پولونیوم-۲۱۰

پولونیوم-۲۱۰، Po
عمومی
نماد	Po
نام‌ها	پولونیوم-۲۱۰، Po-۲۱۰، radium F
پروتون‌ها	۸۴
نوترون‌ها	۱۲۶
اطلاعات هسته
فراوانی طبیعی	ایزوتوپ پرتوزای ناچیز
نیمه‌عمر	138.376 d ± 0.002 d
ایزوتوپ‌های والد	Bi (β)
محصولات واپاشی	Pb
جرم ایزوتوپ	209.9828736 u
اسپین	۰
حالت‌های واپاشی
حالت واپاشی	انرژی واپاشی (MeV)
واپاشی آلفا	5.40753
	ایزوتوپ‌های پولونیوم ; جدول کامل نوکلیدها

پولونیوم-۲۱۰ (سابقاً با نام رادیوم اف) یکی از ایزوتوپ‌های پولونیوم است. این نوکلید طی واپاشی آلفا به نوکلید Pb پایدار با نیمه عمر ۱۳۸٫۳۷۶ روز (حدود ۴+⁄_۲ ماه) تبدیل می‌شود. پولونیوم-۲۱۰ طولانی‌ترین نیمه عمر را در بین ایزوتوپ‌های طبیعی پلونیوم دارد. برای اولین بار در سال ۱۸۹۸ شناسایی شد، و منجر به کشف عنصر پولونیوم شد. Po در زنجیره واپاشی اورانیوم ۲۳۸ و رادیوم ۲۲۶ تولید می‌شود. این ماده یک آلاینده برجسته در محیط زیست است که بیشتر روی غذاهای دریایی و تنباکو تأثیر می‌گذارد. سمیت شدید آن به پرتوزایی شدید آن نسبت داده می‌شود، که می‌تواند به انسان آسیب جدی برساند.

در سال ۱۹۴۳، به عنوان بخشی از پروژه دیتون، به عنوان آغازگر احتمالی نوترون در سلاح‌های هسته‌ای مورد مطالعه قرار گرفت. در دهه‌های بعدی، نگرانی در مورد ایمنی کارگرانی که با Po کار می‌کردند منجر به مطالعات گسترده‌ای در مورد اثرات بهداشتی آن شد.

در دهه ۱۹۵۰ دانشمندان کمیسیون انرژی اتمی ایالات متحده در آزمایشگاه‌های Mound، اوهایو امکان استفاده از Po در مولدهای گرما-الکتریکی ایزوتوپی (RTG) را به عنوان منبع گرما برای تأمین انرژی ماهواره‌ها بررسی کردند. یک باتری اتمی ۲٫۵ واتی با استفاده از Po در سال ۱۹۵۸ تولید شد. با این حال، ایزوتوپ پلوتونیم-۲۳۸ به جای آن انتخاب شد، زیرا نیمه عمر آن ۸۷٫۷ سال است.

پولونیوم-۲۱۰ برای کشتن مخالف روسی و افسر سابق FSB آلکساندر لیتوینینکو در سال ۲۰۰۶ مورد استفاده قرار گرفت و به عنوان علت احتمالی مرگ یاسر عرفات، پس از نبش قبر و تجزیه و تحلیل جسد وی در سال ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۳ مطرح شد.

تولید

اگرچه Po در طبیعت به مقدار کمی مشاهده می‌شود، اما به اندازه ای کافی (ppb ۰٫۱) که بتوان از سنگ معدن اورانیوم استخراج کرد نیست. در عوض، عمده Po از طریق بمباران نوترونی Bi در یک راکتور هسته‌ای به صورت مصنوعی تولید می‌شود. این فرایند ابتدا Bi را به Bi تبدیل می‌کند و سپس که طی واپاشی بتا با نیمه عمر پنج روزه به Po تبدیل می‌شود. از این روش، تقریباً ۸ گرم (۰٫۲۸ اونس) Po در روسیه تولید می‌شود و هر ماه برای برنامه‌های تجاری به ایالات متحده حمل می‌شود.

کاربردها

یک گرم پولونیوم-۲۱۰، ۱۴۰ وات توان تولید می‌کند. از آنجا که از آن ذرات آلفای زیادی ساطع می‌شود، ذرات آلفا در فاصله بسیار کمی متوقف شده و انرژی خود را آزاد می‌کنند. Po به عنوان یک منبع گرمایی سبک برای تأمین انرژی سلول‌های ترموالکتریک در ماهواره‌ها استفاده شده‌است. به عنوان مثال، یک منبع حرارتی Po بر روی ر هر یک از مریخ نوردهای Lunokhod مستقر در سطح ماه وجود داشت تا اجزای داخلی آنها را در شب‌های ماه گرم نگه دارد. برخی از برس‌های ضداستاتیک که برای خنثی سازی الکتریسیته ساکن روی موادی مانند فیلم عکاسی استفاده می‌شوند، حاوی چند میکروکوری Po به عنوان منبع ذرات باردار هستند. همچنین Po در آغازگر بمب‌های اتمی از طریق واکنش (α،n) با بریلیم استفاده می‌شود.

خطرات

Po بسیار سمی است. این ایزوتوپ و سایر ایزوتوپ‌های پلونیوم از رادیوتوکسیک‌ترین مواد برای انسان هستند. یک میکروگرم آن برای کشتن یک فرد بالغ بیش از حد کافی است. این ایزوتوپ ۲۵۰٬۰۰۰ بار از هیدروژن سیانید سمی‌تر است. همچنین تصور می‌شود که یک گرم Po برای کشتن ۵۰ میلیون نفر و بیمار شدن ۵۰ میلیون نفر دیگر کافی است. این سمت وحشتناک نتیجه تابش آلفای یونیزه کننده آن است، زیرا ذرات آلفا به بافت اندام‌های داخل بدن آسیب می‌رسانند. با این حال، Po خطری در خارج از بدن ایجاد نمی‌کند، زیرا ذرات آلفا نمی‌توانند به پوست انسان نفوذ کنند.

سمیت Po کاملاً از پرتوزایی آن ناشی می‌شود. این ماده به خودی خود از نظر شیمیایی سمی نیست، اما محلول بودن آن در محلول آبی و همچنین نمک‌های آن خطراتی را ایجاد می‌کند، زیرا انتشار آن در سراسر بدن در محلول تسهیل می‌شود. جذب Po در وهله اول از طریق هوا، غذا یا آب آلوده و همچنین از طریق زخم‌های باز رخ می‌دهد. Po وقتی وارد بدن می‌شود، در بافت‌های نرم (به خصوص در Reticuloendothelial system) و جریان خون متمرکز می‌شود. نیمه عمر زیستی آن تقریباً ۵۰ روز است.

در محیط زیست، Po می‌تواند در غذاهای دریایی تجمع یابد. این ماده در موجودات مختلف دریای بالتیک شناسایی شده‌است، جایی که می‌تواند در زنجیره غذایی گسترش یابد و در نتیجه موجب آلودگی شود. Po همچنین به عنوان آلوده‌کننده پوشش گیاهی شناخته می‌شود، که در اصل از پوسیدگی رادون-۲۲۲ جو و جذب از خاک ناشی می‌شود.

به‌طور خاص، Po به برگ توتون متصل شده و در آن متمرکز می‌شود. افزایش غلظت Po در توتون و تنباکو از اوایل سال ۱۹۶۴ اثبات شد، بنابراین افراد سیگاری در معرض دوزهای قابل توجهی از اشعه ناشی از Po و نوکلید والد آن Pb قرار دارند. افراد شدیداً سیگاری ممکن است در معرض همان میزان اشعه‌ای قرار بگیرند که افراد لهستانی سفر کرده از اوکراین که در معرض عواقب چرنوبیل قرار گرفته بودند، دریافت کردند. در نتیجه، Po هنگام استنشاق از دود سیگار بسیار خطرناک است، و شواهد دیگری در مورد ارتباط بین سیگار کشیدن و سرطان ریه ارائه می‌دهد.

منابع

↑ Nuclear Data Center at KAERI ; Table of Nuclides http://atom.kaeri.re.kr/nuchart/?zlv=1
↑ Wang, M.; Audi, G.; Kondev, F. G.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Xu, X. (2017). "The AME2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030003-1–030003-442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
↑ Roessler, G. (2007). "Why Po?" (PDF). Health Physics News. Health Physics Society. 35 (2). Archived (PDF) from the original on 2014-04-03. Retrieved 2019-06-20.
↑ Idaho National Laboratory (2015). "The Early Years: Space Nuclear Power Systems Take Flight" (PDF). Atomic power in space II: a history of space nuclear power and propulsion in the United States. pp. 2–5. OCLC 931595589.
↑ McFee, R. B.; Leikin, J. B. (2009). "Death by polonium-210: lessons learned from the murder of former Soviet spy Alexander Litvinenko". Seminars in Diagnostic Pathology. 26 (1): 61–67. doi:10.1053/j.semdp.2008.12.003. PMID 19292030.
↑ Cowell, A. (November 24, 2006). "Radiation Poisoning Killed Ex-Russian Spy". The New York Times. Archived from the original on June 19, 2019. Retrieved June 19, 2019.
↑ "Arafat's death: what is Polonium-210?". الجزیره (شبکه خبری). July 10, 2012. Archived from the original on June 19, 2019. Retrieved June 19, 2019.
↑ Roessler, G. (2007). "Why Po?" (PDF). Health Physics News. Health Physics Society. 35 (2). Archived (PDF) from the original on 2014-04-03. Retrieved 2019-06-20.
↑ "Polonium" (PDF). Argonne National Laboratory. Archived from the original (PDF) on 2012-03-10.
↑ A. Wilson, Solar System Log, (London: Jane's Publishing Company Ltd, 1987), p. 64.
↑ "Staticmaster Alpha Ionizing Brush". Company 7. Archived from the original on 2018-09-27. Retrieved 2019-06-19.
↑ Hoddeson, L.; Henriksen, P. W.; Meade, R. A. (12 February 2004). Critical Assembly: A Technical History of Los Alamos During the Oppenheimer Years, 1943-1945. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-54117-6.
↑ Skwarzec, B.; Strumińska, D. I.; Boryło, A. (2006). "Radionuclides of iron (Fe), nickel (Ni), polonium (Po), uranium (U, U, U), and plutonium (Pu, Pu, Pu) in Poland and Baltic Sea environment" (PDF). Nukleonika. 51: S45–S51. Archived from the original (PDF) on 2019-06-19. Retrieved 2019-06-19.
↑ Ahmed, M. F.; Alam, L.; Mohamed, C. A. R.; Mokhtar, M. B.; Ta, G. C. (2018). "Health risk of polonium-210 ingestion via drinking water: An experience of Malaysia". International Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (10): 2056–1–2056–19. doi:10.3390/ijerph15102056. PMC 6210456. PMID 30241360.
↑ Frequently asked questions about polonium-210 (PDF) (Report).
↑ Richter, F.; Wagmann, M.; Zehringer, M. (2012). "Polonium – on the Trace of a Powerful Alpha Nuclide in the Environment". CHIMIA International Journal for Chemistry. 66 (3): 131. doi:10.2533/chimia.2012.131. Archived from the original on 2019-02-17. Retrieved 2019-06-19.
↑ Persson, B. R. R.; Holm, E. (2009). Polonium-210 and Lead-210 in the Terrestrial environment: A historical review. International Topical Conference on Po and Radioactive Pb Isotopes. Seville, Spain.
↑ Roessler, G. (2007). "Why Po?" (PDF). Health Physics News. Health Physics Society. 35 (2). Archived (PDF) from the original on 2014-04-03. Retrieved 2019-06-20.
↑ Frequently asked questions about polonium-210 (PDF) (Report). مرکز کنترل و پیشگیری بیماری. Archived (PDF) from the original on 7 June 2017. Retrieved 19 June 2019.
↑ Persson, B. R. R.; Holm, E. (2009). Polonium-210 and Lead-210 in the Terrestrial environment: A historical review. International Topical Conference on Po and Radioactive Pb Isotopes. Seville, Spain.
↑ Radford, E. P.; Hunt, V. R. (1964). "Polonium-210: A Volatile Radioelement in Cigarettes". Science. 143 (3603): 247–249. Bibcode:1964Sci...143..247R. doi:10.1126/science.143.3603.247. JSTOR 1712451. PMID 14078362.

[half-1] Nuclear Data Center at KAERI ; Table of Nuclides http://atom.kaeri.re.kr/nuchart/?zlv=1

[AME2016_II-2] Wang, M.; Audi, G.; Kondev, F. G.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Xu, X. (2017). "The AME2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030003-1–030003-442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.

[why3-3] Roessler, G. (2007). "Why Po?" (PDF). Health Physics News. Health Physics Society. 35 (2). Archived (PDF) from the original on 2014-04-03. Retrieved 2019-06-20.

[AECch2-4] Idaho National Laboratory (2015). "The Early Years: Space Nuclear Power Systems Take Flight" (PDF). Atomic power in space II: a history of space nuclear power and propulsion in the United States. pp. 2–5. OCLC 931595589.

[death-5] McFee, R. B.; Leikin, J. B. (2009). "Death by polonium-210: lessons learned from the murder of former Soviet spy Alexander Litvinenko". Seminars in Diagnostic Pathology. 26 (1): 61–67. doi:10.1053/j.semdp.2008.12.003. PMID 19292030.

[6] Cowell, A. (November 24, 2006). "Radiation Poisoning Killed Ex-Russian Spy". The New York Times. Archived from the original on June 19, 2019. Retrieved June 19, 2019.

[7] "Arafat's death: what is Polonium-210?". الجزیره (شبکه خبری). July 10, 2012. Archived from the original on June 19, 2019. Retrieved June 19, 2019.

[why2-8] Roessler, G. (2007). "Why Po?" (PDF). Health Physics News. Health Physics Society. 35 (2). Archived (PDF) from the original on 2014-04-03. Retrieved 2019-06-20.

[9] "Polonium" (PDF). Argonne National Laboratory. Archived from the original (PDF) on 2012-03-10.

[10] A. Wilson, Solar System Log, (London: Jane's Publishing Company Ltd, 1987), p. 64.

[11] "Staticmaster Alpha Ionizing Brush". Company 7. Archived from the original on 2018-09-27. Retrieved 2019-06-19.

[HoddesonHenriksen20042-12] Hoddeson, L.; Henriksen, P. W.; Meade, R. A. (12 February 2004). Critical Assembly: A Technical History of Los Alamos During the Oppenheimer Years, 1943-1945. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-54117-6.

[nukleonika-13] Skwarzec, B.; Strumińska, D. I.; Boryło, A. (2006). "Radionuclides of iron (Fe), nickel (Ni), polonium (Po), uranium (U, U, U), and plutonium (Pu, Pu, Pu) in Poland and Baltic Sea environment" (PDF). Nukleonika. 51: S45–S51. Archived from the original (PDF) on 2019-06-19. Retrieved 2019-06-19.

[malay-14] Ahmed, M. F.; Alam, L.; Mohamed, C. A. R.; Mokhtar, M. B.; Ta, G. C. (2018). "Health risk of polonium-210 ingestion via drinking water: An experience of Malaysia". International Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (10): 2056–1–2056–19. doi:10.3390/ijerph15102056. PMC 6210456. PMID 30241360.

[cdcfaq-15] Frequently asked questions about polonium-210 (PDF) (Report).

[Po210-16] Richter, F.; Wagmann, M.; Zehringer, M. (2012). "Polonium – on the Trace of a Powerful Alpha Nuclide in the Environment". CHIMIA International Journal for Chemistry. 66 (3): 131. doi:10.2533/chimia.2012.131. Archived from the original on 2019-02-17. Retrieved 2019-06-19.

[210env2-17] Persson, B. R. R.; Holm, E. (2009). Polonium-210 and Lead-210 in the Terrestrial environment: A historical review. International Topical Conference on Po and Radioactive Pb Isotopes. Seville, Spain.

[why4-18] Roessler, G. (2007). "Why Po?" (PDF). Health Physics News. Health Physics Society. 35 (2). Archived (PDF) from the original on 2014-04-03. Retrieved 2019-06-20.

[cdcfaq2-19] Frequently asked questions about polonium-210 (PDF) (Report). مرکز کنترل و پیشگیری بیماری. Archived (PDF) from the original on 7 June 2017. Retrieved 19 June 2019.

[210env3-20] Persson, B. R. R.; Holm, E. (2009). Polonium-210 and Lead-210 in the Terrestrial environment: A historical review. International Topical Conference on Po and Radioactive Pb Isotopes. Seville, Spain.

[posmoke-21] Radford, E. P.; Hunt, V. R. (1964). "Polonium-210: A Volatile Radioelement in Cigarettes". Science. 143 (3603): 247–249. Bibcode:1964Sci...143..247R. doi:10.1126/science.143.3603.247. JSTOR 1712451. PMID 14078362.