პოლონიუმი

პოლონიუმი(ლათ. Polonium) ქიმიური ელემენტია, რომელიც აღინიშნება სიმბოლოთი Po, ხოლო ატომური ნომრია 84. ის არის რადიოაქტიური ნახევრადლითონი მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის. არ გააჩნია სტაბილიური იზოტოპები.

დასახელების აღმოჩენის ისტორია

ელემენტი აღმოჩენილი იქნა 1898 წელს პიერ კიურისა და მარია სკლადოვსკაია კიური ურანის საბადოში - ურანიტში. ელემენტი დასახელებულ იქნა მარია სკლადოვსკაია კიურის სამშობლოს საპატივსაცემოდ - პოლონეთი (ლათ. Polonia).

1902 წელს გერმანელმა მეცნიერმა ვილგელმ მარკვალდმა აღმოაჩინა ახალი ელემენტი. მან მას უწოდა რადიოტელური. კიურიმ როგორც კი წაიკითხა ეს ცანაწერი ელემენტის აღმოჩენის შესახებ, მასინვე აცნობა რომ ეს ელემენტი არის პოლონიუმი, რომელიც იყო აღმოცენილი მათ მიერ 4 წლით ადრე. მარკვალდი არ დაეთანხმა ამ შეფასებას და განაცხადა,რომ პოლონიუმი და რადიოტელური სხვადასხვა ელემენტებია. მთელი რიგი ექსპერიმენტების შემდეგ კიურებმა დაამტკიცეს, რომ პოლონიუმსა და რადიოტელურს ახასიათებთ ერთიდაიგივე ნახევარდაშლის პერიოდი. მარკვალდი იძულებილი იყო უკან დაეხია.

პირველი ნიმუში პოლონიუმისა, რომელიც შეიცავდა 0.1გ ამ ელემენტს გამოყოფილ იქნა 1910 წელს.

ბუნებაში გავრცელება

პოლონიუმის რადიონუკლიდები შედიან ბუნებრივი რადიაოქტიური რიგების შემადგენლობაში:

²¹⁰Po (Т₁/₂ = 138.376 დღე), ²¹⁸Po (Т₁/₂ = 3.10 წუთი) და ²¹⁴Po (Т₁/₂ = 1.643×10−⁴ წმ) - რიგში ²³⁸U;

²¹⁶Po (Т₁/₂ = 0.145 წმ) და ²¹²Po (Т₁/₂ = 2.99×10−⁷ წმ) - რიგში Th;

²¹⁵Po (Т₁/₂ = 1.781×10−³ წმ) და ²¹¹Po(Т₁/₂ = 0.516 წმ) - რიგში ²³⁵U.

ამიტომაც პოლონოუმი ყოველთვის არსებობს ურანისა და თორიუმის მინერალებში. პოლონიუმის შემცველობის წონასწორობა დედამიწის ქერქში შეადგენს მასით 2×10−¹⁴%.

თვისებები

პოლონიუმი - რბილი მოვერცხლისფრო-თეთრი რადიოაქტიური მეტალია.

მეტალური პოლონიუმი სწრაფად იჟანგება ჰაერზე. ცნობილია პოლლონიუმის დიოქსიდი (РоО₂)x და პოლონიუმის მონოქსიდი РоО. ჰალოგენებთან წარმოქმნის ტეტრაჰალოგენიდებს. მჯავებთან ურთიერტქმედებისას გადადის ხსნარში, ვარდისფერი შეფერილობის Ро²⁺ კათიონის წარმოქმნით.

Ро + 2HCl → PoCl₂ + Н₂↑.

მაგნიუმის თანაობისას, პოლონოიუმის მარილმჯავაში გახსნისას წარმოიქმნება პოლონიუმის ჰიდრიდი, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე იმყოფება თხევად მდგომარეობაში (-36.1°C-დან 35.3°C-მდე).

Ро + Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂Po

მიღებულია ინდიკატორული რაოდენობით მჟავა პოლონიუმის ტრიოქსიდი РоО₃ და პოლონიუმმჟავას მარილები, რომლებიც ტავისუფალი სახიტ არ არსებობენ - პოლონატები К₂РоО₄. ცნობილია ასევე პოლონიუმის დიოქსიდი PoO₂. წარმოქმნის ჰალოგენიდებს შემდეგი შემადგენლობით: PoX₂, PoX₄ и PoX₆. ტელურის მსგავსად პოლონიუმს შეუძლია მთელ რიგ მეტალებთან წარმოქმნას ქიმიური ნაერთები - პოლონიდები.

პოლონიუმი არის ერთადერთი ქიმიური ელემენტი, რომელიც დაბალ ტემპერატურაზე წარმოქმნის ერთატომიან მარტივ კუბურ კრისტალურ მესერს.

იზოტოპები

2006 წლის დასაწყისში ცნობილი იყო პოლონიუმის 33 იზოტოპი მასური რიცხვის დიაპაზონით 188-დან 220-მდე. გარდა ამისა, ცნობილია პოლონიუმის 10 მეტასტაბილური იზოტოპი, რომელიც იმყოფება აღგზნებულ მდგომარეობაში. სტაბილური იზოტოპი არ გააჩნია. შედარებით სიცოცხლისუნარიანი იზოტოპებია ²⁰⁹Po და ²⁰⁸Po, რომელტა ნახევარდაშლის პერიოდია 102 და 2.9 წელი შესაბამისად. პოლონიუმის ზოგიერთი იზოტოპები, რომელებიც შედიან ურანისა და თორიუმის რადიოაქტიულ რიგებში, აქვთ საკუტარი დასახელება, რომელიც ძირითადად დღეს განიხილება, როგორც მოძველებული: იზოტოპი დასახელება აღნიშვნა რადიოაქტიური რიგი ²¹⁰Po რადიუმი F RaF ²³⁸U ²¹¹Po აქტინიუმი C' AcC' ²³⁵U ²¹²Po თორიუმი C' ThC' ²³²Th ²¹⁴Po რადიუმი C' RaC' ²³⁸U ²¹⁵Po აქტინიუმი A AcA ²³⁵U ²¹⁶Po თორიუმი A ThA ²³²Th ²¹⁸Po რადიუმი A RaA ²³⁸U

მიღება

პრაქტიკაში პოლონიუმის ნუკლიდს ²¹⁰Ро რაოდენობრივად გრამებში ღებულობენ ხელოვნურად, მეტალური ²⁰⁹Bi-ის ნეიტრონების დასხივებით ბირთვულ რეაქტორებში. მიღებული ²¹⁰Bi b-დაშლის ხარჯზე გარდაიქმნება ²¹⁰Po. ბისმუტის იგივე იზოტოპის პროტონებით დასხივებით, მიმდინარეობს შემდეგი რეაქციით:

²⁰⁹Bi + p → ²⁰⁹Po + n

წარმოიქმნება პოლონიუმის ყველაზე სიცოცხლისუნარიანი იზოტოპი ²⁰⁹Po.

პოლონიუმის მიკრორაოდენობას მოიპოვებენ ურანის საბადოების გადამუშავებით. პოლონიუმს გამოყოფენ ექსტრაქციით, იონმიმოცვლით, ქრომატოგრაფიით და გადადენით.

მეტალურ პოლონიუმს ღებულობენ პოლონიუმის სულფიდის PoS ან დიოქსიდის (PoO₂)x თერმული დამუშავებით ვაკუუმში 500 °C-ზე.

გამოყენება

პოლონიუმი-210 შენადნობებში ბერილიუმთან და ბრომთან გამოიყენება კომპაქტური და ძალიან მძლავრი ნეიტრონული წყაროების დასამზადებლად, რომლებიც პრაქტიკულად არ იძლევიან g-გამოსხივებას (თუმცა, სამწუხაროდ მათი სიცოცხლისუნარიანობა ხანმოკლეა ²¹⁰Po: Т₁/₂ = 138.376 დღე). ალფა-ნაწილაკები პოლონიუმი-210 ბადებენ ნეიტრონებს ბერილიუმის ან ბორის ბირთვებზე (α, n)- რეაქციებში. ეს არის ჰერმეტული მეტალური კაფსულა, რომელშიც მოთავსებულია პოლონიუმ-210-ით დაფარული კერამიკული ტაბლეტი ბორის ან ბერილიუმის კარბიდის. ასეთი ნეიტრონული წყაროები მსუბუქია და პორტატულები, სრულიად უსაფრთხოა მუშაობისას და ძალიან საიმედო. მაგალითად, თითბერის კაფსულა დიამეტრით ორი და სიმაღლით ოთხი სანტიმეტრი ყოველწამიერად იძლევა 90 მილიონ ნეიტრონს.

პოლონიუმი ასევე გამოიყენება ავტომობილების ელექტროსანთლების შენადნობებში, ანთებისას, ნაპერწკლების წარმოქმნის დროს დაძაბულობის შესამცირებლად.

პოლონიუმის გამოყენების მნიშვნელოვან სფეროს წარმოადგენს, მისი გამოყენება შენადნობების სახით ტყვიასთან, იტრიუმთან ან დამოუკიდებლად ძლიერი და ძალიან კომპაქტური სითბოს წყაროს საწარმოებლად ავტონომიური დანადგარებისათვის, მაგალითად კოსმოსური. ერთი კუბური სანტიმეტრი პოლონიუმი-210 გამოყოფს დაახლოებით 1320ვტ სითბოს. ეს სიმძლავრე ძალიან დიდია და პოლინიუმი ადვილად გადადის გამლღვალ მდგომარეობაში, ამიტომაც მას ალღობენ , მაგალითად ტყვიასთან. თუმცა ამ შენადნობებს აქვს მნიშვნელოვნად დაბალი ენერგოსიმკვრივე (150ვტ/სმ³), მიუხედავად ამისა მათი გამოყენება უფრო მისახერხებელია და უსაფრთხო, იმდენად რამდენადაც პოლონიუმი-210 გამოყოფს ალფა-ნაწილაკებს, რომელთა შეღწევადობის უნარი და გარბენის სიგრძე არის მინიმალური. მაგალითად, საბჭოთა მთვარემავალის, ხელსაწყოების განყოფილების, უბნის გასაცხელებლად გამოიყენებოდა პოლონიუმის გამაცხელებელი.

პლონიუმ-210 ლითიუმის მსუბუქ იზოტოპთან ნალღობში შესაძლებელია გამოყებნებულ იქნას, როგორც ბირთვული მუხტის კრიტიკული მასის არსებითად, მნიშვნელოვნად შემცირების უნარის მქონე ნივთიერება და გამოყენებულ იქნას როგორც თავისებური სახის ბირთვული დეტონატორი. ამიტომაც, პოლონიუმი წარმოადგენს სტრატეგიულ მეტალს, ასევე მკაცრად უნდა იქნას გასათვალისწინებელია მისი შენახვის პირობები, რომელსაც კონტროლს უნდა უწევდეს სახელმწიფო, ბირთვული ტერორიზმის თავიდან ასაცილებლად.

პოლონიუმი ასევე გამოიყენება ფირიდან მტვრის მოსაშორებლად.

ბიოლოგიური როლი

პლონიუმ-210 არის მაღალტოქსიკური, მისი ნახევარდდაშლის პერიოდია 138 დღე და 9 საათი. მისი კუთრი აქტიურობა (166ტბეკ/გ) იმდენად დიდია, რომ თუმცა ის ასხივებს მხოლოდ ალფა-ნაწილაკებს, მასზე ხელით შეხება არ შეიძლება, შედეგად მიიღება კანის რადიაციული დაზიანება,შესაძლებელია მთელი ორგანიზმის. პოლონიუმი საკმაოდ ადვილად აღწევს კანქვეშ. ის საშიშია ასევე მანძილზე, რომელიც აღემატება ალფა-ნაწილაკების გარბენის სიგრძეს, იმდენად რამდენადაც მისი ნაერთები თავისთავად ცხელდებიან და გადადიან აეროზოლურ მდგომარეობაში. ამიტომაც პოლონიუმ-210-თან მუშაობენ ჰერმეტულ კარადებში.

პოლონიუმ-210 მცირე რაოდენობით იმყოფება ბუნებაში და გროვდება თამბაქოში, რომლის შედეგადაც, ის წარმოადგენს ერთ-ერთ შესამჩნევ ფაქტორს, რომელიც მწეველის ჯანმრთელობაზე ახდენს ცუდ გავლენას. პოლონიუმის სხვა ბუნებრივი იზოტოპები იშლება ძალიან სწრაფად, ამიტომაც ვერ ასწრებენ დაგროვებას თამბაქოში. "თამბაქოს მწარმოებლებმა აღმოაჩინეს ეს ელემენტი 40 წლის წინ, თუმცა მისი ამოღების მცდელობა იყო წარუმატებელი" - ნათქვამია სტატიაში, რომელიც გამოაქვეყნა ამერიკელმა მკვლევარებმა სტენდფორდის უნივერსიტეტიდან და როჩესტერიდან, მაიოს კლინიკიდან.

პოლონიუმით, ადამიანის რადიაციულ მოწამვლაზე ზუსტი მონაცემები არ არსებობს, რადგანაც ექსპერიმენტები ადამიანზე არ ტარდებოდა (ტარდებოდა ექსპერიმენტი, მხოლოდ ადამიანის ორგანიზმში პოლონიუმის პატარა დოზის კინეტიკის გაზომვის შესახებ. ასევე დაკვირვებები რამოდენიმე ცნობილი შემთხვევის, პოლონიუმით მწვავე ან ქრონიკული მოწამვლის დროს).

სპეციალისტების შეფასებით, რომელიც გამოქვეყნებული იყო სამეცნიერო ჟურნალში Journal of Radiological Protection და რაციონალური მოწამვლის მათემატიკური მოდელირების საფუძველზე, რომელიც შემუშავებული იყო ცხოველბზე ჩატარებული ექსპერიმენტების მონაცემების საფუძველზე, ლეტალური დოზა პოლონიუმ-210-ის, ზრდასრული ადამიანისათვის მერყეობს 0.1 – 0.3 გბეკ (0.6 – 2 მკგ), იზოტოპის ორგანიზმში მოხვედრისას ფილტვებიდან 1 -3 გბეკ (6 – 18 მკგ)-მდე.

შედარებით ხანგძლივ სიცოცხლისუნარიანი პოლონიუმ-208 (ნახევარდაშლის პერიოდი 2.898 წელი) და პოლონიუმ-209 (ნახევარდაშლის პერიოდი 103 წელი) ხასიათდებიან შედარებით ნაკლებ ტოქსიკურობით წონით ერთეულზე, უკუპროპორციულია ნახევრადდაშლის პერიოდისა. მონაცემები პოლონიუმის სხვა ნაკლებსიცოცხლისუნარიან იზოტოპების რადიოტოქსიკურობაზე მცირეა. ადამიანის ორგანიზმში პოლონიუმი იქცევა თავისი ქიმიური ჰომოლოგების სელენისა და ტელურის მსგავსად, კონცენტრირდება ნაღველში, თირკმლებში, ელენთაში და ძვლის ტვინში. ორგანიზმიდან მისი გამოდევნის პერიოდია 30-დან 50 დღემდე, გამოიყოფა ძირითადად თირკმლებიდან. არსებობს მონაცემები 2.3-დიმერკაპტოპროპანოლზე, რომელიც წარმატებით გამოიყენება, როგორც ვირთხების ორგანიზმიდან პოლონიუმის წარმატებით გამოდევნის საშუალება - 90% ცხოველების, რომლებშიც ინტრავენურად შეჰყავდათ პოლონიუმ-210, სასიკვდილო დოზა, გადაიტანეს, მაშინ როცა საკონტროლო ჯგუფში არსებული ყველა ვირთხა თვენახევრის შემდეგ დაიხოცნენ.

მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით