البولونيوم 210 له ارتباط واضح جدًا بالإشعاع. وهذا ليس عبثا ، لأنه خطير للغاية.
تاريخ الاكتشاف
تم توقع وجودها في عام 1889 بواسطة Mendeleev ، عندما أنشأ جدوله الدوري الشهير. في الممارسة العملية ، تم الحصول على هذا العنصر ، رقم 84 ، بعد تسع سنوات بجهود الكوريين ، الذين درسوا ظاهرة الإشعاع. حاولت Maria Sklodowska-Curie معرفة سبب الإشعاع القوي المنبعث من بعض المعادن ، وبالتالي بدأت العمل مع العديد من عينات الصخور ، ومعالجتها بكل الطرق المتاحة لها ، وتقسيمها إلى كسور وتجاهل ما هو غير ضروري. ونتيجة لذلك حصلت على مادة جديدة أصبحت نظيرة للبزموت وثالث عنصر مشع بعد اليورانيوم والثوريوم.
على الرغم من النتائج الناجحة للتجربة ، لم تكن ماريا في عجلة من أمرها للحديث عن اكتشافها. كما أن التحليل الطيفي الذي أجراه زميل لأزواج كوري لم يعطِ أسبابًا للحديث عن اكتشاف عنصر جديد. ومع ذلك ، أفاد الزوجان في تقرير في اجتماع لأكاديمية باريس للعلوم في يوليو 1898من المفترض الحصول على مادة تعرض خصائص معدن واقترح تسميته بولونيوم تكريما لبولندا - موطن ماري. كانت هذه هي الحالة الأولى والوحيدة في التاريخ عندما يتلقى عنصر لم يتم تحديده بشكل موثوق به اسمًا بالفعل. حسنًا ، ظهرت العينة الأولى فقط في عام 1910.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
البولونيوم معدن ناعم نسبيًا ، فضي أبيض. إنه مشع لدرجة أنه يضيء في الظلام ويسخن باستمرار. في الوقت نفسه ، تكون نقطة انصهارها أعلى قليلاً من تلك الخاصة بالقصدير - فقط 254 درجة مئوية. يتأكسد المعدن بسرعة كبيرة في الهواء. في درجات حرارة منخفضة ، تشكل شبكة بلورية مكعبة أحادية الذرة.
من حيث الخصائص الكيميائية ، فإن البولونيوم قريب جدًا من نظيره - التيلوريوم. بالإضافة إلى ذلك ، تتأثر طبيعة مركباتها بشكل كبير بمستوى عالٍ من الإشعاع. لذلك يمكن أن تكون التفاعلات التي تتضمن البولونيوم مذهلة ومثيرة للاهتمام ، وإن كانت خطيرة للغاية من حيث الفوائد الصحية.
النظائر
في المجموع ، يعرف العلم حاليًا 27 (وفقًا لمصادر أخرى - 33) شكلاً من أشكال البولونيوم. لا يوجد أي منها مستقر وكلها مشعة. تم العثور على أثقل النظائر (بأعداد ترتيبية من 210 إلى 218) في الطبيعة بكميات صغيرة ، ولا يمكن الحصول على الباقي إلا بشكل مصطنع.
البولونيوم 210 المشع هو الشكل الأطول عمراً في الطبيعة. يوجد في كمية صغيرة في خامات الراديوم واليورانيوم ويتكون بسبب السلسلةردود الفعل التي تبدأ بـ U-238 وتستمر حوالي 4.5 مليار سنة من حيث نصف العمر.
تلقي
1 طن من خام اليورانيوم يحتوي على نظير البولونيوم 210 بكمية تعادل حوالي 100 ميكروغرام. يمكن عزلها أثناء معالجة نفايات الإنتاج ، ومع ذلك ، للحصول على حجم كبير أو أقل من العنصر ، يجب معالجة كمية ضخمة من المواد. الطريقة الأبسط والأكثر فاعلية هي التركيب باستخدام الإشعاع النيوتروني للبزموت الطبيعي في المفاعلات النووية.
نتيجة لذلك ، بعد المزيد من الإجراءات ، يتم الحصول على البولونيوم 210. يمكن أيضًا الحصول على النظائر 208 و 209 عن طريق تشعيع البزموت أو الرصاص بحزم متسارعة من جسيمات ألفا أو البروتونات أو الديوترونات.
نشاط إشعاعي
البولونيوم 210 ، مثل النظائر الأخرى ، هو باعث ألفا. تنبعث المجموعة الأثقل أيضًا من أشعة جاما. على الرغم من حقيقة أن النظير 210 هو مصدر لجسيمات ألفا فقط ، إلا أنه خطير جدًا ، ولا يمكن تناوله باليد وحتى الاقتراب منه من مسافة قريبة ، لأنه عند تسخينه ينتقل إلى حالة الهباء الجوي. كما أنه من الخطير للغاية الحصول على البولونيوم بالداخل عن طريق التنفس أو الطعام. هذا هو السبب في أن العمل بهذه المادة يتم في صناديق مختومة خاصة. من الغريب أن هذا العنصر وجد في أوراق التبغ منذ حوالي نصف قرن. فترة اضمحلال البولونيوم 210 مقارنة بالنظائر الأخرى كبيرة بما يكفي ، وبالتالي يمكن أن تتراكم في النبات وبالتالي تضرصحة المدخن أكثر. ومع ذلك ، فإن أي محاولة لاستخراج هذه المادة من التبغ باءت بالفشل.
خطر
لأن البولونيوم 210 لا يصدر إلا جسيمات ألفا ، مع اتخاذ بعض الاحتياطات ، يجب ألا تخاف من التعامل معه. ونادرًا ما تنتقل هذه الموجات لأكثر من عشرة سنتيمترات ، وعادة لا تستطيع اختراق الجلد.
ومع ذلك ، بمجرد دخوله الجسم ، تسبب له ضررًا كبيرًا. عندما يدخل مجرى الدم ، ينتشر بسرعة إلى جميع الأنسجة - بعد بضع دقائق ، يمكن رؤية وجوده في جميع الأعضاء. يوجد بشكل أساسي في الكلى والكبد ، ولكن بشكل عام يتم توزيعه بالتساوي إلى حد ما ، مما قد يفسر تأثيره الضار بشكل عام.
سمية البولونيوم كبيرة لدرجة أنه حتى الجرعات الصغيرة تسبب مرض الإشعاع المزمن والموت في غضون 6-11 شهرًا. الطرق الرئيسية للإفراز من الجسم هي من خلال الكلى والجهاز الهضمي. هناك اعتماد على طريقة الدخول. عمر النصف هو 30 إلى 50 يومًا.
التسمم العرضي بالبولونيوم مستحيل تمامًا. للحصول على كمية كافية من المادة ، من الضروري الوصول إلى مفاعل نووي وتعمد وضع نظير على الضحية. يكمن تعقيد التشخيص أيضًا في حقيقة أن حالات قليلة فقط معروفة عبر التاريخ. الضحية الأولى هي ابنة مكتشفات البولونيوم ، إيرين جوليو كوري ، التي كسرت خلال البحث الكبسولة بالمادة في المختبر وتوفيت بعد 10 سنوات. حالتان أخريانتنتمي إلى القرن الحادي والعشرين. أولهما حالة ليتفينينكو المثيرة التي توفي عام 2006 ، والثانية وفاة ياسر عرفات ، حيث تم العثور على آثار لنظير مشع. ومع ذلك ، لم يتم تأكيد التشخيص النهائي.
التحلل
أحد النظائر الأطول عمراً ، إلى جانب 208 و 209 ، هو البولونيوم 210. عمر النصف (أي الوقت الذي يتم فيه خفض عدد الجسيمات المشعة إلى النصف) لأول اثنين هو 2 و 9 و 102 سنة على التوالي ، وآخر 138 يومًا و 9 ساعات. أما بالنسبة لبقية النظائر ، فيحسب عمرها بشكل أساسي بالدقائق والساعات.
مزيج من الخصائص المختلفة للبولونيوم 210 يجعله الأكثر ملاءمة للاستخدام في مختلف مجالات الحياة. كونه في غلاف معدني خاص ، لم يعد بإمكانه الإضرار بصحته ، ولكنه قادر على إعطاء طاقته لصالح البشرية. إذن ما هو البولونيوم 210 المستخدم اليوم؟
التطبيق الحديث
وفقًا لبعض التقارير ، يتركز حوالي 95٪ من إنتاج البولونيوم في روسيا ، ويتم تصنيع حوالي 100 جرام من المادة سنويًا ، ويتم تصدير معظمها تقريبًا إلى الولايات المتحدة.
هناك عدة مناطق يستخدم فيها البولونيوم 210. بادئ ذي بدء ، هذه مركبات فضائية. مع حجمها الصغير ، لا غنى عنها كمصدر ممتاز للطاقة والحرارة. على الرغم من أن فعاليتها تنخفض إلى النصف تقريبًا كل 5 أشهر ، إلا أن إنتاج النظائر الثقيلة أغلى بكثير.
باستثناءعلاوة على ذلك ، البولونيوم لا غنى عنه تمامًا في الفيزياء النووية. يستخدم على نطاق واسع في دراسة تأثير إشعاع ألفا على المواد الأخرى.
أخيرًا ، هناك مجال آخر للتطبيق وهو إنتاج أجهزة لإزالة الكهرباء الساكنة للاستخدام الصناعي والمنزلي. إنه لأمر مدهش كيف يمكن أن يصبح هذا العنصر الخطير أواني مطبخ تقريبًا ، محاطًا بصدفة موثوقة.
