Poloonium (Po) on väga haruldane ja väga lenduv radioaktiivne metall. Enne poola-prantsuse füüsiku Marie Curie avastust polooniumist 1898. aastal olid uraan ja toorium ainsad teadaolevad radioaktiivsed elemendid. Curie nimetas polooniumi oma kodumaa Poola järgi.
Polooniumist on inimesele vähe kasu, välja arvatud mõned ähvardavad rakendused: seda kasutati päästikuna esimeses aatomipommis ja see on ka kahtlane mürk paari kõrgetasemelise surma korral.
Kommertsrakendustes kasutatakse aeg-ajalt polooniumi masinatest pärineva staatilise elektri või fotofilmide tolmu eemaldamiseks. Seda saab kasutada ka kosmosesatelliitide termoelektrilise jõu kergeks soojusallikana.
Klassifikatsioon
Poloonium asub rühmas 16 ja periood 6 elementide perioodilisustabelis. Kuningliku keemiaühingu andmetel on see klassifitseeritud metalliks, kuna polüooniumi elektrijuhtivus väheneb temperatuuri tõustes.
Element on halkogeenide raskeim metall, rühm elemente, mida nimetatakse ka "hapnikuperekonnaks". Kõiki kalkogeene leidub vasemaakides. Halkogeenirühma muude elementide hulka kuuluvad hapnik, väävel, seleen ja telluurium.
Polooniumist on teada 33 isotoopi (sama elemendi aatomid erineva arvu neutronitega) ja kõik on radioaktiivsed. Selle elemendi radioaktiivne ebastabiilsus muudab selle sobivaks kandidaadiks aatomipommides kasutamiseks.
Füüsikalised omadused
- Aatomiarv (tuuma prootonite arv): 84
- Aatomisümbol (elementide perioodilisel tabelil): Po
- Aatommass (aatomi keskmine mass): 209
- Tihedus: 9,32 grammi kuupsentimeetri kohta
- Faas toatemperatuuril: tahke
- Sulamistemperatuur: 489,2 kraadi Fahrenheiti (254 kraadi)
- Keemispunkt: 1 763,6 kraadi F (962 kraadi C)
- Kõige tavalisem isotoop: Po-210, mille poolväärtusaeg on vaid 138 päeva
Avastus
Kui Curie ja tema abikaasa Pierre Curie avastasid polooniumi, otsisid nad radioaktiivsuse allikat looduslikult esinevas uraanirikkas maagis, mida kutsuti pigiblendiks.
Kaks märkasid, et rafineerimata pigi on radioaktiivsem kui sellest eraldatud uraan. Niisiis põhjendasid nad sellega, et pigi peab sisaldama vähemalt ühte muud radioaktiivset elementi.
Curies ostsid palju pigiõli, et nad saaksid mineraalides leiduvaid ühendeid keemiliselt eraldada. Pärast mitu kuud vaeva nõudvat tööd isoleerisid nad lõpuks radioaktiivse elemendi: aine, mis on Rahvusvahelise Puhta ja Rakenduskeemia Liidu (IUPAC) andmetel 400 korda rohkem radioaktiivset kui uraan.
Polooniumi ekstraheerimine oli keeruline, kuna seal oli nii väike kogus; 1 tonn uraanimaaki sisaldab ainult umbes 100 mikrogrammi (0,0001 grammi) polooniumi.
Sellegipoolest suutsid karmid kuningliku keemiaühingu andmetel välja tõmmata isotoobi, mida me nüüd tunneme kui poloonium-209.
Allikad
Po-210 jälgi võib leida pinnasest ja õhust. Näiteks Po-210 toodetakse radooni-222 gaasi lagunemise ajal, mis on laguneva raadiumi tagajärg. Raadium on omakorda uraani lagunemissaadus, mida leidub peaaegu kõigis kivimites ja kivimitest moodustunud pinnases.
Samblikud suudavad absorbeerida polooniumit otse atmosfäärist. Põhjapoolsetes piirkondades võivad põhjapõtru söövatel inimestel olla veres suurem polooniumi kontsentratsioon, kuna põhjapõdrad söövad samblikke, vahendab Smithsonian.com.
Polooniumit peetakse haruldaseks looduslikuks elemendiks. Ehkki seda leidub uraanimaakides, pole selle ekstraheerimine ökonoomne, kuna Jefferson Labi andmetel on ühes tonnis (0,9 tonni) uraanimaagis ainult umbes 100 mikrogrammi polooniumi.
Selle asemel saadakse poloonium vismut-209 (stabiilne isotoop) pommimisega neutronitega tuumareaktoris. See loob radioaktiivse vismuti-210, mis laguneb seejärel kuningliku keemia ühingu andmetel beeta lagunemisel nn polooniumiks.
Ameerika Ühendriikide tuumakontrolli komisjoni hinnangul toodetakse maailmas igal aastal ainult umbes 100 grammi (3,5 untsi) poloonium-210.
Kommertskasutus
Suure radioaktiivsuse tõttu on polooniumil vähe kaubanduslikke rakendusi. Selle elemendi piiratud kasutuseks on masinate staatilise elektri eemaldamine ja fotofilmidelt tolmu eemaldamine. Mõlemas rakenduses tuleb kasutaja kaitsmiseks poloonium hoolikalt sulgeda.
Elementi kasutatakse ka satelliitide ja muude kosmoseaparaatide termoelektrilise jõu saamiseks väikese soojusallikana. Põhjus on see, et poloonium laguneb kiiresti ja eraldab soojuse kujul suurel hulgal energiat. Kuningliku keemiaühingu andmetel jõuab lagunedes temperatuurini 500 kraadi C vaid ühe grammi polooniumit.
Aatompomm
Teise maailmasõja keskel hakkas Armee Inseneride Korpus korraldama Manhattani inseneride ringkonda - ülisalajast teadus- ja arendusprogrammi, mis lõppkokkuvõttes tooks maailma esimesi tuumarelvi.
Enne 1940. aastaid polnud põhjust polooniumi puhtal kujul isoleerida ega märkimisväärses koguses toota, kuna selle jaoks polnud teadaolevat kasutamist ja selle kohta teati väga vähe. Kuid ringkonna insenerid hakkasid uurima polooniumit ja leidsid, et element on nende tuumarelva oluline koostisosa.
Pomoni initsiaatorina toimis Atomic Heritage Foundationi andmetel veel üks haruldane element poloonium ja berüllium.
Pärast sõda viidi polooniumi uurimisprojekt Ohio osariigis Miamisburgis asuvasse Moundi laborisse. 1949. aastal valminud Mound Lab oli esimene alaline aatomienergia komisjoni tuumarelvade arendamise rajatis.
Mürgistus
Poloonium on inimestele mürgine, isegi väga väikestes kogustes.
Esimene inimene, kes suri polooniumimürgitusse, võis olla Marie Curie tütar Irène Joliot-Curie. 1946. aastal plahvatas tema laboripingil polooniumkapsel, mis võis olla Smithiianian.com andmetel leukeemia haigestumise põhjuseks ja suri 10 aastat hiljem.
Polooniumimürgitus tappis ka pärast poliitilise varjupaiga taotlemist Londonis 2006. aastal elanud endise Vene spiooni Aleksandr Litvinenko.
Mürgistust kahtlustati ka Palestiina juhi Yasser Arafati 2004. aasta surmas, kuna The Wall Street Journali andmetel leiti tema riietel üllatavalt palju polooniumi-210.
Ajakirjas Nicotine & Tobacco Research avaldatud 2011. aasta uuringus leiti, et tubakaettevõtted on teadlikud, et sigaretid ja muud tubakat sisaldavad tooted sisaldavad madalat polooniumi. Uuringu autorid arvutasid, et sigarettides sisalduva polooniumi radioaktiivsus põhjustab 25 tuhande inimese kohta kuni 138 surma iga 1000 suitsetaja kohta.
Muud uuringud on näidanud, et USA riikliku terviseinstituudi toksikoloogia andmevõrgu andmetel leitakse suitsetajate ribides kaks korda rohkem polooniumi kui mittesuitsetajate ribides.
Lisalugemist:
