en secreto en la bebida de una persona. Otros métodos de administración (por ejemplo, aerosolización o administración dérmica) son menos efectivos, poco confiables, complejos y muy peligrosos para el envenenador.
3. La contaminación accidental con polonio-210 por descuido es casi imposible, ya que tal grado de contaminación requiere una cantidad enorme que sólo puede existir en áreas de producción masiva de polonio en una fábrica, y esto se puede determinar fácilmente por la distribución del polonio en el cuerpo humano.
4. Ninguna de las declaraciones hechas públicamente por las autoridades investigadoras del Reino Unido contiene contradicciones técnicas.

Muy probable, pero requiere confirmación.

1. Lo más probable es que el polonio-210 se haya producido en Rusia. Podría haber sido traída al Reino Unido desde Rusia o Estados Unidos, donde se suministra oficialmente la sustancia. En principio no se excluyen otras fuentes, pero sería casi imposible ocultar dicha producción. El polonio-210 no se produce en el Reino Unido desde hace mucho tiempo.
2. La eliminación de dispositivos antiestáticos en los EE. UU. requiere un laboratorio radioquímico especial, lo cual es extremadamente difícil de ocultar bajo el actual sistema de control de los EE. UU. En otros países, estos dispositivos antiestáticos prácticamente no se utilizan.
3. Establecer el origen del polonio mediante análisis sólo es posible bajo determinadas circunstancias (cantidades y concentraciones suficientes, ausencia de plomo de fondo, exposición suficiente antes del análisis, presencia de un separador de masas especial y muestras para comparar). En condiciones favorables, también es posible establecer en qué ciclo de producción se obtuvo.
4. La sustancia no fue robada. Esto es extremadamente difícil de organizar con el sistema de control existente. Anteriormente se registraron varios hechos sobre la desaparición del polonio, pero todos fueron divulgados, ya que revelarlos no representa un gran problema.

Alexander Litvinenko, ex empleado del FSB ruso, murió en Londres. Presumiblemente, la causa de su muerte fue el envenenamiento con la sustancia radiactiva polonio-210.

El polonio es el primer elemento incluido en la tabla periódica tras el descubrimiento de la radiactividad. El polonio fue descubierto por los famosos químicos Pierre y Marie Sklodowska-Curie en 1898 (según otras fuentes, en 1897). El elemento debe su nombre a Polonia, el lugar de nacimiento de María (del latín Polonia - Polonia). Maria Sklodowska-Curie recibió el Premio Nobel por este descubrimiento.

Según el Laboratorio Nacional Argonne\Laboratorio Nacional Argonne, el polonio-210 solo puede ser obtenido por una persona con acceso a instalaciones de investigación nuclear. El polonio generalmente se produce irradiando bismuto-209 con flujos de neutrones (esta tecnología se desarrolló en 1934). Cada año, los reactores nucleares del mundo producen aproximadamente 100 g de polonio-210. En total, se conocen 27 isótopos de polonio con números de masa de 192 a 218. La vida media del isótopo más longevo (polonio-209) es de 103 años. La vida media del polonio-210, que se utilizó para envenenar a Litvinenko, es de 138 días y durante este proceso se produce una gran cantidad de calor. Un gramo de polonio puede calentarse hasta 500 grados centígrados, por lo que se utilizó en el espacio como fuente de energía, por ejemplo, fue la base de las centrales eléctricas de muchos satélites e incluso en la famosa sonda de investigación soviética Lunokhod-2, donde El polonio hizo posible mantener una temperatura aceptable para los científicos. Además, el polonio se utiliza en la fabricación de armas nucleares.

La dosis segura de polonio-210 para los humanos es de 7 picogramos (1 picogramo es una billonésima parte de un gramo). Así, literalmente, una mota de polvo de polonio puede resultar fatal para los humanos. El polonio-210 es una de las sustancias químicas más tóxicas. No debe manipularse con las manos desnudas; de lo contrario, puede sufrir quemaduras por radiación, pero seguir los métodos de seguridad más simples le permitirá trabajar de forma segura con este elemento. En particular, el polonio puede transportarse en tubos de vidrio con tapas esmeriladas.

Las instrucciones para trabajar con polonio-210, publicadas por la organización científica estadounidense Health Physics Society, indican que en el laboratorio donde se utiliza polonio no se pueden almacenar alimentos, agua, cosméticos, etc., y estos productos no se pueden utilizar para su finalidad prevista (es decir, por ejemplo, beber o pintarse los labios). Los alimentos y bebidas tampoco deben colocarse en el frigorífico ni en los estantes donde alguna vez se almacenaron polonio-210 o dispositivos (tubos de ensayo, etc.) que estuvieron en contacto con él.

Cuando se ingiere (por ejemplo, mediante inyección o inhalación), el polonio-210 afecta absolutamente a todos los órganos. Entre el 50 y el 90% del polonio-210 se excreta de forma natural. El 10-50% restante penetra en la sangre y se propaga por todo el cuerpo, asentándose principalmente en el bazo, los riñones y el hígado.

Las personas están constantemente expuestas al polonio (se forma durante la descomposición del gas radón, que está muy extendido o al fumar tabaco cultivado en un campo tratado con fertilizantes fosfatados), pero en condiciones naturales estas dosis son insignificantes.

Se desconoce si el polonio se utilizó anteriormente como veneno. Sin embargo, irónicamente, la primera víctima conocida del polonio fue Irene Julio-Curie, la hija de los descubridores del polonio. La causa de su muerte fue una cápsula de polonio-210 rota. Esto sucedió en el laboratorio donde Irene trabajaba constantemente. Su muerte por cáncer ocurrió en 1956, una década después de que ocurriera el incidente de la cápsula.

En 1991, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer\La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer ha publicado los resultados del primer gran estudio sobre los efectos del polonio-210 en humanos. Como parte de este estudio, se realizaron encuestas a los empleados de una de las instalaciones nucleares de EE. UU. que trabajaron allí entre 1944 y 1972. Se observó que el polonio-210 era la causa de muchos casos de cáncer de pulmón y de riñón, esto sucedió a pesar de que la empresa siguió estrictamente las precauciones de seguridad. En particular, el estudio proporcionó las siguientes estadísticas: en las instalaciones nucleares trabajaban unas 22,5 mil personas, de las cuales aproximadamente 9,4 mil estuvieron expuestas a la radiación, de las cuales 638 personas estuvieron expuestas al polonio-210.

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El polonio-210 tiene una asociación muy clara con la radiación. Y esto no es en vano, ya que es sumamente peligroso.

Historia del descubrimiento

Su existencia fue predicha en 1889 por Mendeleev, cuando creó su famosa tabla periódica. En la práctica, este elemento, el número 84, se obtuvo nueve años después gracias al esfuerzo de los Curie, que estudiaban el fenómeno de la radiación. Intentó averiguar el motivo de la fuerte radiación que emanaba de algunos minerales, por lo que comenzó a trabajar con varias muestras de rocas, procesándolas de todas las formas disponibles, dividiéndolas en fracciones y descartando lo innecesario. Como resultado, obtuvo una nueva sustancia, que se convirtió en un análogo del bismuto y el tercer elemento radiactivo descubierto después del uranio y el torio.

A pesar de los exitosos resultados del experimento, María no tenía prisa por hablar sobre su hallazgo. realizado por un colega de los Curie, tampoco dio motivos para hablar del descubrimiento de un nuevo elemento. Sin embargo, en un informe en una reunión de la Academia de Ciencias de París en julio de 1898, la pareja informó de la supuesta recepción de una sustancia que presentaba las propiedades de un metal y propuso llamarla polonio en honor a Polonia, la patria de María. Este fue el primer y único caso en la historia en el que a un elemento que aún no había sido identificado de manera confiable ya se le había dado un nombre. Bueno, el primer modelo apareció recién en 1910.

Propiedades físicas y químicas

El polonio es un metal relativamente blando, de color blanco plateado. Es tan radiactivo que brilla en la oscuridad y se calienta constantemente. Además, su punto de fusión es ligeramente superior al del estaño: sólo 254 grados centígrados. El metal se oxida muy rápidamente en el aire. A bajas temperaturas forma una red cristalina cúbica monoatómica simple.

En cuanto a sus propiedades químicas, el polonio se acerca mucho a su análogo, el telurio. Además, la naturaleza de sus compuestos se ve muy influenciada por los altos niveles de radiación. Así pues, las reacciones que implican polonio pueden ser bastante espectaculares e interesantes, aunque bastante peligrosas desde el punto de vista de los beneficios para la salud.

Isótopos

En total, la ciencia conoce actualmente 27 (según otras fuentes, 33) formas de polonio. Ninguno de ellos es estable y todos son radiactivos. Los isótopos más pesados ​​(con números de orden del 210 al 218) se encuentran en pequeñas cantidades en la naturaleza, el resto sólo puede obtenerse artificialmente.

El polonio-210 radiactivo es la forma natural más longeva. Se encuentra en pequeñas cantidades en minerales de radio-uranio y se forma mediante una cadena de reacciones que comienza con el U-238 y dura aproximadamente 4.500 millones de años en términos de vida media.

Recibo

1 tonelada contiene el isótopo polonio-210 en una cantidad equivalente a aproximadamente 100 microgramos. Se pueden aislar procesando residuos industriales, pero para obtener un volumen más o menos significativo del elemento sería necesario procesar una gran cantidad de material. Un método mucho más sencillo y eficaz es la síntesis de bismuto natural mediante irradiación de neutrones en reactores nucleares.

El resultado, después de algunos procedimientos más, es polonio-210. Los isótopos 208 y 209 también se pueden obtener irradiando bismuto o plomo con haces acelerados de partículas alfa, protones o deuterones.

Radioactividad

El polonio-210, como otros isótopos, es un emisor alfa. El grupo más pesado también emite rayos gamma. A pesar de que el isótopo 210 es fuente únicamente de partículas alfa, es bastante peligroso, no debe manipularse ni acercarse a él de cerca, ya que cuando se calienta se convierte en un estado de aerosol. También es extremadamente peligroso si el polonio se ingiere a través de la respiración o los alimentos. Por eso el trabajo con esta sustancia se realiza en cajas especiales selladas. Es curioso que este elemento fuera descubierto en las hojas de tabaco hace aproximadamente medio siglo. El período de descomposición del polonio-210 es bastante largo en comparación con otros isótopos y, por lo tanto, puede acumularse en la planta y, posteriormente, dañar aún más la salud del fumador. Sin embargo, todos los intentos de extraer esta sustancia del tabaco fracasaron.

Peligro

Dado que el polonio-210 sólo emite partículas alfa, no hay que tener miedo de trabajar con él si se toman ciertas precauciones. La longitud de recorrido de estas ondas rara vez supera los diez centímetros y, además, normalmente no pueden penetrar la piel.

Sin embargo, una vez dentro del cuerpo, le causan un gran daño. Cuando ingresa al torrente sanguíneo, se propaga rápidamente por todos los tejidos; en pocos minutos se puede notar su presencia en todos los órganos. Está presente principalmente en los riñones y el hígado, pero en general se distribuye de manera bastante uniforme, lo que puede explicar su elevado efecto dañino general.

La toxicidad del polonio es tan grande que incluso pequeñas dosis causan enfermedades crónicas por radiación y la muerte después de 6 a 11 meses. Las principales vías de eliminación del organismo son a través de los riñones y el tracto gastrointestinal. Existe una dependencia del método de entrada. La vida media oscila entre 30 y 50 días.

El envenenamiento accidental por polonio es completamente imposible. Para obtener una cantidad suficiente de la sustancia, es necesario tener acceso a un reactor nuclear y colocar deliberadamente el isótopo sobre la víctima. La dificultad del diagnóstico también radica en que sólo se conocen unos pocos casos a lo largo de la historia. Se considera que la primera víctima es la hija de los descubridores del polonio, Irene Joliot-Curie, quien durante una investigación rompió una cápsula con la sustancia en el laboratorio y murió 10 años después. Dos casos más ocurren en el siglo XXI. El primero de ellos es el sensacional caso de Litvinenko, fallecido en 2006, y el segundo es la muerte de Yasser Arafat, en cuyas pertenencias se encontraron restos de un isótopo radiactivo. Sin embargo, el diagnóstico final nunca fue confirmado.

Decadencia

Uno de los isótopos más longevos, junto con el 208 y el 209, es el polonio-210. (es decir, el tiempo durante el cual el número de partículas radiactivas se reduce a la mitad) para los dos primeros es de 2,9 y 102 años, respectivamente, y para los últimos de 138 días y 9 horas. Como ocurre con otros isótopos, su vida útil se calcula principalmente en minutos y horas.

La combinación de varias propiedades del polonio-210 lo convierte en el más conveniente de la gama para su uso en diversas áreas de la vida. Al estar en una carcasa de metal especial, ya no puede dañar la salud, pero puede dar su energía en beneficio de la humanidad. Entonces, ¿para qué se utiliza hoy el polonio-210?

Aplicación moderna

Según algunos informes, alrededor del 95% de la producción de polonio se concentra en Rusia, se sintetizan aproximadamente 100 gramos de la sustancia al año y casi la totalidad se exporta a los Estados Unidos.

Hay varias áreas en las que se utiliza polonio-210. En primer lugar, se trata de naves espaciales. Con su tamaño compacto, es indispensable como excelente fuente de energía y calor. Aunque su eficacia se reduce a la mitad aproximadamente cada 5 meses, los isótopos más pesados ​​son mucho más caros de producir.

Además, el polonio es absolutamente indispensable en la física nuclear. Se utiliza ampliamente para estudiar los efectos de la radiación alfa sobre otras sustancias.

Finalmente, otro campo de aplicación es la producción de dispositivos de eliminación de electricidad estática tanto para uso industrial como doméstico. Es sorprendente cómo un elemento tan peligroso puede convertirse casi en un utensilio de cocina, encerrado en una carcasa confiable.