Надо Знать

добавить знаний



Полоний



План:


Введение

Полоний (Po) - радиоактивный химический элемент с атомным номером 84, первый элемент, открытый по своим радиоактивными свойствами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в 1898 году при исследовании урановой руды. Элемент назван в честь Польши ( лат. Polonia ) - Родины Марии Склодовской-Кюри.

Полоний - мягкий, серебристо-белый металл. Его плотность 9,36 г / см 3. По химическим свойствам полоний ближайший Теллура. На воздухе полоний окисляется. Среднее содержание ( Кларк) Полония в земной коре 2.10 -14% масс.


1. История

Открытый Пьером и Марией Кюри в 1898 году в урановой смоляной обманщиками [1]. Элемент был назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри - Польши ( лат. Polonia ).

В 1902 году немецкий ученый Вильгельм Марквальд открыл новый элемент. Он назвал его радиотелуром. Кюри, прочитав заметку об открытии, сообщила, что это элемент полоний, открытый ими четырьмя годами ранее. Марквальд не согласился с такой оценкой, заявив, что полоний и радиотелур различные элементы. После ряда экспериментов с элементом, супруги Кюри доказали, что полоний и радиотелур имеют один и тот же период полураспада. Марквальд был вынужден отступить.

Первый образец полония, весом 0,1 мг, был выделен в 1910 году.


2. Присутствие в природе

Радионуклиды полония входят в состав природных радиоактивных рядов :

210 Po 1/2 = 138,376 суток), 218 Po 1/2 = 3,10 мин) и 214 Po 1/2 = 1,643 10 -4 с) - в ряд 238 U;

216 Po 1/2 = 0,145 с) и 212 Po 1/2 = 2,99 10 -7 с) - в ряд Th;

215 Po 1/2 = 1,781 10 -3 с) и 211 Po 1/2 = 0,516 с) - в ряд 235 U.

Поэтому полоний всегда присутствует в урановых и ториевых минералах. Равновесное содержание полония в земной коре 2 10 -14% по массе.


3. Изотопы

По состоянию на начало 2006 года известны 33 изотопы полония в диапазоне массовых чисел от 188 до 220. Кроме того, известны 10 метастабильных возбужденных состояний изотопов полония. Стабильных изотопов не обнаружено. Длительные изотопы, 209 Po и 208 Po имеют периоды полураспада 102 и 2,9 года соответственно. Некоторые изотопы полония, входящих в радиоактивных рядов урана и тория, имеют собственные названия, которые сейчас преимущественно рассматриваются как устаревшие:

Изотоп Название Обозначение Радиоактивный ряд
210 Po Радуйся F RaF 238 U
211 Po Актиний C ' AcC " 235 U
212 Po Торий C ' ThC " 232 Th
214 Po Радуйся C ' RaC " 238 U
215 Po Актиний A AcA 235 U
216 Po Торий A ThA 232 Th
218 Po Радуйся A RaA 238 U

4. Свойства

Полоний - мягкий серебристо-белый радиоактивный металл.

Металлический полоний быстро окисляется на воздухе. Известны диоксид полония (РoО 2) x и монооксид полония РoO. С галогенами образует Тетрагалогениды. При действии кислот переходит в раствор с образованием катионов Ро 2 + розового цвета:

Ро + 2HCl → PoCl 2 + Н 2 ↑.

При растворении полония в соляной кислоте в присутствии магния образуется полоноводень:

Ро + Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 Po,

который при комнатной температуре находится в жидком состоянии (от -36,1 до 35,3 C)

В индикаторных количествах получены кислотный триоксид полония РoО 3 и соли полониевои кислоты, не существует в свободном состоянии - полонаты K 2 РОО 4. Известен также диоксид полония PoO 2. Образует галогениды PoX 2, PoX 4 и PoX 6. Подобно теллура полоний способен образовывать химические соединения с рядом металлов - полониды.

Полоний является единственным химическим элементом, который при низкой температуре образует одноатомную [ ] Простую кубическую кристаллическую решетку. [2]


5. Получение

Полоний выделяют, используя методы осаждения, экстракции, хроматографии, электрохимии.

6. Применение

Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создают γ-излучения (и, увы, они имеют малый период полувыведения 210 Po: Т 1/2 = 138,376 суток). Альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции. Источники нейтронов имеют вид герметичных металлических ампул, в которые вложена керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия, покрытая полонием-210. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надежны. Например, латунная ампула диаметром два и высотой четыре сантиметра ежесекундно дает до 90 миллионов нейтронов.

Полоний часто применялся раньше (иногда и сейчас) для ионизации газов (в частности воздуха). В первую очередь ионизация воздуха необходима для борьбы с статическим электричеством (на производстве, при работе с особо чувствительной аппаратурой) [3]. Например, для прецизионной оптики изготавливаются кисточки удаления пыли [4]. Другое применение эффекта ионизации газа - в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры. [5]

Важной областью применения полония является его использование в виде сплавов с свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и очень компактных источников тепла для автономных установок, которые используются, например, в космической отрасли. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность достаточно велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую енергогустину (150 Вт / см ), однако они удобны в применении и безопасны, поскольку полоний-210 испускает альфа-частицы, проникающая способность и длина пробега которых минимальны. Например, в радянськогому луноходе для обогрева приборного отсека применялся полониевий обогреватель. [6]

Полоний-210 может послужить в сплаве с легким изотопом лития (6 Li) в качестве вещества, которое способно существенно снизить критическую массу ядерного заряда и работать своего рода ядерным детонатором. Поэтому полоний является стратегическим металлом.


7. Биологическая роль

Полоний - очень токсичный металл. Имеет период полураспада 138 дней и 9 часов. Его удельная активность (166 ТБк / г) настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы. Он опасен и на расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц, поскольку его соединения саморозигриваються и переходят в аэрозольное состояние. Предельно допустимая концентрация в водоемах и в воздухе рабочих помещений - 11,1 10 -3 Бк / л и 7,41 10 -3 Бк / м соответственно. Именно поэтому с полонием-210 работают только в герметичных боксах.

Полоний-210 в небольших количествах находится в природе и накапливается табаком, вследствие чего одним из заметных факторов, который наносит вред здоровью курильщика. Другие природные изотопы полония распадаются очень быстро, поэтому не успевают накапливаться в табаке. [7] "Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешными", - говорится в статье исследователей из американского Стэнфордского университета и клиники Майо в Рочестере. [8]

Точных сведений о воздействии радиационного отравления полонием на человека не существуют, поскольку опыты на человеке не проводились (проводились лишь измерения кинетики малых доз полония в организме человека, а также наблюдения нескольких известных случаев острого или хронического отравления полонием). По оценке специалистов, опубликованной [9] в научном журнале Journal of Radiological Protection, которая базируется на математической модели радиационного отравления, летальная доза полония-210 для взрослого человека оценивается в пределах от 0,1-0,3 ГБк (0,6-2 мкг), при попадании изотопа в организм через легкие, до 1-3 ГБк (6-18 мкг), при попадании в организм через пищеварительный тракт.

Длительные полоний-208 (период полураспада 2,898 года) и полоний-209 (период полураспада 103 года) имеют несколько меньшую радиотоксичность на единицу массы обратно пропорциональна периоду полураспада. Сведений о радиотоксичность других, недолговечных изотопов полония мало. В организме человека полоний ведет себя подобно своим химическим гомологов селена и теллура : концентрируется в печени, почках, селезенке и костном мозге. Период полувыведения из организма - от 30 до 50 суток, выделяется в основном через почки. Имеются сообщения об успешном использовании 2,3-димеркаптопропанолу для вывода полония из организма крыс - 90% животных, которым в вену вводилась смертельная доза полония-210 (9 нг / кг веса), выжили, тогда как в контрольной группе все крысы погибли в течение полутора месяца.


Литература

9. Сноски

  1. " " E. Rutherford Radioactive Substances AND Their Radiations. - Лондон: Forgotten Books. - С. 20. - ISBN 1451001983, 9781451001983
  2. " " Игорь Иванов. (12.07.07). "разгадана загадка полония [Раскрыта загадку полония]" (рус.). ст. 1 . http://elementy.ru/news/430560 . Проверено 2010-05-04 . "Вычисления, проведенные чешскими исследователями дали ответ на вопрос, давно мучивший физиков: почему полоний предпочитает кубической кристаллической решетке?"
  3. " " Ионизаторы воздуха
  4. " " Антистатический кисть
  5. " " JH Dillon. Polonium Alloy for Spark Plug Electrodes. J. Appl. Phys. 11, 291 (1940).
  6. " " "Ядерный Центр России - Саров"
  7. " " Полоний-210 в табачном дыму
  8. " " "РИА Новости: Табак содержит радиоактивный полоний-210" . http://www.rian.ru/science/20080829/150786552.html . (Рус.)
  9. " " Polonium-210 as a poison

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам