Structura atomului de poloniu. De ce a fost nevoie de poloniu? Izotop radioactiv al poloniului

În noaptea de 22 spre 23 noiembrie 2006, fostul ofițer de securitate de stat Alexander Litvinenko a murit la University College Hospital din Londra. A doua zi, Agenția Britanică de Sănătate a raportat că cauza morții a fost contaminarea radioactivă cu poloniu. Cazul lui Litvinenko nu este încă închis; Scotland Yard refuză să comenteze. Încă nu este clar cine l-a otrăvit pe Litvinenko cu poloniu. Anchetatorii din Marea Britanie, Rusia și Germania au propriile versiuni în acest sens.

Ceai cu poloniu

Otrăvirea lui Litvinenko ridică încă o mulțime de întrebări. Nu există nicio îndoială că Litvinenko a fost otrăvit cu poloniu - urme ale acestui element radioactiv au fost găsite peste tot pe care l-a vizitat înainte de spitalizare. Rămâne deschisă întrebarea cine este vinovat. Există trei versiuni ale evenimentului criminal:

1. Britanic. Suspecții sunt Dmitri Kovtun și Andrei Lugovoi, care au acționat la instrucțiunile FSB (probabil; serviciile de informații nu comentează).
2. Rusă. A fost dezvoltată o versiune a implicării în uciderea lui Leonid Nevzlin.
3. versiunea lui Lugovoi. În opinia sa, moartea lui Litvinenko este legată de activitățile serviciilor de informații britanice sau, eventual, ale mafiei ruse.

Este puțin probabil ca bărbatul ucis să fi fost de interes pentru informații în calitate de fost ofițer de securitate a statului. Profilul lui era crimă organizată, nu informații – de fapt, a lucrat în profilul său și în străinătate.

Originea poloniului a rămas, de asemenea, un mister, deși componentele sale secundare puteau fi folosite pentru a determina locul și metoda de producere a acestuia.

Conținutul articolului

POLONIU– un element chimic radioactiv din grupa VI a tabelului periodic, un analog al telurului. Număr atomic 84. Nu are izotopi stabili. Există 27 de izotopi radioactivi cunoscuți ai poloniului cu numere de masă de la 192 la 218, dintre care șapte (cu numere de masă de la 210 la 218) apar în natură în cantități foarte mici ca membri ai seriei radioactive de uraniu, toriu și actiniu; restul izotopii sunt obținuți artificial. Cei mai longeviv izotopi ai poloniului sunt produși artificial 209 Po ( t 1/2 = 102 ani) și 208 Rho ( t 1/2 = 2,9 ani), precum și 210 Po conținute în minereurile de radiu-uraniu ( t 1/2 = 138,4 zile). Conținutul de 210 Po în scoarța terestră este de numai 2·10–14%; 1 tonă de uraniu natural conține 0,34 g de radiu și o fracțiune de miligram de poloniu-210. Cel mai scurt izotop cunoscut al poloniului este 213 Po ( t 1/2 = 3·10 –7 s). Cei mai ușori izotopi ai poloniului sunt emițători alfa puri, în timp ce cei mai grei emit simultan raze alfa și gamma. Unii izotopi se descompun prin captarea electronilor, iar cei mai grei prezintă, de asemenea, o activitate beta foarte slabă ( cm. RADIOACTIVITATE). Diferiți izotopi ai poloniului au denumiri istorice adoptate la începutul secolului al XX-lea, când au fost obținuți ca urmare a unui lanț de descompunere din „elementul părinte”: RaF (210 Po), AcC" (211 Po), ThC" ( 212 Po), RaC" (214 Po), AcA (215 Po), ThA (216 Po), RaA (218 Po).

Descoperirea poloniului.

Existența unui element cu număr atomic 84 a fost prezisă de D.I. Mendeleev în 1889 - l-a numit diteluru (în sanscrită - „al doilea” teluriu) și a presupus că masa sa atomică va fi aproape de 212. Desigur, Mendeleev nu putea prevedea că acesta elementul va fi instabil. Poloniul este primul element radioactiv, descoperit în 1898 de către Curies în căutarea sursei de radioactivitate puternică în anumite minerale ( cm. RADIU). Când s-a dovedit că minereul de rășină de uraniu radia mai puternic decât uraniul pur, Marie Curie a decis să izoleze chimic un nou element chimic radioactiv din acest compus. Înainte de aceasta, erau cunoscute doar două elemente chimice slab radioactive - uraniu și toriu. Curie a început cu analiza chimică calitativă tradițională a mineralului după schema standard, care a fost propusă de chimistul analitic german K.R. Fresenius (1818–1897) încă din 1841 și conform căreia multe generații de studenți timp de aproape un secol și jumătate cationi determinați folosind așa-numita „metodă cu hidrogen sulfurat”” La început avea aproximativ 100 g de mineral; apoi geologii americani i-au dat lui Pierre Curie încă 500 g. Efectuând o analiză sistematică, M. Curie a testat de fiecare dată fracții individuale (precipitate și soluții) pentru radioactivitate folosind un electrometru sensibil inventat de soțul ei. Fracțiile inactive au fost aruncate, cele active au fost analizate în continuare. A fost ajutată de unul dintre conducătorii atelierului de chimie de la Școala de Fizică și Chimie Industrială, Gustav Bemon.

În primul rând, Curie a dizolvat mineralul în acid azotic, a evaporat soluția până la uscare, a dizolvat reziduul în apă și a trecut un curent de hidrogen sulfurat prin soluție. În acest caz, s-a format un precipitat de sulfuri metalice; în conformitate cu metoda Fresenius, acest sediment ar putea conține sulfuri insolubile de plumb, bismut, cupru, arsenic, antimoniu și o serie de alte metale. Precipitatul a fost radioactiv, chiar dacă uraniul și toriu au rămas în soluție. Ea a tratat precipitatul negru cu sulfură de amoniu pentru a separa arsenul și antimoniul - în aceste condiții formează tiosăruri solubile, de exemplu, (NH 4) 3 AsS 4 și (NH 4) 3 SbS 3. Soluția nu a prezentat radioactivitate și a fost aruncată. În sediment au rămas sulfuri de plumb, bismut și cupru.

Curie a dizolvat partea din precipitat care nu a fost dizolvată în sulfură de amoniu în acid azotic, a adăugat acid sulfuric la soluție și a evaporat-o pe flacără de arzător până când au apărut vapori groși de SO3 alb. În aceste condiții, acidul azotic volatil este complet îndepărtat, iar nitrații metalici sunt transformați în sulfați. După răcirea amestecului și adăugarea de apă rece, precipitatul conținea sulfat de plumb insolubil PbSO4 - nu a existat activitate în el. Ea a aruncat precipitatul și a adăugat o soluție puternică de amoniac la soluția filtrată. În același timp, a căzut din nou un precipitat, de data aceasta alb; conținea un amestec de sulfat de bismut bazic (BiO)2SO4 și hidroxid de bismut Bi(OH)3. În soluție a rămas complex cupru amoniac SO4 de culoare albastru strălucitor. Precipitatul alb, spre deosebire de soluție, s-a dovedit a fi foarte radioactiv. Deoarece plumbul și cuprul fuseseră deja separate, precipitatul alb conținea bismut și un amestec al noului element.

Curie a transformat din nou precipitatul alb în sulfură de Bi2S3 brun închis, l-a uscat și l-a încălzit într-o fiolă evacuată. Sulfura de bismut nu s-a schimbat (este rezistentă la căldură și se topește doar la 685 ° C), totuși, din sediment s-au eliberat unii vapori, care s-au depus sub forma unei pelicule negre pe partea rece a fiolei. Filmul era radioactiv și se pare că conținea un nou element chimic - un analog al bismutului în tabelul periodic. A fost poloniu - primul element radioactiv descoperit după uraniu și toriu, înscris în tabelul periodic (în același 1898, a fost descoperit radiul, precum și un grup de gaze nobile - neon, cripton și xenon). După cum sa dovedit mai târziu, poloniul se sublimează cu ușurință atunci când este încălzit - volatilitatea sa este aproximativ aceeași cu cea a zincului.

Soții Curie nu s-au grăbit să numească stratul negru de pe sticlă un element nou. Doar radioactivitatea nu a fost suficientă. Colegul și prietenul lui Curie, chimistul francez Eugene Anatole Demarsay (1852–1903), specialist în domeniul analizei spectrale (a descoperit europiul în 1901), a examinat spectrul de emisie al acoperirii negre și nu a găsit linii noi în acesta. care ar putea indica prezența unui nou element. Analiza spectrală este una dintre cele mai sensibile metode, permițând detectarea multor substanțe în cantități microscopice invizibile pentru ochi. Cu toate acestea, într-un articol publicat la 18 iulie 1898, cei de la Curie scriau: „Credem că substanța pe care am izolat-o din gudronul de uraniu conține un metal încă necunoscut, care este un analog al bismutului în proprietățile sale analitice. Dacă se confirmă existența unui nou metal, ne propunem să-l numim poloniu, după patria unuia dintre noi” (Polonia în latină – Polonia). Acesta este singurul caz în care un nou element chimic care nu a fost încă identificat a primit deja un nume. Cu toate acestea, nu a fost posibil să se obțină cantități în greutate de poloniu - era prea puțin din acesta în minereul de uraniu (mai târziu poloniul a fost obținut artificial). Și nu acest element i-a glorificat pe Curies, ci radiul

Proprietățile poloniului.

Telurul prezintă deja parțial proprietăți metalice, în timp ce poloniul este un metal moale alb-argintiu. Datorită radioactivității puternice, strălucește în întuneric și devine foarte fierbinte, așa că este necesară îndepărtarea continuă a căldurii. Punctul de topire al poloniului este de 254 ° C (puțin mai mare decât cel al staniului), punctul de fierbere este de 962 ° C, prin urmare, chiar și cu încălzire ușoară, poloniul se sublimează. Densitatea poloniului este aproape aceeași cu cea a cuprului - 9,4 g/cm 3 . În cercetarea chimică se folosește doar poloniul-210; izotopii cu viață mai lungă practic nu sunt utilizați din cauza dificultății de a le obține cu aceleași proprietăți chimice.

Proprietățile chimice ale poloniului metalic sunt apropiate de proprietățile celui mai apropiat analog al său, telurul; prezintă stări de oxidare de –2, +2, +4, +6. În aer, poloniul se oxidează lent (rapid când este încălzit la 250 ° C) cu formarea de dioxid roșu PoO 2 (când este răcit, devine galben ca urmare a rearanjarii rețelei cristaline). Hidrogenul sulfurat din soluții de săruri de poloniu precipită sulfura neagră PoS.

Radioactivitatea puternică a poloniului afectează proprietățile compușilor săi. Astfel, în acidul clorhidric diluat, poloniul se dizolvă încet pentru a forma soluții roz (culoarea ionilor Po 2+): Po + 2HCl ® PoCl 2 + H 2, totuși, sub influența propriei radiații, diclorura se transformă în PoCl galben 4. Acidul azotic diluat pasivează poloniul, în timp ce acidul azotic concentrat îl dizolvă rapid. Poloniul este înrudit cu nemetalele din grupa VI prin reacția cu hidrogenul cu formarea hidrurii volatile PoH 2 (p.t. -35°C, bp +35°C, se descompune ușor), reacția cu metalele (la încălzire) cu formarea culorilor solide de polonide negre (Na2Po, MgPo, CaPo, ZnPo, HgPo, PtPo etc.) și reacția cu alcalii topiți pentru a forma polonide: 3Po + 6NaOH® 2Na2Po + Na2PoO3 + H2O. Poloniul reacționează cu clorul la încălzire cu formarea de cristale galbene strălucitoare de PoCl 4, cu brom roșu se obțin cristale de PoBr 4, cu iod deja la 40 ° C poloniul reacționează cu formarea de iodură volatilă neagră PoI 4. De asemenea, este cunoscută tetrafluorura de poloniu albă PoF 4. Când sunt încălzite, tetrahalogenurile se descompun pentru a forma dihalogenuri mai stabile, de exemplu, PoCl4® PoCl2 + CI2. În soluții, poloniul există sub formă de cationi Po 2+, Po 4+, anioni PoO 3 2–, PoO 4 2–, precum și diverși ioni complecși, de exemplu, PoCl 6 2–.

Obținerea poloniului.

Poloniul-210 este sintetizat prin iradierea bismutului natural (conține doar 208 Bi) cu neutroni în reactoare nucleare (se formează intermediar izotopul beta-activ al bismutului-210): 208 Bi + n ® 210 Bi ® 210 Po + e. Când bismutul este iradiat de protoni accelerați, se formează poloniul-208, acesta este separat de bismut prin sublimare în vid - așa cum a făcut M. Curie. La noi, metoda de izolare a poloniului a fost elaborată de Zinaida Vasilievna Ershova (1905–1995). În 1937, a fost trimisă la Paris la Institutul Radium din laboratorul lui M. Curie (condus la acea vreme de Irène Joliot-Curie). Ca urmare a acestei călătorii de afaceri, colegii ei au început să o numească „Madame Curie rusă”. Sub conducerea științifică a lui Z.V. Ershova, în țară a fost creată o producție permanentă, ecologică de poloniu, care a făcut posibilă implementarea programului intern de lansare a roverelor lunare, în care poloniul a fost folosit ca sursă de căldură.

Izotopii cu viață lungă ai poloniului nu au primit încă o utilizare practică semnificativă din cauza complexității sintezei lor. Pentru a le obține, puteți folosi reacțiile nucleare 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 , unde 4 He sunt particule alfa, 1 H sunt protoni accelerați, 2 D sunt deuteroni accelerați (nuclee de deuteriu).

Utilizarea poloniului.

Poloniul-210 emite raze alfa cu o energie de 5,3 MeV, care sunt decelerate în materia solidă, trecând doar în miimi de milimetru și renunțând la energia lor. Durata sa de viață face posibilă utilizarea poloniului ca sursă de energie în bateriile nucleare ale navelor spațiale: pentru a obține o putere de 1 kW, sunt suficiente doar 7,5 g de poloniu. În acest sens, este superior altor surse compacte de energie „nucleară”. O astfel de sursă de energie a funcționat, de exemplu, pe Lunokhod 2, încălzind echipamentul în timpul lungi nopți lunare. Desigur, puterea surselor de energie poloniului scade în timp - cu jumătate la fiecare 4,5 luni, dar izotopii poloniului cu viață mai lungă sunt prea scumpi. Poloniul este, de asemenea, convenabil de utilizat pentru studierea efectelor radiațiilor alfa asupra diferitelor substanțe. Ca emițător alfa, poloniul amestecat cu beriliu este folosit pentru a face surse compacte de neutroni: 9 Be + 4 He ® 12 C + n. În loc de beriliu, borul poate fi folosit în astfel de surse. S-a raportat că în 2004, inspectorii de la Agenția Internațională pentru Energie Atomică (AIEA) au descoperit un program de producție de poloniu în Iran. Acest lucru a condus la suspiciunea că ar putea fi folosit într-o sursă de beriliu pentru a „declanșa” cu neutroni o reacție nucleară în lanț în uraniu, care duce la o explozie nucleară.

Poloniul, atunci când este ingerat, poate fi considerat una dintre cele mai toxice substanțe: pentru 210 Po, conținutul maxim admis în aer este de doar 40 de miliarde de microgram la 1 m 3 de aer, adică. Poloniul este de 4 trilioane de ori mai toxic decât acidul cianhidric. Daunele sunt cauzate de particulele alfa (și într-o măsură mai mică și de raze gamma) emise de poloniu, care distrug țesuturile și provoacă tumori maligne. Atomii de poloniu se pot forma în plămânii umani ca urmare a descompunerii gazului radon din ei. În plus, metalul poloniu poate forma cu ușurință particule minuscule de aerosoli. Prin urmare, toate lucrările cu poloniu sunt efectuate de la distanță în cutii sigilate.

Ilya Leenson

Aspectele științifice ale cazului Litvinenko au fost analizate pentru TRV-Nauka de Dr. chimic. stiinte, cap Laboratorul complexului de radioizotopi al Institutului de Cercetări Nucleare al Academiei Ruse de Științe.

Este posibil să se determine originea poloniului folosind o metodă tehnică? Teoretic acest lucru este posibil, dar practic este foarte dificil. Fiecare reactor nuclear (într-un canal de iradiere specific) este caracterizat de propriul spectru de neutroni. Prezența neutronilor rapizi conduce la formarea, împreună cu poloniul-210 (timp de înjumătățire - 138,4 zile), a unor cantități mici de poloniu-209 (timp de înjumătățire - 102 ani, energia particulelor alfa - 4,9 MeV) prin reacție nucleară ( n, 2n) din poloniu-210 acumulat, precum și cantități și mai mici de poloniu-208 (2,9 ani).

Astfel, folosind un astfel de „ceas nuclear” este, în principiu, posibil să se determine locul și data producției de poloniu. Cu toate acestea, acest lucru nu este ușor de făcut și, în anumite cazuri, este imposibil. Aceasta depinde de cât de mult poloniu a fost găsit și de unde: ceea ce este important este raportul dintre plumbul stabil-206 format din poloniu-210 și plumbul de fond, al cărui conținut în amestecul natural de izotopi este de 24,1%. Va fi necesar un separator de masă special pentru a separa izotopii de poloniu (sau un timp lung de expunere pentru degradarea poloniului-210), precum și probele de calibrare de poloniu din reactor, preparate în același mod de iradiere.

Poloniul rusesc este produs la Institutul de Cercetare de Fizică Experimentală din Rusia din Sarov. Se pare că iradierea cu bismut la reactor este efectuată într-un alt loc - P/O Mayak din orașul Ozyorsk, regiunea Chelyabinsk. Metoda de producere a poloniului-210 nu este secretă, deci poate fi produsă în orice alte reactoare unde există un canal special pentru iradierea țintelor în vederea obținerii de izotopi. Astfel de reactoare sunt situate în mai multe țări din întreaga lume. Reactoarele energetice, de regulă, nu sunt potrivite pentru aceasta, deși unele dintre ele au un canal pentru iradierea țintelor. S-a raportat că mai mult de 95% din poloniu-210 este produs în Rusia.

Există și alte metode de producere a poloniului, dar acum practic nu sunt folosite, deoarece sunt mult mai puțin productive și mai scumpe. Una dintre aceste metode, folosită de Marie Curie, este separarea chimică de minereurile de uraniu (poloniul-210 este conținut în lanțul de descompunere a uraniului-238). De fapt, poloniul a fost descoperit în 1898. Poloniul-210 poate fi obținut și în acceleratoare de particule încărcate folosind reacțiile nucleare 208 Pb (A, 2 n) sau 209 Bi (d, n). În același timp, nu orice accelerator este potrivit pentru producerea poloniului-210. Acest lucru necesită o particule alfa sau un accelerator de deuteron. Nu există multe astfel de acceleratoare în lume. Ele există atât în ​​Rusia, cât și în Marea Britanie. Cu toate acestea, din câte știu, în Marea Britanie acceleratorul Amersham nu a fost configurat pentru particule alfa de mult timp și lucrează în mod constant exclusiv la producerea de izotopi medicali pentru diagnosticare. Într-o serie de locuri pe care le-am vizitat în străinătate, colegii mi-au spus că instalațiile lor au fost inspectate pentru a vedea dacă produc poloniu.

La un moment dat, Techsnabexport JSC a vândut poloniu-210 Regatului Unit (către Reviss). Dar asta a fost cu cinci ani înainte de evenimentele triste și, după cum mi-au spus colegii, compania a fost verificată cu foarte multă atenție după aceea. Produsele care conțin poloniu nu sunt furnizate oficial Regatului Unit din SUA și Rusia. Poloniul-210 a fost obținut anterior la Laboratorul Național Oak Ridge (SUA), dar acum nu este produs în cantități semnificative acolo, ci, dimpotrivă, o anumită cantitate se obține din Rusia.

Funcționarea atât a reactoarelor, cât și a acceleratoarelor este strict controlată. Dacă cineva decide să producă poloniu ilegal, cu sistemul de control existent, acest lucru poate fi descoperit cu ușurință.

Proprietăți fizice nucleare

După cum sa menționat deja, timpul de înjumătățire al poloniului este de 138,4 zile. Aceasta înseamnă că la fiecare 138 de zile activitatea sa scade de 2 ori, iar în doi ani - de aproximativ 40 de ori. Acest timp de înjumătățire este foarte convenabil pentru utilizarea unui radionuclid ca otravă.

Poloniul-210, atunci când se descompune, emite particule alfa cu o energie de 5,3 MeV, care au un interval scurt în solide. De exemplu, folia de aluminiu cu o grosime de zeci de microni absoarbe complet astfel de particule alfa. Radiația gamma care ar putea fi detectată de contoarele Geiger este extrem de slabă: razele gamma cu o energie de 803 keV sunt emise cu un randament de dezintegrare de numai 0,001%. Poloniul-210 are cea mai scăzută constantă gamma dintre toți radionuclizii alfa-activi obișnuiți. Astfel, pentru americiu-241 (folosit pe scară largă, de exemplu, în detectoarele de fum), constanta gamma este 0,12, iar Po este 5.10 -5 Rxcm2/hxmCi. În acest caz, coeficientul de doză și, prin urmare, radiotoxicitatea sunt destul de comparabile.

Astfel, chiar și fără înveliș de protecție, este extrem de dificil să se detecteze o cantitate suficientă de poloniu-210 pentru otrăvire de la distanță folosind un contor convențional, deoarece nivelul de radiație este comparabil cu fundalul natural (vezi Fig. 2). Astfel, poloniul-210 este foarte convenabil pentru transportul secret și nu este nevoie să folosiți măcar containere cu plumb. Cu toate acestea, în timpul transportului, trebuie avută o grijă deosebită pentru a evita depresurizarea containerului (vezi mai jos).
Orez. 2. Radiația gamma (rata de doză) de poloniu-210 în funcție de activitatea sa și de distanța până la detector (1 mCi - 3,7 × 10 7 Bq) Poloniul-210 nu este deloc recomandabil să fie folosit pentru provocări, deoarece poate fi detectat doar folosind echipamente speciale care nu sunt utilizate în cazuri normale.

Linia gamma de 803 keV poate fi detectată doar prin măsurători pe termen lung folosind un spectrometru gamma bun, iar detectorul cu semiconductor trebuie să fie amplasat foarte aproape de sursă. Există dovezi că acesta este modul în care radioactivitatea crescută a fost găsită inițial la Litvinenko, dar la început radiația a fost atribuită în mod eronat taliului radioactiv (taliu-206), care este obținut din dezintegrarea bismutului-210m (vezi diagrama din Fig. 1). .

Acest lucru a fost raportat pe internet chiar înainte ca poloniul să fie identificat. Dar apoi această versiune a fost recunoscută ca fiind eronată, deoarece acest izotop de bismut are un timp de înjumătățire prea lung și au început să ia în considerare posibilitatea prezenței altor emițători alfa. După aceasta, urina a fost analizată pentru prezența radionuclizilor alfa-activi și a fost găsit poloniu și în cantități uriașe. Presupunerea că experții britanici au fost „anunțați” despre poloniu-210 de către anumiți provocatori mi se pare că a fost scoasă din aer. Oamenii de știință britanici au făcut totul în mod constant și destul de logic.

La suprafață, activitatea alfa a poloniului-210 poate fi detectată folosind un contor alfa, care este de obicei folosit doar în scopuri speciale și nu pentru teste de rutină pentru contaminarea radioactivă. Cu toate acestea, pentru a determina că radiația se referă în mod specific la poloniul-210, este necesar un echipament mai complex, de obicei staționar - un spectrometru alfa. Activitatea de ordinul a 1 Bq (dezintegrari pe secunda) la suprafata poate fi detectata cu usurinta. Dacă este detectată activitatea alfa, atunci se efectuează prepararea probei (de exemplu, folosind izolarea chimică) și o linie în spectrul alfa de 5,3 MeV este detectată pe un spectrometru alfa, care caracterizează acest radionuclid alfa-activ particular.

Proprietăți chimice

Poloniul poate exista sub diferite forme chimice, dar în acest caz este cel mai probabil să se găsească sub formă de compuși solubili (de exemplu, nitrați, cloruri, sulfați), în timp ce o parte semnificativă a soluției poate fi și sub formă coloidală. Este important ca din soluții neutre și ușor acide, poloniul să fie absorbit în mare măsură pe diferite suprafețe, în special pe metal și sticlă (maxim de sorbție la pH ~ 5). Este dificil să-l spălați complet folosind metode convenționale. Prin urmare, nu este deloc surprinzător faptul că au fost descoperite un ceainic și o ceașcă din care s-a consumat poloniu.
Orez. 3. Grafică 3D a Poliției Metropolitane din Londra, care caracterizează contaminarea din ibricul din care a fost otrăvit Litvinenko. De la verde (scăzut) la violet (înalt). De pe site-ul web www.litvinenkoinquiry.org Poloniul însuși în microcantități începe să se sublimeze numai la temperaturi de aproximativ 300 ° C. Dar poate trece și în mediul înconjurător împreună cu vaporii apei în care este conținut și în procesul cu nuclee de recul.

Poloniul se difuzează destul de ușor în plastic și alte substanțe organice; sursele bazate pe acesta sunt realizate cu un strat multistrat. Și dacă fiola a fost depresurizată, atunci chiar și cele mai mici urme ale acesteia pot fi detectate folosind un contor alfa.

Poloniul este un element polivalent, predispus la formarea diferitelor complexe și poate forma diferite substanțe chimice

forme. În acest sens, o parte din el se răspândește destul de ușor în mediul natural. Prin urmare, este de înțeles că urmele de poloniu s-au răspândit și pot fi folosite pentru a urmări sursa de contaminare cu poloniu.

Expunerea biologică și siguranța la radiații

Studiile biologice ale efectelor poloniului asupra animalelor au fost efectuate la noi în principal în anii 60 la Institutul de Biofizică din laboratorul profesorului Yu.I. Moskalev, există mai multe publicații.

De mult se știe că poloniul-210 este unul dintre cei mai periculoși radionuclizi. Nivelurile de daune aduse oamenilor de poloniul-210 sunt prezentate în tabel (datele din experimentele cu animale au fost recalculate la masa unei persoane).

Absorbția acestei substanțe prin tractul gastrointestinal este estimată de la 5 la 20%. Prin plămâni este mai eficient, dar o astfel de administrare este extrem de incomodă pentru otrăvirea ascunsă, deoarece aceasta poate contamina foarte mult pe alții și artiștii executanți. Doar aproximativ 2% pe zi este absorbit prin piele, iar această utilizare a poloniului pentru otrăvire este, de asemenea, ineficientă.

Poloniul este distribuit în toate organele corpului, dar, desigur, nu destul de uniform. Și se excretă din organism cu orice substanțe biologice: fecale, urină, apoi... Timpul de înjumătățire, conform diverselor surse, este de la 50 la 100 de zile. În țara noastră a fost raportat un accident industrial care s-a soldat cu decesul unei persoane la 13 zile după ce a fost expusă la 530 MBq (14 mCi) de poloniu.

Conform datelor indirecte (în funcție de impact), cantitatea de poloniu introdusă în Litvinenko ar putea fi (0,2−4)x10 9 Bq (bek-querels), adică dezintegrari pe secundă), în masă aceasta este de 1−25 μg , cantitate practic invizibilă.

Dacă poloniul a fost conținut într-o ceașcă de ceai, de exemplu ~10 9 Bq la 100 g, atunci până la 0,01-0,10 ml ar putea cădea accidental asupra persoanelor care stăteau în apropiere sub formă de picături sau aerosoli, adică până la 10 5 -10 6 Bk . Acest lucru nu reprezintă un pericol grav pentru viața umană, deși depășește standardele de poluare admise. O astfel de cantitate poate fi detectată cu ușurință și este de asemenea detectată o activitate de ordinul a 1 Bq.

În povestea Litvinenko, potrivit Agenției pentru Protecția Sănătății, s-au întâmplat următoarele:

• 120 de persoane au fost probabil expuse la poloniu, dar au primit o doză sub 6 mSv (milisievert), care nu prezintă niciun risc pentru sănătate;
• 17 persoane au primit o doză mai mare de 6 mSv, dar nu suficient de semnificativă pentru a provoca vreo boală în viitorul apropiat; creșterea riscului de îmbolnăvire în viitorul îndepărtat este probabil foarte mică. Cea mai mare doză, însă,

Cea care nu punea viața în pericol a fost, desigur, primită de soția lui Alexander Lit-vinenko, Marina, cu care a avut cel mai mult contact.

Doza permisă pentru profesioniștii care lucrează cu radioactivitate în Rusia este de 20 mSv/an.Dozele anuale primite de oameni din radiațiile naturale de fond sunt de 1-10 mSv/an, iar în unele locuri de pe Pământ este mult mai mare, iar rata mortalității acolo nu ridicat. Doar expunerea la o doză eficientă de peste 200 mSv pe parcursul unui an este considerată potențial periculoasă. Astfel, afirmațiile că utilizarea poloniului a creat o amenințare mai mare pentru alții este o exagerare.

Presa a ridicat întrebarea dacă poloniul-210 a mai fost folosit ca substanță otrăvitoare și dacă acest lucru ar putea fi stabilit. În special, otrăvurile cu care l-au otrăvit pe Yu. Shchekochikhin și au încercat să o otrăvească pe A. Politkovskaya au rămas necunoscute. Dacă poloniul-210 a fost prezent în aceste cazuri, acesta s-a degradat în timp până sub nivelurile de fond. Cu toate acestea, exhumarea poate dezvălui poloniul-209, care ar fi putut fi prezent ca o impuritate (vezi mai sus).

Ipoteza că Yasser Arafat a fost otrăvit cu poloniu-210 practic nu a fost confirmată. Un oarecare exces de poloniu-210 poate fi explicat prin cauze naturale - inhalarea de radon-222 în timpul șederii lungi a liderului palestinian în buncăr. Poloniul-210 este un produs de degradare al radonului. În corpul lui Arafat a fost găsită o cantitate corespunzătoare de plumb-210, care este și un produs al degradarii radonului.

Aplicație

Până acum, poloniul-210 a fost folosit în următoarele scopuri.

1. Pentru a crea surse autonome de energie generate ca urmare a dezintegrarii alfa. Lunokhod-ul sovietic și unii dintre sateliții Cosmos erau echipați cu astfel de dispozitive.
2. Ca sursă de neutroni, în special, pentru inițiatorii unei explozii nucleare în bombe atomice. Neutronii sunt produși atunci când beriliul este iradiat cu particule alfa și inițiază o explozie nucleară atunci când masa de uraniu-235 sau plutoniu-239 atinge masa critică. Astfel de surse au fost folosite și pentru analiza activării neutronilor a probelor și materialelor naturale.
3. Ca sursă de particule alfa sub formă de aplicatoare pentru tratamentul anumitor boli de piele. În prezent, practic nu este folosit în astfel de scopuri, deoarece există radionuclizi mult mai potriviți.
4. Ca un ionizator de aer în dispozitive antistatice, cum ar fi Staticmaster, fabricat de Calumet în SUA. Aceste materiale nu sunt exportate în Marea Britanie, iar pentru a extrage poloniul-210 necesar pentru otrăvire, multe dintre aceste dispozitive ar trebui să fie procesate, ceea ce necesită un laborator radiochimic.

Fotografia a fost făcută cu două zile înainte de moartea lui Litvinenko (23 noiembrie 2006). De pe site-ul www.litvinenkoinquiry.org Constatări legate de moartea lui Litvinenko

Concluziile de natură tehnică care pot fi semnificative pentru soluționarea unei infracțiuni pot fi împărțite în două grupe: destul de certe și cele care sunt foarte probabile, dar pentru o declarație fără ambiguitate este necesară o anchetă nu numai în Marea Britanie, ci și în Rusia.

Destul de definit

1. Poloniul-210 este o substanță otrăvitoare pentru utilizare sub acoperire. Principala sa diferență față de alte substanțe radioactive este dificultatea detectării inițiale. În consecință, este inutil să-l folosiți pentru provocare; există radionuclizi mult mai accesibili și potriviți pentru aceasta.
2. Poloniul-210 este o substanță care poate fi transportată convenabil pe ascuns în cantități suficiente pentru a provoca otrăvire. De asemenea, este ușor să îl introduceți în secret în băutura unei persoane. Alte metode de administrare (de exemplu, aerosolizarea sau administrarea dermică) sunt mai puțin eficiente, nesigure, complexe și foarte periculoase pentru otrăvitor.
3. Contaminarea accidentală cu poloniu-210 prin neglijență este aproape imposibilă, deoarece un astfel de grad de contaminare necesită o cantitate uriașă care poate exista doar în zonele de producție în masă a poloniului într-o fabrică, iar acest lucru poate fi determinat cu ușurință prin distribuția poloniului pe corpul uman.
4. Niciuna dintre declarațiile făcute public de autoritățile de anchetă din Regatul Unit nu conține contradicții tehnice.

Foarte probabil, dar necesită confirmare

1. Cel mai probabil, poloniul-210 a fost produs în Rusia. Ar fi putut fi adus în Marea Britanie din Rusia sau SUA, unde substanța este furnizată oficial. Alte surse nu sunt excluse în principiu, dar ar fi aproape imposibil să ascundem o astfel de producție. Poloniul-210 nu a fost produs în Marea Britanie de mult timp.
2. Îndepărtarea de pe dispozitivele antistatice din SUA necesită un laborator radiochimic special, care este extrem de greu de ascuns în cadrul actualului sistem de control din SUA. În alte țări, astfel de dispozitive antistatice practic nu sunt utilizate.
3. Stabilirea originii poloniului prin analiză este posibilă numai în anumite circumstanțe (cantități și concentrații suficiente, absența plumbului de fond, expunere suficientă înainte de analiză, prezența unui separator de masă special și probe pentru comparație). În condiții favorabile, se poate stabili și în ce ciclu de producție a fost obținut.
4. Substanța nu a fost furată. Acest lucru este extrem de dificil de organizat cu sistemul de control existent. Anterior, au fost înregistrate mai multe fapte despre lipsa poloniului, dar toate au fost dezvăluite, deoarece dezvăluirea lor nu pune o mare problemă.

Alexander Litvinenko, fost angajat al FSB-ului rus, a murit la Londra. Probabil că cauza morții lui a fost otravirea cu substanța radioactivă poloniu-210.

Poloniul este primul element inclus în tabelul periodic după descoperirea radioactivității. Poloniul a fost descoperit de celebrii chimiști Pierre și Marie Sklodowska-Curie în 1898 (conform altor surse - în 1897). Elementul și-a primit numele de la Polonia, locul de naștere al Mariei (din latinescul Polonia - Polonia). Maria Sklodowska-Curie a primit Premiul Nobel pentru această descoperire.

Conform Laboratorului Național Argonne\Laboratorul Național Argonne, poloniul-210 poate fi obținut doar de către o persoană cu acces la instalațiile de cercetare nucleară. Poloniul este produs de obicei prin iradierea bismut-209 cu fluxuri de neutroni (această tehnologie a fost dezvoltată în 1934). În fiecare an, reactoarele nucleare din lume produc aproximativ 100 g de poloniu 210. În total, 27 de izotopi de poloniu sunt cunoscuți cu numere de masă de la 192 la 218. Timpul de înjumătățire al celui mai longeviv izotop (poloniu-209) este de 103. ani. Timpul de înjumătățire al poloniului-210, care a fost folosit pentru a otrăvi Litvinenko, este de 138 de zile și în timpul acestui proces se produce o cantitate mare de căldură. Un gram de poloniu se poate încălzi până la 500 de grade Celsius, așa că a fost folosit în spațiu ca sursă de energie, de exemplu, a stat la baza centralelor electrice ale multor sateliți și chiar pe celebra sondă de cercetare sovietică Lunokhod-2, unde poloniul a făcut posibilă menținerea unei temperaturi acceptabile pentru oamenii de știință.temperatura aparatelor. În plus, poloniul este folosit la fabricarea armelor nucleare.

Doza sigură de poloniu-210 pentru oameni este de 7 picograme (1 picogram este o trilionime dintr-un gram). Astfel, literalmente, un fir de praf de poloniu poate deveni fatal pentru oameni. Poloniul-210 este una dintre cele mai toxice substanțe chimice. Nu trebuie manevrat cu mâinile goale - altfel puteți obține o arsură prin radiații, dar respectarea celor mai simple metode de siguranță vă permite să lucrați în siguranță cu acest element. În special, poloniul poate fi transportat în tuburi de sticlă cu capace măcinate.

Instrucțiunile de lucru cu poloniul-210, care sunt publicate de organizația științifică americană Health Physics Society, indică faptul că în laboratorul în care se folosește poloniul nu pot fi depozitate alimente, apă, produse cosmetice etc., iar aceste produse nu pot fi utilizate pentru scopul lor vizat (adică, de exemplu, băutul sau punerea pe ruj). De asemenea, alimentele și băuturile nu trebuie așezate în frigider sau pe rafturi în care s-au depozitat odată poloniul-210 sau dispozitive (eprubete, etc.) care au fost în contact cu acesta.

Când este ingerat (de exemplu, prin injectare sau inhalare), poloniul-210 afectează absolut toate organele. 50-90% din poloniul-210 este excretat în mod natural. Restul de 10-50% pătrunde în sânge și se răspândește în tot corpul, așezându-se mai ales în splină, rinichi și ficat.

Oamenii sunt expuși în mod constant la poloniu (se formează în timpul descompunerii gazului radon larg răspândit sau la fumatul tutun cultivat într-un câmp tratat cu îngrășăminte fosfatice), dar în condiții naturale aceste doze sunt nesemnificative.

Nu se știe dacă poloniul a fost folosit anterior ca otravă. Cu toate acestea, în mod ironic, prima victimă cunoscută a poloniului a fost Irene Julio-Curie, fiica descoperitorilor poloniului. Cauza morții ei a fost o capsulă de poloniu-210 spartă. Asta s-a întâmplat în laboratorul în care Irene lucra constant. Moartea ei de cancer a avut loc în 1956 - la un deceniu după ce a avut loc incidentul capsulei.

În 1991, Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului\Agenția Internațională de Cercetare a Cancerului a publicat rezultatele primului studiu amplu al efectelor poloniului-210 asupra oamenilor. Ca parte a acestui studiu, au fost efectuate sondaje ale angajaților uneia dintre instalațiile nucleare din SUA care au lucrat acolo din 1944 până în 1972. S-a remarcat că poloniul-210 a fost cauza multor cazuri de cancer pulmonar și de rinichi, acest lucru s-a întâmplat chiar și în ciuda faptului că compania a respectat cu strictețe măsurile de siguranță. Studiul, în special, a furnizat următoarele statistici: aproximativ 22,5 mii de oameni au lucrat la instalații nucleare, aproximativ 9,4 mii dintre ei au fost expuși la radiații, dintre care 638 de oameni au fost expuși la poloniu-210.

Alte materiale pe această temă

Poloniul-210 are o asociere foarte clară cu radiațiile. Și acest lucru nu este în zadar, deoarece este extrem de periculos.

Istoria descoperirii

Existența sa a fost prezisă încă din 1889 de Mendeleev, când a creat faimosul său tabel periodic. În practică, acest element, numărul 84, a fost obținut nouă ani mai târziu prin eforturile soților Curie, care studiau fenomenul radiațiilor. a încercat să afle motivul radiațiilor puternice emanate de unele minerale și, prin urmare, a început să lucreze cu mai multe mostre de rocă, prelucrându-le în toate modurile la îndemâna ei, împărțindu-le în fracții și aruncând ceea ce nu era necesar. Drept urmare, ea a obținut o nouă substanță, care a devenit un analog al bismutului și al treilea element radioactiv descoperit după uraniu și toriu.

În ciuda rezultatelor de succes ale experimentului, Maria nu s-a grăbit să vorbească despre descoperirea ei. realizată de un coleg de la Curie, nici nu a dat motive să se vorbească despre descoperirea unui nou element. Cu toate acestea, într-un raport la o reuniune a Academiei de Științe din Paris din iulie 1898, cuplul a raportat presupusa primire a unei substanțe care prezintă proprietățile unui metal și a propus să o numească poloniu în onoarea Poloniei, patria Mariei. Acesta a fost primul și singurul caz din istorie când un element care nu fusese încă identificat în mod fiabil a primit deja un nume. Ei bine, prima mostră a apărut abia în 1910.

Proprietati fizice si chimice

Poloniul este un metal relativ moale, alb-argintiu. Este atât de radioactiv încât strălucește în întuneric și se încălzește constant. În plus, punctul său de topire este puțin mai mare decât cel al staniului - doar 254 de grade Celsius. Metalul se oxidează foarte repede în aer. La temperaturi scăzute formează o rețea cristalină cubică simplă monoatomică.

În ceea ce privește proprietățile sale chimice, poloniul este foarte aproape de analogul său, telurul. În plus, natura compușilor săi este foarte influențată de nivelurile ridicate de radiații. Deci reacțiile care implică poloniul pot fi destul de spectaculoase și interesante, deși destul de periculoase din punct de vedere al beneficiilor pentru sănătate.

Izotopi

În total, știința cunoaște în prezent 27 (conform altor surse - 33) forme de poloniu. Niciuna dintre ele nu este stabilă și toate sunt radioactive. Cei mai grei dintre izotopi (cu numere de ordine de la 210 la 218) se găsesc în cantități mici în natură, restul nu pot fi obținute decât artificial.

Poloniul-210 radioactiv este cea mai longevivă formă naturală. Se găsește în cantități mici în minereurile de radiu-uraniu și se formează printr-un lanț de reacții care începe cu U-238 și durează aproximativ 4,5 miliarde de ani în ceea ce privește timpul de înjumătățire.

Chitanță

1 tonă conține izotopul poloniu-210 într-o cantitate egală cu aproximativ 100 micrograme. Ele pot fi izolate prin prelucrarea deșeurilor industriale, dar pentru a obține un volum mai mult sau mai puțin important de element ar fi necesară prelucrarea unei cantități uriașe de material. O metodă mult mai simplă și mai eficientă este sinteza bismutului natural folosind iradierea cu neutroni în reactoare nucleare.

Rezultatul, după mai multe proceduri, este poloniul-210. Izotopii 208 și 209 pot fi obținuți și prin iradierea bismutului sau plumbului cu fascicule accelerate de particule alfa, protoni sau deuteroni.

Radioactivitate

Poloniul-210, ca și alți izotopi, este un emițător alfa. Grupul mai greu emite și raze gamma. În ciuda faptului că izotopul 210 este o sursă doar de particule alfa, este destul de periculos; nu trebuie manipulat sau chiar abordat la distanță apropiată, deoarece atunci când se încălzește, se transformă într-o stare de aerosoli. De asemenea, este extrem de periculos dacă poloniul este ingerat prin respirație sau prin alimente. De aceea lucrul cu această substanță are loc în cutii speciale sigilate. Este curios că acest element a fost descoperit în frunzele de tutun în urmă cu aproximativ o jumătate de secol. Perioada de degradare a poloniului-210 este destul de lungă în comparație cu alți izotopi și, prin urmare, se poate acumula în plantă și, ulterior, poate dăuna și mai mult sănătății fumătorului. Cu toate acestea, orice încercare de a extrage această substanță din tutun nu a avut succes.

Pericol

Deoarece poloniul-210 emite doar particule alfa, nu trebuie să vă fie frică să lucrați cu el dacă sunt luate anumite măsuri de precauție. Lungimea de călătorie a acestor valuri depășește rar zece centimetri și, în plus, de obicei nu pot pătrunde în piele.

Cu toate acestea, odată în interiorul corpului, îi provoacă un mare rău. Când intră în sânge, se răspândește rapid în toate țesuturile - în câteva minute prezența sa poate fi observată în toate organele. Este prezent în principal în rinichi și ficat, dar în general este distribuit destul de uniform, ceea ce poate explica efectul său dăunător general ridicat.

Toxicitatea poloniului este atât de mare încât chiar și dozele mici provoacă boala cronică de radiații și moartea după 6-11 luni. Principalele căi de eliminare din organism sunt prin rinichi și tractul gastrointestinal. Există o dependență de metoda de intrare. Timpul de înjumătățire variază de la 30 la 50 de zile.

Otrăvirea accidentală cu poloniu este complet imposibilă. Pentru a obține o cantitate suficientă de substanță, este necesar să aveți acces la un reactor nuclear și să plasați în mod deliberat izotopul pe victimă. Dificultatea diagnosticului constă și în faptul că doar câteva cazuri sunt cunoscute de-a lungul istoriei. Prima victimă este considerată a fi fiica descoperitorilor poloniului, Irene Joliot-Curie, care în timpul cercetărilor a spart o capsulă cu substanța din laborator și a murit 10 ani mai târziu. Încă două cazuri apar în secolul al XXI-lea. Primul dintre ele este cazul senzațional al lui Litvinenko, care a murit în 2006, iar al doilea este moartea lui Yasser Arafat, în ale cărui bunuri au fost găsite urme ale unui izotop radioactiv. Cu toate acestea, diagnosticul final nu a fost niciodată confirmat.

Descompunere

Unul dintre cei mai longeviv izotopi, împreună cu 208 și 209, este poloniul-210. (adică timpul în care numărul de particule radioactive este înjumătățit) pentru primii doi este de 2,9 și, respectiv, 102 ani, iar pentru ultimii 138 de zile și 9 ore. Ca și pentru alți izotopi, durata lor de viață este calculată în principal în minute și ore.

Combinația diferitelor proprietăți ale poloniului-210 îl face cel mai convenabil din gamă pentru utilizare în diferite domenii ale vieții. Fiind într-o carcasă metalică specială, nu mai poate dăuna sănătății, dar este capabil să-și dea energia în folosul umanității. Deci, pentru ce se folosește poloniul-210 astăzi?

Aplicație modernă

Potrivit unor rapoarte, aproximativ 95% din producția de poloniu este concentrată în Rusia, cu aproximativ 100 de grame de substanță sintetizată pe an și aproape în totalitate este exportată în Statele Unite.

Există mai multe domenii în care se folosește poloniul-210. În primul rând, acestea sunt nave spațiale. Cu dimensiunile sale compacte, este indispensabil ca o sursă excelentă de energie și căldură. Deși eficacitatea sa este înjumătățită aproximativ la fiecare 5 luni, izotopii mai grei sunt mult mai scumpi de produs.

În plus, poloniul este absolut indispensabil în fizica nucleară. Este utilizat pe scară largă în studierea efectelor radiațiilor alfa asupra altor substanțe.

În cele din urmă, un alt domeniu de aplicare este producția de dispozitive de îndepărtare a electricității statice atât pentru industrie, cât și pentru uz casnic. Este uimitor cum un astfel de element periculos poate deveni aproape un ustensil de bucătărie, fiind închis într-o carcasă de încredere.