rumah » Nada tunggal » Polonium: sejarah penemuan unsur. Polonium: kisah ditemukannya unsur Polonium di alam

Polonium: sejarah penemuan unsur. Polonium: kisah ditemukannya unsur Polonium di alam

Aspek ilmiah dari kasus Litvinenko dianalisis untuk TRV-Nauka oleh Dr. kimia. ilmu pengetahuan, kepala Laboratorium Kompleks Radioisotop Institut Penelitian Nuklir Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia

Gairah seputar kematian misterius Alexander Litvinenko tidak surut. Akhirnya, dengar pendapat publik mengenai kasusnya dimulai di London. Dan baru-baru ini, ketertarikan terhadap topik ini dipicu oleh asumsi bahwa pemimpin Palestina Yasser Arafat dibunuh dengan cara yang sama. Berkat ini, masyarakat umum mempelajari setidaknya sesuatu tentang isotop radioaktif dan kemungkinan penerapannya, namun dengan cara yang sangat sepihak.

Pada suatu waktu, saya harus mengomentari kasus ini di banyak publikasi, program radio dan televisi Rusia dan asing. Namun media massa bukanlah platform yang paling cocok untuk membahas aspek ilmiah dari masalah menarik ini: isu ini terlalu dipolitisasi. Orang-orang mengemukakan versi yang paling fantastis, tanpa mempedulikan bukti apa pun. Pada saat yang sama, terdapat sejumlah publikasi ilmiah yang membahas berbagai aspek, terutama aspek medis. Pertanyaan ini juga diangkat di sejumlah konferensi ilmiah tentang produksi dan penggunaan isotop, yang saya ikuti.

Di sini saya akan menguraikan secara singkat aspek berikut: produksi dan sifat polonium-210, yang mungkin terkait dengan keracunan A. Litvinenko. Sejumlah "ahli" Rusia menyatakan keterkejutannya atas alasan penggunaan zat ini, dan banyak di antara mereka yang tidak mengetahui dengan jelas cara penggunaannya. Secara khusus, Lev Fedorov, Dr. kimia. Sciences, Presiden Persatuan Keamanan Kimia, mengatakan di Ekho Moskvy: “Bagaimana Anda bisa meracuni dengan polonium-210? Aku tidak bisa membayangkan ini... Jika aku berpikir tentang cara meracuni seseorang, maka hal terakhir yang akan kukatakan adalah polonium... Tentu saja, orang yang akan membawanya melintasi perbatasan harus membawanya dalam a wadah timah ».

Sejumlah ahli lain mencoba membenarkan kesimpulannya berdasarkan pertimbangan umum. Oleh karena itu, bankir terkenal Alexander Lebedev, yang juga mantan pegawai KGB, menyatakan dalam diskusi publik kami dengannya di saluran NTV (“Sunday Evening with Vladimir Solovyov,” 3 Desember 2006): “Saya yakinkan Anda bahwa saat ini tidak ada kemungkinan sedikit pun untuk mengizinkan layanan khusus kami melakukan hal seperti itu... Karena hal ini pasti akan diikuti dengan hukuman pidana.”

Mari kita kesampingkan aspek politik, siapa yang diuntungkan atau tidak. Mari kita cari tahu mengapa polonium digunakan?

Memperoleh polonium-210

Metode utama untuk memproduksi polonium-210 adalah dengan menyinari bismut dengan neutron lambat dalam reaktor nuklir (lihat Gambar 1). Polonium kemudian harus diisolasi secara kimia dari bismut yang diiradiasi. Hal ini dapat dilakukan dengan sublimasi (karena polonium memiliki volatilitas yang relatif tinggi pada suhu tinggi), elektrokimia atau metode lainnya. Polonium-210 yang diproduksi dengan metode ini harganya sangat murah. Bicara tentang biayanya yang mahal tidaklah benar. Hal lainnya adalah ketersediaannya.

Ada juga tahap ketiga dalam teknologi, yaitu persiapan sumber radiasi untuk penggunaan akhir. Sumber bisa bermacam-macam jenisnya. Dalam kasus khusus ini, polonium harus ditempatkan dalam kapsul, sebaiknya dengan cangkang berlapis-lapis (untuk menghindari penetrasi polonium). Untuk meracuni, Anda harus membuka kapsul ini agar isinya masuk ke dalam minuman, atau, yang lebih nyaman, membuat ampul mini dengan cangkang larut yang tidak sulit;

Untuk pertama kalinya, polonium murni di Uni Soviet diperoleh di NII-9 (sekarang Institut Penelitian Bahan Anorganik Teknologi Tinggi A. A. Bochvar), yang merupakan pemimpin dalam studi elemen ini. Pekerjaan ini dilakukan di bawah bimbingan ilmuwan terkemuka kami Zinaida Vasilievna Ershova.

Apakah mungkin untuk menentukan asal usul polonium secara teknis? Secara teoritis hal ini mungkin, namun secara praktis sangat sulit. Setiap reaktor nuklir (dalam saluran iradiasi tertentu) dicirikan oleh spektrum neutronnya sendiri. Kehadiran neutron cepat mengarah pada pembentukan, bersama dengan polonium-210 (waktu paruh - 138,4 hari), sejumlah kecil polonium-209 (waktu paruh - 102 tahun, energi partikel alfa - 4,9 MeV) menurut nuklir reaksi (n, 2n) dari akumulasi polonium-210, serta jumlah polonium-208 yang lebih kecil lagi (2,9 tahun).

Jadi, dengan menggunakan “jam nuklir” seperti itu, pada prinsipnya, tempat dan tanggal produksi polonium dapat ditentukan. Namun, hal ini tidak mudah dilakukan, dan dalam kasus tertentu tidak mungkin dilakukan. Hal ini tergantung pada berapa banyak polonium yang ditemukan dan di mana: yang penting adalah rasio antara timbal-206 stabil yang terbentuk dari polonium-210 dan timbal latar, yang kandungannya dalam campuran isotop alami adalah 24,1%. Pemisah massa khusus akan diperlukan untuk memisahkan isotop polonium (atau waktu pemaparan yang lama untuk peluruhan polonium-210), serta sampel kalibrasi polonium dari reaktor, yang disiapkan dalam mode iradiasi yang sama.

Polonium Rusia diproduksi di Institut Penelitian Fisika Eksperimental Seluruh Rusia di Sarov. Iradiasi bismut pada reaktor rupanya dilakukan di tempat lain - P/O Mayak di kota Ozyorsk, wilayah Chelyabinsk. Cara memproduksi polonium-210 bukanlah rahasia, sehingga dapat diproduksi di reaktor lain yang memiliki saluran khusus untuk menyinari target guna memperoleh isotop. Reaktor semacam itu berlokasi di beberapa negara di dunia. Reaktor energi umumnya tidak cocok untuk ini, meskipun beberapa di antaranya memiliki saluran untuk menyinari target. Dilaporkan bahwa lebih dari 95% polonium-210 diproduksi di Rusia.

Ada juga metode lain untuk memproduksi polonium, tetapi metode tersebut sekarang praktis tidak digunakan, karena kurang produktif dan lebih mahal. Salah satu metode yang digunakan oleh Marie Curie adalah pemisahan kimia dari bijih uranium (polonium-210 terkandung dalam rantai peluruhan uranium-238). Sebenarnya polonium ditemukan pada tahun 1898. Polonium-210 juga dapat diperoleh dalam akselerator partikel bermuatan menggunakan reaksi nuklir 208 Pb(A, 2n) atau 209 Bi(d, n). Pada saat yang sama, tidak sembarang akselerator cocok untuk memproduksi polonium-210. Ini membutuhkan akselerator partikel alfa atau deuteron. Tidak banyak akselerator seperti itu di dunia. Mereka ada di Rusia dan Inggris. Namun, sejauh yang saya tahu, di Inggris, akselerator Amersham sudah lama tidak dikonfigurasi untuk partikel alfa dan terus bekerja secara eksklusif pada produksi isotop medis untuk diagnostik. Di sejumlah tempat yang saya kunjungi di luar negeri, rekan-rekan saya mengatakan kepada saya bahwa instalasi mereka diperiksa untuk mengetahui apakah mereka memproduksi polonium.

Techsnabexport JSC pernah menjual polonium-210 ke Inggris (ke Reviss). Tapi ini terjadi lima tahun sebelum peristiwa menyedihkan itu, dan, seperti yang dikatakan rekan-rekan saya, perusahaan itu diperiksa dengan sangat hati-hati setelah itu. Produk yang mengandung polonium tidak secara resmi dipasok ke Inggris dari Amerika Serikat dan Rusia. Polonium-210 sebelumnya diperoleh di Oak Ridge National Laboratory (AS), namun kini tidak diproduksi dalam jumlah banyak di sana, melainkan diperoleh dari Rusia dalam jumlah tertentu.

Pengoperasian reaktor dan akselerator dikontrol dengan ketat. Jika seseorang memutuskan untuk memproduksi polonium secara ilegal, dengan sistem pengendalian yang ada, hal ini dapat dengan mudah diketahui.

Sifat fisik nuklir

Seperti telah disebutkan, waktu paruh polonium adalah 138,4 hari. Artinya setiap 138 hari aktivitasnya berkurang 2 kali lipat, dan dalam dua tahun - sekitar 40 kali lipat. Waktu paruh ini sangat cocok untuk menggunakan radionuklida sebagai racun.

Polonium-210, ketika membusuk, memancarkan partikel alfa dengan energi 5,3 MeV, yang memiliki jangkauan pendek dalam padatan. Misalnya, aluminium foil setebal puluhan mikron menyerap partikel alfa tersebut sepenuhnya. Radiasi gamma yang dapat dideteksi oleh pencacah Geiger sangatlah lemah: sinar gamma dengan energi 803 keV dipancarkan dengan hasil peluruhan hanya 0,001%. Polonium-210 memiliki konstanta gamma terendah dari semua radionuklida alfa-aktif yang umum. Jadi, untuk amerisium-241 (banyak digunakan, misalnya, dalam detektor asap), konstanta gamma adalah 0,12, dan untuk Po - 5·10 –5 R×cm 2 /h×mCi (dimana R adalah roentgen, mCi adalah satu milicurie). Dalam hal ini, koefisien dosis dan radiotoksisitasnya cukup sebanding.

Jadi, bahkan tanpa cangkang pelindung, sangat sulit untuk mendeteksi jumlah polonium-210 yang cukup untuk keracunan dari jarak jauh menggunakan penghitung konvensional, karena tingkat radiasi sebanding dengan latar belakang alami (lihat Gambar 2). Oleh karena itu, polonium-210 sangat nyaman untuk transportasi rahasia, dan bahkan tidak perlu menggunakan wadah timbal. Namun, selama pengangkutan, perhatian khusus harus diberikan untuk menghindari penurunan tekanan pada wadah (lihat di bawah).

Polonium-210 sama sekali tidak disarankan digunakan untuk provokasi, karena hanya dapat dideteksi menggunakan peralatan khusus, yang tidak digunakan dalam kasus biasa.

Garis gamma 803 keV hanya dapat dideteksi melalui pengukuran jangka panjang menggunakan spektrometer gamma yang baik, dan detektor semikonduktor harus ditempatkan sangat dekat dengan sumbernya. Ada bukti bahwa peningkatan radioaktivitas pada awalnya ditemukan di Litvinenko, tetapi pada awalnya radiasi tersebut secara keliru dikaitkan dengan radioaktif talium (thallium-206), yang diperoleh dari peluruhan bismut-210m (lihat diagram pada Gambar 1) .

Hal ini dilaporkan di Internet bahkan sebelum polonium diidentifikasi. Namun kemudian versi ini dianggap keliru, karena isotop bismut ini memiliki waktu paruh yang terlalu lama, dan mereka mulai mempertimbangkan kemungkinan adanya pemancar alfa lainnya. Setelah itu, urin dianalisis untuk mengetahui keberadaan radionuklida alfa aktif dan ditemukan polonium, dan dalam jumlah besar. Asumsi bahwa para ahli Inggris “diberi informasi” tentang polonium-210 oleh provokator tertentu tampaknya tidak masuk akal. Ilmuwan Inggris melakukan segalanya secara konsisten dan logis.

Di permukaan, aktivitas alfa polonium-210 dapat dideteksi menggunakan penghitung alfa, yang biasanya hanya digunakan untuk tujuan khusus dan bukan untuk pengujian rutin kontaminasi radioaktif. Namun, untuk menentukan bahwa radiasi tersebut berkaitan secara khusus dengan polonium-210, diperlukan peralatan yang lebih kompleks, biasanya stasioner - spektrometer alfa. Aktivitas sebesar 1 Bq (disintegrasi per detik) di permukaan dapat dengan mudah dideteksi. Jika aktivitas alfa terdeteksi, maka persiapan sampel dilakukan (misalnya, menggunakan isolasi kimia) dan garis dalam spektrum alfa 5,3 MeV terdeteksi pada spektrometer alfa, yang mencirikan radionuklida alfa aktif tertentu.

Sifat kimia

Polonium dapat ada dalam berbagai bentuk kimia, tetapi dalam kasus ini kemungkinan besar ditemukan dalam bentuk senyawa yang larut (misalnya nitrat, klorida, sulfat), sedangkan sebagian besar larutan juga dapat berbentuk koloid. Penting bahwa dari larutan netral dan sedikit asam, polonium sebagian besar diserap pada berbagai permukaan, khususnya pada logam dan kaca (penyerapan maksimum terjadi pada pH ~ 5). Sulit untuk mencucinya secara menyeluruh menggunakan cara konvensional. Oleh karena itu, sama sekali tidak mengherankan jika ditemukan teko dan cangkir yang digunakan untuk mengonsumsi polonium.

Polonium sendiri, dalam jumlah mikro, mulai menyublim hanya pada suhu sekitar 300°C. Tapi ia juga bisa masuk ke lingkungan bersama dengan uap air yang dikandungnya, dan dalam proses dengan inti yang mundur.

Polonium mudah berdifusi dalam plastik dan bahan organik lainnya; sumber berbahan dasar polonium dibuat dengan lapisan multilapis. Dan jika ampul mengalami penurunan tekanan, maka jejak terkecil sekalipun dapat dideteksi menggunakan penghitung alfa.

Polonium merupakan unsur polivalen, rentan membentuk berbagai kompleks, dan dapat membentuk berbagai bentuk kimia. Dalam hal ini, beberapa di antaranya menyebar dengan mudah di lingkungan alam. Oleh karena itu, dapat dimengerti bahwa jejak polonium telah menyebar dan dapat digunakan untuk menelusuri sumber kontaminasi polonium.

Paparan biologis dan keamanan radiasi

Studi biologis tentang efek polonium pada hewan dilakukan di negara kita terutama pada tahun 60an di Institut Biofisika di laboratorium Profesor Yu. I. Moskalev, ada beberapa publikasi.

Telah lama diketahui bahwa polonium-210 merupakan salah satu radionuklida paling berbahaya. Tingkat kerusakan polonium-210 pada manusia ditunjukkan pada tabel (data dari percobaan dengan hewan dihitung ulang ke dalam massa manusia).

Penyerapan zat ini melalui saluran cerna diperkirakan 5 sampai 20%. Melalui paru-paru - ini lebih efektif, tetapi pemberian seperti itu sangat merepotkan jika terjadi keracunan tersembunyi, karena ini dapat sangat mencemari orang lain dan pemain. Hanya sekitar 2% per hari yang diserap melalui kulit, dan penggunaan polonium untuk keracunan juga tidak efektif.

Polonium didistribusikan ke seluruh organ tubuh, tetapi tentu saja tidak merata. Dan itu dikeluarkan dari tubuh dengan zat biologis apa pun: kotoran, urin, lalu... Waktu paruh, menurut berbagai sumber, adalah 50 hingga 100 hari. Satu kecelakaan industri dilaporkan di negara kita yang mengakibatkan kematian seseorang 13 hari setelah terpapar polonium 530 MBq (14 mCi).

Menurut data tidak langsung (berdasarkan dampak), jumlah polonium yang dimasukkan ke Litvinenko bisa jadi (0,2–4) × 10 9 Bq (becquerels), yaitu peluruhan per detik, berdasarkan massa adalah 1–25 μg, an jumlah yang hampir tidak terlihat.

Jika polonium terkandung dalam secangkir teh, misalnya ~10 9 Bq per 100 g, maka sebanyak 0,01–0,10 ml dapat secara tidak sengaja jatuh ke orang yang duduk di dekatnya sebagai tetesan atau aerosol, yaitu hingga 10 5 –10 6 Bk . Hal ini tidak menimbulkan bahaya serius bagi kehidupan manusia, meskipun melebihi standar pencemaran yang diperbolehkan. Jumlah tersebut dapat dengan mudah dideteksi, dan aktivitas sekitar 1 Bq juga terdeteksi.

Dalam cerita Litvinenko, menurut Badan Perlindungan Kesehatan, hal berikut terjadi:

120 orang kemungkinan besar terpapar polonium tetapi menerima dosis di bawah 6 mSv (millisieverts), sehingga tidak menimbulkan risiko kesehatan;
17 orang menerima dosis yang lebih besar dari 6 mSv, namun tidak cukup signifikan untuk menyebabkan penyakit apa pun dalam waktu dekat; peningkatan risiko penyakit di masa depan kemungkinan besar sangat kecil. Dosis terbesar, namun tidak mengancam nyawa, tentu saja diterima oleh istri Alexander Litvinenko, Marina, yang paling sering berhubungan dengannya.

Dosis yang diperbolehkan bagi para profesional yang bekerja dengan radioaktivitas di Rusia adalah 20 mSv/tahun. Dosis tahunan yang diterima manusia dari radiasi latar alam adalah 1–10 mSv/tahun, dan di beberapa tempat di Bumi jauh lebih tinggi, dan angka kematian tidak meningkat di sana. Hanya paparan dosis efektif lebih dari 200 mSv selama satu tahun yang dianggap berpotensi berbahaya. Oleh karena itu, klaim bahwa penggunaan polonium menimbulkan ancaman yang lebih besar terhadap orang lain adalah sebuah pernyataan yang berlebihan.

Pers menimbulkan pertanyaan apakah polonium-210 pernah digunakan sebagai zat beracun sebelumnya dan apakah hal ini dapat dibuktikan. Secara khusus, racun yang mungkin mereka gunakan untuk meracuni Yu.Shchekochikhin dan mencoba meracuni A. Politkovskaya masih belum diketahui. Jika polonium-210 ada dalam kasus-kasus ini, maka ia telah membusuk seiring berjalannya waktu hingga berada di bawah tingkat latar belakang. Namun, penggalian dapat mengungkap polonium-209, yang mungkin ada sebagai pengotor (lihat di atas).

Hipotesis bahwa Yasser Arafat diracuni dengan polonium-210 praktis tidak terbukti. Beberapa kelebihan polonium-210 dapat dijelaskan oleh penyebab alami - menghirup radon-222 selama pemimpin Palestina lama tinggal di bunker. Polonium-210 adalah produk peluruhan radon. Timbal-210 dalam jumlah yang sama, yang juga merupakan produk peluruhan radon, ditemukan di tubuh Arafat.

Aplikasi

Hingga saat ini polonium-210 telah digunakan untuk tujuan berikut.

1. Menciptakan sumber energi otonom yang dihasilkan dari peluruhan alfa. Lunokhod Soviet dan beberapa satelit Cosmos dilengkapi dengan perangkat semacam itu.

2. Sebagai sumber neutron khususnya bagi pemrakarsa ledakan nuklir pada bom atom. Neutron dihasilkan ketika berilium disinari dengan partikel alfa dan memulai ledakan nuklir ketika massa uranium-235 atau plutonium-239 mencapai massa kritis. Sumber tersebut juga digunakan untuk analisis aktivasi neutron pada sampel dan bahan alam.

3. Sebagai sumber partikel alfa berupa aplikator untuk pengobatan penyakit kulit tertentu. Saat ini praktis tidak digunakan untuk tujuan seperti itu, karena masih banyak radionuklida yang lebih cocok.

4. Sebagai ionizer udara pada perangkat antistatik, misalnya Staticmaster, diproduksi oleh Calumet di USA. Bahan-bahan ini tidak diekspor ke Inggris, dan untuk mengekstraksi polonium-210 yang diperlukan untuk keracunan, banyak dari perangkat ini harus diproses, yang memerlukan laboratorium radiokimia.

Temuan terkait kematian Litvinenko

Kesimpulan yang bersifat teknis yang mungkin penting untuk menyelesaikan suatu kejahatan dapat dibagi menjadi dua kelompok: cukup pasti dan sangat mungkin terjadi, tetapi untuk pernyataan yang jelas diperlukan penyelidikan tidak hanya di Inggris, tetapi juga di Rusia.

Cukup pasti

1. Polonium-210 adalah zat beracun untuk penggunaan rahasia. Perbedaan utamanya dengan zat radioaktif lainnya adalah sulitnya deteksi awal. Oleh karena itu, tidak ada gunanya menggunakannya untuk provokasi; ada radionuklida yang lebih mudah diakses dan cocok untuk ini.

2. Polonium-210 adalah zat yang mudah diangkut secara diam-diam dalam jumlah yang cukup untuk menyebabkan keracunan. Juga mudah untuk memasukkannya secara diam-diam ke dalam minuman seseorang. Metode pemberian lainnya (misalnya, aerosolisasi atau pemberian melalui kulit) kurang efektif, tidak dapat diandalkan, rumit dan sangat berbahaya bagi peracun.

3. Kontaminasi polonium-210 yang tidak disengaja karena kelalaian hampir tidak mungkin terjadi, karena tingkat kontaminasi seperti itu memerlukan jumlah yang sangat besar yang hanya dapat terjadi di tempat produksi massal polonium di pabrik, dan hal ini dapat dengan mudah ditentukan dengan distribusi polonium pada tubuh manusia.

4. Tidak ada pernyataan yang dibuat secara publik oleh otoritas investigasi Inggris yang mengandung kontradiksi teknis.

Sangat mungkin, tetapi memerlukan konfirmasi

1. Kemungkinan besar polonium-210 diproduksi di Rusia. Bahan ini bisa saja dibawa ke Inggris dari Rusia atau Amerika Serikat, tempat bahan tersebut dipasok secara resmi. Sumber-sumber lain pada prinsipnya tidak dikecualikan, tetapi hampir tidak mungkin menyembunyikan produksi semacam itu. Polonium-210 sudah lama tidak diproduksi di Inggris.

2. Penghapusan perangkat antistatis di AS memerlukan laboratorium radiokimia khusus, yang sangat sulit disembunyikan di bawah sistem kendali saat ini di AS. Di negara lain, perangkat antistatis seperti itu praktis tidak digunakan.

3. Menetapkan asal usul polonium melalui analisis hanya mungkin dilakukan dalam kondisi tertentu (jumlah dan konsentrasi yang cukup, tidak adanya timbal di latar belakang, paparan yang cukup sebelum analisis, ketersediaan pemisah massa khusus dan sampel untuk perbandingan). Dalam kondisi yang menguntungkan, dimungkinkan juga untuk menentukan di siklus produksi mana produk tersebut diperoleh.

4. Barang tersebut tidak dicuri. Hal ini sangat sulit diatur dengan sistem kendali yang ada. Sebelumnya tercatat beberapa fakta hilangnya polonium, namun semuanya terungkap karena mengungkapnya tidak menimbulkan masalah besar.

Keracunan Alexander Litvinenko, menurut para ahli Inggris, memerlukan penggunaan pengetahuan dan keterampilan teknis yang cukup.

Litvinenko meninggal pada tanggal 23 November karena dosis radiasi mematikan dari isotop polonium-210 yang ditemukan di tubuhnya.

Sejak itu, jejak isotop ini telah ditemukan di lima tempat di London, termasuk bar sushi dan hotel yang dikunjungi mantan petugas FSB tersebut.

Namun, polonium-210 termasuk dalam kelas zat radioaktif yang pendeteksian dan produksinya menimbulkan kesulitan yang signifikan.

Isotop ini terdapat secara alami di alam dan di dalam tubuh manusia dalam konsentrasi yang sangat rendah. Untuk mendapatkan jumlah zat ini yang cukup untuk penggunaan kriminal, diperlukan teknologi canggih dan pengetahuan khusus.

Profesor Nick Priest, salah satu dari sedikit fisikawan Inggris yang memiliki pengalaman langsung dengan polonium-210, mengatakan kepada BBC bahwa satu miligram isotop ini saja sudah cukup untuk membunuh Litvinenko.

Polonium-210 memancarkan aliran partikel alfa yang kuat. Berbeda dengan radiasi gamma, partikel alfa menembus jarak yang relatif pendek, hingga kedalaman hanya beberapa sel dalam jaringan biologis.

Namun, partikel alfa pada awalnya memiliki energi tinggi, sehingga mampu menyebabkan kerusakan besar pada struktur seluler.

“Jika Anda memasukkan zat ini ke dalam tabung reaksi atau labu, ia tidak dapat dikenali dari tanda-tanda eksternalnya,” kata Dr Frank Barnaby, fisikawan nuklir di Universitas Oxford. “Itulah yang membuatnya menjadi racun yang hampir sempurna.”

Namun jika tabung reaksi tersebut dibuka, maka polonium-210 sangat mudah menyebar melalui udara bersama uap air dan mencemari lingkungan.

Setidaknya ada tiga metode untuk memperoleh isotop ini yang diketahui. Polonium-210 dapat diekstraksi dari bijih uranium, dari uranium yang diperkaya dalam reaktor, atau dari isotop lain, radium-226.

Buah dari usaha Marie Curie

Polonium ditemukan oleh Marie Curie pada tahun 1897 melalui ekstraksi kimia dari mineral uranium oksida. Peneliti memberi nama elemen tersebut untuk menghormati tanah airnya - Polandia.

Menurut fisikawan Nick Priest, metode ini tidak mampu menghasilkan cukup isotop yang diperlukan untuk membunuh orang dewasa.

Untuk mendapatkan jumlah yang dibutuhkan, diperlukan penggunaan reaktor nuklir, yakinnya.

Menurutnya, cara paling realistis untuk mendapatkan polonium-210 adalah dengan menyinari unsur bismut dengan neutron dalam reaktor tersebut sehingga menghasilkan isotop bismut-210.

Isotop ini memiliki waktu paruh yang pendek, setelah itu terurai menjadi polonium-210 dan talium-206.

Seperti yang dikemukakan Nick Priest, ada laporan adanya sejumlah kecil talium radioaktif di tubuh Litvinenko, yang mungkin merupakan tanda tidak langsung bahwa polonium diproduksi di dalam reaktor.

Talium-206 memiliki waktu paruh yang sangat pendek, jadi seharusnya ada jejak bismut-210 di polonium, yang kemudian menghasilkan talium.

Hal ini dapat terjadi jika bismut tidak sepenuhnya terpisah dari polonium pada tahap akhir proses.

Perolehan polonium dari isotop radium-226 dianggap sebagai proses yang rumit karena isotop radium ini menghasilkan radiasi yang keras dan tembus.

Penjelajah bulan berjalan di atasnya

Menurut para ahli, hanya ada 40-50 reaktor di dunia yang mampu memproduksi polonium-210. Semua data yang tersedia merujuk pada sumber di luar Inggris.

Diantaranya adalah beberapa fasilitas nuklir di bekas Uni Soviet, serta di Australia dan Jerman.

“Hanya ada satu reaktor di Inggris yang dapat menghasilkan isotop ini, dan saya yakin fisikawan yang mengerjakannya tidak melakukan hal seperti itu,” kata Nick Priest.

Polonium digunakan dalam berbagai alat ukur, namun tidak mudah untuk mengekstraknya.

Di masa lalu, polonium, seperti berilium, digunakan sebagai pemrakarsa reaksi nuklir dalam bom atom yang diproduksi di AS, Inggris, dan Uni Soviet. Selain itu, penjelajah bulan Soviet pada tahun 70-an dilengkapi dengan baterai isotop berbasis polonium-210.

Pelakunya lebih sulit ditemukan

Kasus Litvinenko kembali memaksa kita untuk beralih ke topik perdagangan ilegal zat radioaktif Rusia. Sejak tahun 1995, IAEA telah memelihara database rekaman episode penyebaran limbah nuklir dan bahan radioaktif. Menurut data tahun lalu, total 827 episode serupa telah terdaftar.

IAEA tidak memiliki informasi tentang keberadaan isotop polonium-210 di pasar gelap, namun ada laporan yang belum dikonfirmasi mengenai hal ini.

Pada hari Selasa, Sergei Kiriyenko, kepala Rosatom, menolak anggapan bahwa polonium-210 yang menyebabkan kematian Litvinenko mungkin diekspor secara ilegal dari Rusia. Menurut dia, Rusia hanya mengekspor 8 gram polonium-210 per bulan, dan seluruh jumlah tersebut dikirim ke Amerika Serikat. Ekspor ke Inggris berhenti lima tahun lalu.

Secara teori, penyelidik yang memimpin kasus Litvinenko dapat melacak asal usul polonium-210, namun untuk melakukan hal tersebut diperlukan penemuan sisa sisa isotop lain terlebih dahulu.

Namun kalaupun data tersebut diperoleh, belum tentu pelakunya akan terungkap, terutama dalam kasus pencurian bahan tersebut. Menurut banyak fisikawan, polonium-210 dipilih sebagai senjata pembunuh justru karena toksisitasnya yang tinggi dan sulit dideteksi.

Kimia

Unsur N° 84 - polonium - merupakan unsur pertama yang dimasukkan dalam tabel periodik setelah ditemukannya radioaktivitas. Ia juga merupakan unsur pertama (dalam urutan nomor atom) dan paling ringan yang tidak memiliki isotop stabil. Ini juga merupakan salah satu unsur radioaktif pertama yang digunakan dalam penelitian luar angkasa.

Pada saat yang sama, unsur No. 84 mungkin merupakan salah satu unsur radioaktif yang paling sedikit diketahui dan paling tidak populer. Pada awalnya ia tetap berada dalam bayang-bayang, dibayangi oleh kehebatan radium. Belakangan, bahan tersebut tidak terlalu banyak diiklankan, seperti hampir semua bahan dari penelitian atom dan luar angkasa.

Kisah penemuan unsur nomor 84 cukup terkenal. Ditemukan oleh Pierre Curie dan Maria Sklodowska-Curie. Dalam jurnal laboratorium Curies, simbol "Rho" (tertulis di tangan Pierre) pertama kali muncul pada 13 Juli 1898.

Beberapa tahun setelah kematian Pierre Curie, istri dan rekan penulis dua penemuannya yang paling mencolok menulis buku Pierre Curie. Berkat buku ini, kita mempelajari secara langsung sejarah penemuan polonium dan radium, serta mengenal fitur dan prinsip kerja dua ilmuwan terkemuka. Berikut kutipan dari buku ini: “...Bijih yang kami pilih adalah bijih uranium, bijih uranium, yang dalam bentuk murninya kira-kira empat kali lebih aktif daripada uranium oksida... Metode yang kami gunakan adalah metode analisis kimia yang baru. berdasarkan radioaktivitas. Ini terdiri dari pemisahan dengan cara analisis kimia biasa dan pengukuran, dalam kondisi yang sesuai, radioaktivitas semua produk yang diisolasi. Dengan cara ini, Anda bisa mendapatkan gambaran tentang sifat kimia unsur radioaktif yang diinginkan; yang terakhir terkonsentrasi pada fraksi-fraksi yang radioaktivitasnya menjadi semakin besar seiring dengan berlanjutnya pemisahan. Kami segera dapat menentukan bahwa radioaktivitas terkonsentrasi terutama pada dua fraksi kimia yang berbeda, dan kami menyimpulkan bahwa setidaknya ada dua elemen radio baru yang terdapat dalam campuran resin: polonium dan radium. Kami melaporkan keberadaan unsur polonium pada bulan Juli 1898 dan radium pada bulan Desember tahun yang sama…”

Laporan pertama mengenai polonium bertanggal 18 Juli. Itu ditulis dengan sangat terkendali dan benar. Ada ungkapan di sana: “Jika keberadaan logam baru ini terbukti, kami mengusulkan untuk menyebutnya polonium, sesuai dengan nama tanah air salah satu dari kami.”

Dalam bahasa Latin Polonia berarti Polandia.

"Polonium" bukanlah nama "geografis" pertama untuk suatu unsur. Pada saat itu, germanium, rutenium, galium, dan skandium telah ditemukan. Meskipun demikian, nama ini istimewa, dapat dianggap sebagai nama protes: negara Polandia yang merdeka belum ada pada saat itu. Polandia terfragmentasi, terbagi antara kekaisaran Austria, Jerman dan Rusia...

Dalam buku terkenal “Marie Curie”, yang ditulis oleh putri bungsu keluarga Curie, Eva, kesimpulan berikut dibuat:

“Pemilihan nama ini menunjukkan bahwa Marie, setelah menjadi fisikawan Perancis, tidak meninggalkan tanah airnya. Hal ini juga dibuktikan dengan fakta bahwa sebelum catatan “Tentang zat radioaktif baru dalam komposisi uraninit” muncul di “Laporan Akademi Ilmu Pengetahuan”, Marie mengirimkan manuskrip tersebut ke tanah airnya, kepada Joseph Bogussky, kepala Akademi Ilmu Pengetahuan. laboratorium Museum Industri dan Pertanian tempat eksperimen ilmiah pertamanya. Pesan tersebut diterbitkan di Swiatlo, sebuah ulasan bergambar bulanan, hampir bersamaan dengan penerbitannya di Paris."
Di Republik Rakyat Polandia, kenangan akan Marie Skłodowska-Curie adalah sesuatu yang sakral.

Rumah tempat dia dilahirkan telah dipugar, dan Institut Radium Warsawa dinamai menurut namanya.

Mengapa radium dan bukan polonium?

Faktanya, mengapa radium, dan bukan polonium, yang membuat pasangan Curie terkenal di seluruh dunia? Bagaimanapun, unsur pertama yang mereka temukan adalah unsur No. 84. Setelah satu tahun bekerja, mereka yakin bahwa ada dua unsur baru dalam tar uranium. Namun unsur-unsur ini hanya diketahui melalui radioaktivitasnya, dan untuk meyakinkan semua orang, dan terutama para ahli kimia, bahwa penemuan benar-benar terjadi, maka perlu dilakukan isolasi aktivitas-aktivitas ini dan memperoleh unsur-unsur baru, setidaknya dalam bentuk senyawa individual.

Semua unsur radioaktif dan isotop, seperti diketahui, kini digabungkan menjadi satu keluarga: ketika membusuk, inti atom radioaktif berubah menjadi inti atom unsur anak lainnya. Semua elemen keluarga radioaktif berada dalam keseimbangan tertentu satu sama lain. Telah diukur bahwa dalam bijih uranium rasio kesetimbangan uranium terhadap polonium adalah 1,9-1010, dan 0,2 mg polonium berada dalam kesetimbangan dengan satu gram radium. Artinya, mineral uranium mengandung radium hampir 4 juta kali lebih sedikit dibandingkan uranium, dan polonium 5 ribu kali lebih sedikit.

Keluarga Curie, tentu saja, tidak mengetahui angka pastinya. Namun demikian, menyadari betapa besarnya pekerjaan besar yang harus dilakukan untuk mengisolasi unsur-unsur baru, mereka membuat satu-satunya keputusan yang tepat. Dalam buku yang telah kami kutip tentang Pierre Curie dikatakan: “Hasil yang diperoleh setelah satu tahun kerja dengan jelas menunjukkan bahwa radium lebih mudah diisolasi daripada polonium; oleh karena itu upaya dikonsentrasikan pada radium.”

Polonium buatan

Pertanyaannya di sini cukup tepat: jika polonium benar-benar merupakan unsur yang sangat langka dan sangat sulit ditemukan, lalu berapa biaya untuk menambang polonium di zaman kita? Kami tidak memiliki angka pastinya, tetapi saat ini unsur No. 84 tidak kalah mudahnya dengan radium. Sangat sulit mendapatkannya dari bijih, tetapi ada cara lain - fusi nuklir.

Saat ini, polonium diproduksi dengan dua cara, dengan bismut-209 sebagai bahan awal dalam kedua cara tersebut. Dalam reaktor nuklir, ia diiradiasi dengan fluks neutron, dan kemudian, melalui rantai transformasi nuklir yang relatif sederhana, isotop terpenting dari unsur No. 84 saat ini terbentuk - polonium-210:

209 83 Bi + 1 1 p -γ→ 210 83 Bi -β→ 210 84 Po.
Dan jika isotop bismut yang sama ditempatkan di mesin fusi nuklir penting lainnya - siklotron dan di sana ia dibombardir dengan aliran proton, maka menurut reaksinya

209 83 Bi + 1 0 n -γ→ 209 84 Po + 1 0 n.

isotop unsur N° 84 yang berumur paling lama terbentuk.

Reaksi pertama lebih penting: polonium-210 adalah isotop yang jauh lebih menarik untuk teknologi dibandingkan polonium-209. (Tentang alasannya di bawah.) Selain itu, reaksi kedua bersamaan dengan polonium menghasilkan timbal-209 - salah satu pengotor yang paling sulit dihilangkan dari polonium.

Secara umum, memurnikan polonium dan memisahkannya dari campuran dengan logam lain bukanlah tugas yang sulit bagi teknologi modern. Ada berbagai metode untuk mengisolasi polonium, khususnya elektrokimia, ketika polonium logam diisolasi pada katoda platinum atau emas dan kemudian dipisahkan melalui sublimasi.

Polonium adalah logam dengan titik leleh rendah dan titik didih relatif rendah; titik leleh dan titik didihnya masing-masing adalah 254 dan 962°C.

Dasar-dasar Kimia

Sangat jelas bahwa metode canggih saat ini untuk memproduksi dan mengisolasi polonium menjadi mungkin hanya setelah dilakukan penelitian menyeluruh terhadap logam radioaktif langka ini. Dan tentu saja hubungannya. Fondasi kimia polonium diletakkan oleh para penemunya. Dalam salah satu buku catatan laboratorium pasangan Curie terdapat entri yang dibuat pada tahun 1898: “Setelah perlakuan pertama campuran resin dengan asam sulfat, polonium tidak sepenuhnya diendapkan dan dapat diekstraksi sebagian dengan mencuci dengan SO 4 H 2 encer (di sini dan di bawah indeks kimia dari aslinya dipertahankan). Sebaliknya, dua perlakuan terhadap residu resin blende dan satu perlakuan terhadap residu [bijih] Jerman dengan karbonat menghasilkan karbonat, dan SO 4 H 2 mengendapkan seluruh zat aktif dari karbonat yang dilarutkan dalam asam asetat.”

Belakangan, lebih banyak lagi yang dipelajari tentang elemen ini. Kita belajar, khususnya, bahwa unsur polonium, logam berwarna putih keperakan, terdapat dalam dua modifikasi alotropik. Kristal salah satunya - bersuhu rendah - memiliki kisi kubik, dan yang lainnya - bersuhu tinggi - memiliki kisi belah ketupat.

Transisi fase dari satu bentuk ke bentuk lainnya terjadi pada suhu 36°C, tetapi pada suhu kamar polonium berada dalam bentuk suhu tinggi. Ia dipanaskan oleh radiasi radioaktifnya sendiri. Secara tampilan, polonium mirip dengan logam biasa. Dalam hal fusibilitas - seperti timah dan bismut. Menurut sifat elektrokimia - untuk logam mulia. Menurut spektrum optik dan sinar-X - hanya untuk dirinya sendiri. Dan dalam hal perilaku dalam larutan, ia serupa dengan semua unsur radioaktif lainnya: berkat radiasi pengion dalam larutan yang mengandung polonium, ozon, dan hidrogen peroksida terus-menerus terbentuk dan terurai.

Dari segi sifat kimianya, polonium merupakan analog langsung dari belerang, selenium, dan telurium. Ia menunjukkan valensi 2-, 2+, 4+ dan 6+, yang wajar untuk unsur golongan ini. Banyak senyawa polonium yang diketahui dan dipelajari dengan cukup baik, mulai dari oksida sederhana PoO 2, larut dalam air, hingga senyawa kompleks kompleks. Yang terakhir ini seharusnya tidak mengejutkan. Kecenderungan pembentukan kompleks merupakan hal yang paling banyak terjadi pada logam berat, dan polonium adalah salah satunya. Omong-omong, kepadatannya - 9,4 g/cm 3 - sedikit lebih kecil dari kepadatan timbal.

Kajian yang sangat penting tentang sifat polonium untuk radiokimia secara umum dilakukan pada tahun 1925-1928. di Institut Radium Leningrad. Pada dasarnya penting untuk mengetahui apakah unsur radioaktif yang ditemukan dalam larutan dalam jumlah yang semakin kecil dapat membentuk senyawa koloidnya sendiri. Jawaban atas pertanyaan ini - jawabannya positif - diberikan dalam karya "Tentang pertanyaan tentang sifat koloid polonium." Penulisnya adalah I.E. Seorang lelaki tua, yang kemudian menjadi ahli radiokimia terkenal, anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet.

Polonium di Bumi dan di luar angkasa

Bagi orang yang jauh dari radiokimia dan fisika nuklir, pernyataan berikut akan terasa aneh: saat ini polonium adalah unsur yang jauh lebih penting daripada radium. Keunggulan historis dari yang terakhir ini tidak dapat disangkal, tetapi ini adalah masa lalu. Polonium adalah elemen hari ini dan masa depan. Pertama-tama, ini berlaku untuk isotop polonium-210.

Secara total, 27 isotop polonium diketahui dengan nomor massa dari 192 hingga 218. Ini adalah salah satu unsur yang paling poliisotopik. Waktu paruh isotop yang berumur paling lama adalah polonium-209-102 tahun. Oleh karena itu, secara alami, di kerak bumi hanya terdapat polonium radiogenik, dan jumlahnya sangat sedikit - 2-10 * 14%. Beberapa isotop polonium yang ada di alam mempunyai nama dan simbol tersendiri yang menentukan tempatnya dalam rangkaian radioaktif. Jadi polonium-210 disebut juga radium F (RaF), 211 Po - AcC, 2I2 Po - ThC, 214 Po - RaC, 215 Po - AcA, 216 Po - ThA dan 218 Po - RaA.

Masing-masing nama ini memiliki sejarahnya sendiri, semuanya terkait dengan isotop "induk" dari satu atau beberapa jenis atom polonium, jadi akan lebih tepat untuk menyebutnya bukan "nama", tetapi "patronimik". Dengan munculnya sistem penunjukan isotop modern, nama-nama lama yang terdaftar secara bertahap hampir tidak lagi digunakan.

Isotop terpenting, polonium-210, adalah pemancar alfa murni. Partikel-partikel yang dipancarkannya diperlambat dalam logam dan, ketika melewatinya hanya beberapa mikrometer, membuang energinya. Omong-omong, energi nuklir. Namun energi tidak muncul dan tidak hilang. Energi dari partikel alfa polonium diubah menjadi panas, yang dapat digunakan, misalnya, untuk pemanasan, dan tidak terlalu sulit untuk diubah menjadi listrik.

Energi ini sudah digunakan baik di Bumi maupun di luar angkasa. Isotop 210 Po digunakan dalam pembangkit listrik beberapa satelit buatan. Secara khusus, ia terbang melampaui Bumi dengan satelit Soviet Kosmos-84 dan Kosmos-90.

Pemancar alfa murni, dan polonium-210, memiliki beberapa keunggulan nyata dibandingkan sumber radiasi lainnya. Pertama, partikel alfa cukup masif dan membawa banyak energi. Kedua, penghasil emisi semacam itu praktis tidak memerlukan tindakan perlindungan khusus: kemampuan penetrasi dan panjang jalur partikel alfa minimal. Ada yang ketiga, keempat, dan kelima, tapi kedua keunggulan ini yang utama.

Pada prinsipnya, plutonium-238, polonium-210, strontium-90, cerium-144 dan curium-244 merupakan sumber energi yang dapat diterima untuk pengoperasian di stasiun luar angkasa. Namun polonium-210 memiliki keunggulan penting dibandingkan isotop pesaing lainnya – daya spesifik tertinggi, 1210 W/cm 3 . Ini melepaskan begitu banyak energi panas sehingga panasnya dapat melelehkan sampel. Untuk mencegah hal ini terjadi, polonium ditempatkan dalam matriks timbal. Paduan polonium dan timbal yang dihasilkan memiliki titik leleh sekitar 600°C - jauh lebih tinggi dibandingkan logam penyusunnya. Namun, dayanya berkurang, namun tetap cukup besar - sekitar 150 W/cm 3 .

W. Corliss dan D. Harvey, penulis buku “Sumber Energi dari Isotop Radioaktif,” menulis: “Seperti yang ditunjukkan oleh penelitian terbaru, 210 Po dapat digunakan dalam pesawat ruang angkasa berawak.” Mereka menyebut ketersediaan isotop ini sebagai keunggulan lain polonium-210. Buku yang sama mengatakan bahwa bismut dan polonium yang diperoleh darinya mudah dipisahkan melalui pertukaran ion. Jadi layanan luar angkasa polonium tampaknya baru saja dimulai.

Dan ini adalah awal yang baik. Isotop radioaktif polonium-210 berfungsi sebagai bahan bakar untuk “kompor” yang dipasang di Lunokhod 2. Malam di Bulan sangat panjang dan dingin. Selama 14,5 hari Bumi, suhu penjelajah bulan berada di bawah -130°C. Namun selama ini wadah instrumen harus menjaga suhu yang dapat diterima untuk peralatan ilmiah yang kompleks.

Sumber panas polonium ditempatkan di luar wadah instrumen. Polonium memancarkan panas secara terus menerus; tetapi hanya ketika suhu di dalam kompartemen instrumen turun di bawah batas yang disyaratkan barulah gas pendingin, yang dipanaskan oleh polonium, mulai mengalir ke dalam wadah. Selebihnya, kelebihan panas dibuang ke luar angkasa. Kompor nuklir Lunokhod-2 dibedakan berdasarkan otonomi penuh dan keandalan mutlak. Namun, ada keterbatasan pada polonium-210. Waktu paruhnya yang relatif singkat - hanya 138 hari - memberikan batasan alami pada masa pakai sumber radioisotop yang mengandung polonium.

Perangkat serupa digunakan di Bumi. Selain itu, sumber neutron polonium-berilium dan polonium-boron juga penting. Ini adalah ampul logam tertutup yang mengandung pelet keramik boron karbida atau berilium karbida berlapis polonium-210. Aliran neutron dari inti atom boron atau berilium menghasilkan partikel alfa yang dipancarkan polonium.

Sumber neutron tersebut ringan dan portabel, relatif aman untuk dioperasikan, dan sangat andal. Ampul kuningan dengan diameter 2 cm dan tinggi 4 cm - sumber neutron polonium-berilium Soviet - menghasilkan hingga 90 juta neutron setiap detik.

Di antara urusan duniawi lainnya dari unsur No. 84, mungkin perlu disebutkan penggunaannya dalam paduan elektroda standar. Paduan ini diperlukan untuk busi pada mesin pembakaran dalam. Partikel alfa yang dipancarkan Polonium-210 menurunkan tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan percikan api sehingga memudahkan menghidupkan mesin.

Tindakan pengamanan

Perhatian khusus harus diberikan saat bekerja dengan polonium. Mungkin ini salah satu elemen radio yang paling berbahaya. Aktivitasnya begitu besar sehingga, meskipun hanya memancarkan partikel alfa, Anda tidak dapat menanganinya dengan tangan; akibatnya adalah kerusakan radiasi pada kulit dan, mungkin, seluruh tubuh: polonium mudah menembus kulit. Elemen No. 84 juga berbahaya pada jarak yang lebih jauh dari panjang jalur partikel alfa. Ini dapat dengan cepat menjadi aerosol dan mencemari udara. Oleh karena itu, mereka bekerja dengan polonium hanya dalam kotak tertutup, dan fakta bahwa melindungi diri Anda dari radiasi polonium tidaklah sulit, sangat menguntungkan bagi semua orang yang berurusan dengan elemen ini.

Pembaca yang penuh perhatian mungkin telah memperhatikan bahwa dalam artikel ini, di mana pun penggunaan praktis polonium dibahas, hanya satu isotop yang muncul - dengan nomor massa 210. Memang, isotop lain dari unsur No. 84, termasuk yang berumur paling lama di antaranya - polonium-209 saat ini hanya digunakan untuk tujuan penelitian, untuk mempelajari dan memperjelas karakteristik fisik nuklir dari isotop-isotop tersebut. Isotop ini belum menemukan penerapan praktis.

Benar, banyak ilmuwan percaya bahwa polonium-208, yang juga merupakan pemancar alfa murni, juga menjanjikan sebagai sumber energi luar angkasa. Waktu paruhnya jauh lebih lama dibandingkan polonium-210 - 2,9 tahun. Namun sejauh ini isotop ini hampir tidak tersedia. Masa depan akan menunjukkan berapa lama waktu yang dibutuhkannya untuk hanya memakai pakaian yang menjanjikan.

Unsur No.84 – polonium – adalah unsur pertama yang dimasukkan dalam tabel periodik setelah ditemukannya radioaktivitas. Ia juga merupakan unsur pertama (dalam urutan nomor atom) dan paling ringan yang tidak memiliki isotop stabil. Ini juga merupakan salah satu unsur radioaktif pertama yang digunakan dalam penelitian luar angkasa.

Pembukaan, nama

Kisah penemuan unsur nomor 84 cukup terkenal. Ditemukan oleh Pierre Curie dan Marie Skłodowska-Curie. Dalam jurnal laboratorium Curies, simbol "Po" (tertulis di tangan Pierre) pertama kali muncul pada 13 Juli 1898.

Beberapa tahun setelah kematian Pierre Curie, istri dan rekan penulis dua penemuannya yang paling mencolok menulis buku Pierre Curie. Berkat buku ini, kita mempelajari secara langsung sejarah penemuan polonium dan radium, serta mengenal fitur dan prinsip kerja dua ilmuwan terkemuka. Berikut kutipan dari buku ini: “...Bijih yang kami pilih adalah bijih uranium, bijih uranium, yang dalam bentuk murninya kira-kira empat kali lebih aktif daripada uranium oksida... Metode yang kami gunakan adalah metode analisis kimia yang baru. berdasarkan radioaktivitas. Ini terdiri dari pemisahan dengan cara analisis kimia biasa dan pengukuran, dalam kondisi yang sesuai, radioaktivitas semua produk yang diisolasi. Dengan cara ini, Anda bisa mendapatkan gambaran tentang sifat kimia unsur radioaktif yang diinginkan; yang terakhir terkonsentrasi pada fraksi-fraksi yang radioaktivitasnya menjadi semakin besar seiring dengan berlanjutnya pemisahan. Kami segera dapat menentukan bahwa radioaktivitas terkonsentrasi terutama pada dua fraksi kimia yang berbeda, dan kami menyimpulkan bahwa setidaknya ada dua unsur radio baru yang terdapat dalam campuran resin: polonium dan radium. Kami melaporkan keberadaan unsur polonium pada bulan Juli 1898 dan radium pada bulan Desember tahun yang sama…”

Dalam bahasa Latin Polonia berarti Polandia.

“Polonium” bukanlah nama “geografis” pertama untuk suatu unsur. Pada saat itu, germanium, rutenium, galium, dan skandium telah ditemukan. Meskipun demikian, nama ini istimewa, dapat dianggap sebagai nama protes: negara Polandia yang merdeka belum ada pada saat itu. Polandia terfragmentasi, terbagi antara kekaisaran Austria, Jerman dan Rusia...

Dalam buku terkenal “Marie Curie”, yang ditulis oleh putri bungsu keluarga Curie, Eva, dibuat kesimpulan sebagai berikut: “Pemilihan nama ini menunjukkan bahwa Marie, setelah menjadi fisikawan Prancis, tidak meninggalkan tanah airnya. Hal ini juga dibuktikan dengan fakta bahwa sebelum catatan “Tentang zat radioaktif baru dalam komposisi uraninit”* muncul di “Laporan Akademi Ilmu Pengetahuan”, Marie mengirimkan manuskrip tersebut ke tanah airnya, kepada Joseph Bogussky, kepala laboratorium Museum Industri dan Pertanian, tempat eksperimen ilmiah pertamanya dimulai. Pesan tersebut diterbitkan di Swialto, sebuah ulasan bergambar bulanan, hampir bersamaan dengan penerbitannya di Paris."

* Mineral uranium, komposisinya UO 2. Keluarga Curie mengeksplorasi berbagai mineral yang mengandung uranium.

Mengapa radium dan bukan polonium?

Faktanya, mengapa radium, dan bukan polonium, yang membuat pasangan Curie terkenal di seluruh dunia? Bagaimanapun, unsur pertama yang mereka temukan adalah unsur No.84.

Setelah satu tahun bekerja, mereka yakin bahwa ada dua unsur baru dalam tar uranium. Namun unsur-unsur ini hanya diketahui melalui radioaktivitasnya, dan untuk meyakinkan semua orang, dan terutama para ahli kimia, bahwa penemuan benar-benar terjadi, maka perlu dilakukan isolasi aktivitas-aktivitas ini dan memperoleh unsur-unsur baru, setidaknya dalam bentuk senyawa individual.

Semua unsur radioaktif dan isotop, seperti diketahui, kini digabungkan menjadi satu keluarga: ketika membusuk, inti atom radioaktif berubah menjadi inti atom unsur anak lainnya. Semua elemen keluarga radioaktif berada dalam keseimbangan tertentu satu sama lain. Telah diukur bahwa dalam bijih uranium rasio kesetimbangan uranium terhadap polonium adalah 1,9 · 10 10, dan 0,2 mg polonium berada dalam kesetimbangan dengan satu gram radium. Artinya, mineral uranium mengandung radium hampir 20 miliar kali lebih sedikit dibandingkan uranium, dan polonium 5 ribu kali lebih sedikit.

Polonium buatan

Pertanyaannya di sini cukup tepat: jika polonium benar-benar merupakan unsur yang sangat langka dan sangat sulit ditemukan, lalu berapa biaya untuk menambang polonium di zaman kita?

Kami tidak memiliki angka pastinya, tetapi saat ini unsur No. 84 tidak kalah mudahnya dengan radium. Sangat sulit mendapatkannya dari bijih, tetapi ada cara lain - fusi nuklir.

Dan jika isotop bismut yang sama ditempatkan di mesin fusi nuklir penting lainnya - siklotron dan di sana ia dibombardir dengan aliran proton, maka menurut reaksinya

isotop unsur No. 84 yang berumur paling lama terbentuk.

Polonium adalah logam dengan titik leleh rendah dan titik didih relatif rendah; titik leleh dan titik didihnya masing-masing adalah 254 dan 962°C.

Dasar-dasar Kimia

Fondasi kimia polonium diletakkan oleh para penemunya. Dalam salah satu buku catatan laboratorium pasangan Curie terdapat entri yang dibuat pada tahun 1898: “Setelah perlakuan pertama campuran resin dengan asam sulfat, polonium tidak sepenuhnya diendapkan dan dapat diekstraksi sebagian dengan mencuci dengan SO 4 H 2 encer (di sini dan di bawah indeks kimia dari aslinya dipertahankan). Sebaliknya, dua perlakuan terhadap residu resin blende dan satu perlakuan terhadap residu [bijih] Jerman dengan karbonat menghasilkan karbonat, dan SO 4 H 2 mengendapkan seluruh zat aktif dari karbonat yang dilarutkan dalam asam asetat.”

Transisi fase dari satu bentuk ke bentuk lainnya terjadi pada suhu 36°C, tetapi pada suhu kamar polonium berada dalam bentuk suhu tinggi. Ia dipanaskan oleh radiasi radioaktifnya sendiri.

Secara tampilan, polonium mirip dengan logam biasa. Dalam hal peleburan - timbal dan bismut. Menurut sifat elektrokimia - untuk logam mulia. Menurut spektrum optik dan sinar-X - hanya untuk dirinya sendiri. Dan menurut perilakunya dalam larutan - terhadap semua unsur radioaktif lainnya: berkat radiasi pengion dalam larutan yang mengandung polonium, ozon dan hidrogen peroksida terus-menerus terbentuk dan terurai.

Dari segi sifat kimianya, polonium merupakan analog langsung dari belerang, selenium, dan telurium. Ia menunjukkan valensi 2–, 2+, 4+ dan 6+, yang wajar untuk unsur golongan ini. Banyak senyawa polonium yang diketahui dan dipelajari dengan cukup baik, mulai dari oksida sederhana PoO 2, larut dalam air, hingga senyawa kompleks kompleks.

Yang terakhir ini seharusnya tidak mengejutkan. Kecenderungan untuk membentuk kompleks merupakan ciri sebagian besar logam berat, dan polonium adalah salah satunya. Omong-omong, kepadatannya - 9,4 g/cm 3 - sedikit lebih kecil dari kepadatan timbal.

Sebuah studi yang sangat penting tentang sifat polonium untuk radiokimia secara umum dilakukan pada tahun 1925...1928. di Institut Radium Leningrad. Pada dasarnya penting untuk mengetahui apakah unsur radioaktif yang ditemukan dalam larutan dalam jumlah yang semakin kecil dapat membentuk senyawa koloidnya sendiri. Jawaban atas pertanyaan ini - jawabannya positif - diberikan dalam karya "Tentang pertanyaan tentang sifat koloid polonium." Penulisnya adalah I.E. Seorang lelaki tua, yang kemudian menjadi ahli radiokimia terkenal, anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet.

Polonium di Bumi dan di luar angkasa

Secara total, 27 isotop polonium diketahui dengan nomor massa dari 192 hingga 218. Ini adalah salah satu unsur yang paling poliisotopik. Waktu paruh isotop yang berumur paling lama, polonium-209, adalah 103 tahun. Oleh karena itu, secara alami, di kerak bumi hanya terdapat polonium radiogenik, dan jumlahnya sangat sedikit - 2·10–14%. Beberapa isotop polonium yang ada di alam mempunyai nama dan simbol tersendiri yang menentukan tempatnya dalam rangkaian radioaktif. Jadi, polonium-210 disebut juga radium F (RaF), 211 Po - AcC " , 212 Po – ThC " , 214 Po – PaC " , 215 Po – AcA, 216 Po – ThA dan 218 Po – RaA.

Masing-masing nama ini memiliki sejarahnya masing-masing; semuanya berasosiasi dengan isotop “induk” dari satu atau beberapa jenis atom polonium, jadi akan lebih tepat untuk menyebutnya bukan “nama”, tetapi “patronimik”. Dengan munculnya sistem penunjukan isotop modern, nama-nama lama yang terdaftar secara bertahap hampir tidak lagi digunakan.

Pemancar alfa murni, dan polonium-210, memiliki beberapa keunggulan nyata dibandingkan sumber radiasi lainnya. Pertama, partikel alfa cukup masif sehingga membawa banyak energi. Kedua, penghasil emisi semacam itu praktis tidak memerlukan tindakan perlindungan khusus: kemampuan penetrasi dan panjang jalur partikel alfa minimal. Ada yang ketiga, keempat, dan kelima, tapi kedua keunggulan ini yang utama.

Pada prinsipnya, plutonium-238, dolonium-210, strontium-90, cerium-144 dan curium-244 merupakan sumber energi yang dapat diterima untuk pengoperasian di stasiun luar angkasa. Namun polonium-210 memiliki keunggulan penting dibandingkan isotop pesaing lainnya – daya spesifik tertinggi, 1210 W/cm 3 . Ini melepaskan begitu banyak energi panas sehingga panasnya dapat melelehkan sampel. Untuk mencegah hal ini terjadi, polonium ditempatkan dalam matriks timbal. Paduan polonium dan timbal yang dihasilkan memiliki titik leleh sekitar 600°C - jauh lebih tinggi dibandingkan masing-masing logam penyusunnya. Namun, dayanya berkurang, namun tetap cukup besar - sekitar 150 W/cm3.

W. Corliss dan D. Harvey, penulis buku “Energy Sources on Radioactive Isotopes” (buku ini diterbitkan dalam bahasa Rusia pada tahun 1967), menulis: “Seperti yang ditunjukkan oleh penelitian terbaru, 210 Po dapat digunakan dalam pesawat ruang angkasa berawak.” Mereka menyebut ketersediaan isotop ini sebagai keunggulan lain polonium-210. Buku yang sama mengatakan bahwa bismut dan polonium yang diperoleh darinya mudah dipisahkan melalui pertukaran ion. Jadi layanan luar angkasa polonium tampaknya baru saja dimulai.

Dan ini adalah awal yang baik. Isotop radioaktif polonium-210 berfungsi sebagai bahan bakar untuk “kompor” yang dipasang di Lunokhod 2.

Malam di Bulan sangat panjang dan dingin. Selama 14,5 hari di Bumi, suhu penjelajah bulan berada di bawah –130°C. Namun selama ini wadah instrumen harus menjaga suhu yang dapat diterima untuk peralatan ilmiah yang kompleks.

Kompor nuklir Lunokhod-2 dibedakan berdasarkan otonomi penuh dan keandalan mutlak.

Namun, ada keterbatasan pada polonium-210. Waktu paruhnya yang relatif singkat - hanya 138 hari - memberikan batasan alami pada masa pakai sumber radioisotop yang mengandung polonium.

Perangkat serupa digunakan di Bumi. Selain itu, sumber neutron polonium-berilium dan polonium-boron juga penting. Ini adalah ampul logam tertutup yang berisi tablet keramik berlapis polonium-210 yang terbuat dari boron karbida atau berilium karbida. Aliran neutron dari inti atom boron atau berilium menghasilkan partikel alfa yang dipancarkan polonium.

Sumber neutron tersebut ringan dan portabel, sepenuhnya aman digunakan, dan sangat andal. Ampul kuningan dengan diameter 2 cm dan tinggi 4 cm - sumber neutron polonium-berilium Soviet - menghasilkan hingga 90 juta neutron setiap detik.

Tindakan pengamanan

Perhatian khusus harus diberikan saat bekerja dengan polonium. Mungkin ini salah satu elemen radio yang paling berbahaya. Aktivitasnya begitu besar sehingga, meskipun hanya memancarkan partikel alfa, Anda tidak dapat menanganinya dengan tangan; akibatnya adalah kerusakan radiasi pada kulit dan, mungkin, seluruh tubuh: polonium mudah menembus kulit. Elemen No. 84 juga berbahaya pada jarak yang melebihi panjang jalur partikel alfa. Ini dapat dengan cepat menjadi aerosol dan mencemari udara. Oleh karena itu, mereka bekerja dengan polonium hanya dalam kotak tertutup, dan fakta bahwa melindungi diri Anda dari radiasi polonium tidaklah sulit, sangat menguntungkan bagi semua orang yang berurusan dengan elemen ini.

Polonium (lat. Polonium; disimbolkan Po) adalah suatu unsur kimia dengan nomor atom 84 dalam tabel periodik, suatu semilogam radioaktif berwarna putih keperakan. Tidak memiliki isotop stabil.

Sejarah dan asal usul nama tersebut

Unsur ini ditemukan pada tahun 1898 oleh pasangan Pierre Curie dan Marie Skłodowska-Curie dalam campuran resin. Unsur ini dinamai tanah air Marie Skłodowska-Curie - Polandia (lat. Polonia).
Pada tahun 1902, ilmuwan Jerman Wilhelm Markwald menemukan unsur baru. Dia menamakannya radiotelurium. Curie, setelah membaca catatan tentang penemuan tersebut, melaporkan bahwa ini adalah unsur polonium, yang mereka temukan empat tahun sebelumnya. Markwald tidak setuju dengan penilaian ini, dengan mengatakan bahwa polonium dan radiotelurium adalah unsur yang berbeda. Setelah serangkaian percobaan dengan unsur tersebut, Curie membuktikan bahwa polonium dan radiotellurium memiliki waktu paruh yang sama. Markwald terpaksa mundur.
Sampel pertama polonium yang mengandung 0,1 mg unsur ini diisolasi pada tahun 1910.

Properti

Polonium adalah logam radioaktif lunak berwarna putih keperakan.
Logam polonium dengan cepat teroksidasi di udara. Polonium dioksida (PoO 2) x dan polonium monoksida PoO telah diketahui. Membentuk tetrahalida dengan halogen. Ketika terkena asam, ia masuk ke dalam larutan dengan pembentukan kation Po 2+ berwarna merah muda:
Po + 2HCl → PoCl 2 + H 2.

Ketika polonium dilarutkan dalam asam klorida dengan adanya magnesium, hidrogen polonida terbentuk:
Po + Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 Po,

Yang berbentuk cair pada suhu kamar (dari −36,1 hingga 35,3 °C)
Dalam jumlah indikator, diperoleh polonium trioksida asam PoO 3 dan garam asam polonium, yang tidak ada dalam keadaan bebas - polonat K 2 PoO 4. Polonium dioksida PoO 2 juga dikenal. Membentuk halida dengan komposisi PoX 2, PoX 4 dan PoX 6. Seperti telurium, polonium mampu membentuk senyawa kimia - polonida - dengan sejumlah logam.
Polonium adalah satu-satunya unsur kimia yang, pada suhu rendah, membentuk kisi kristal kubik sederhana monatomik.

Kuitansi

Dalam praktiknya, polonium nuklida 210 Po disintesis secara artifisial dalam jumlah gram dengan menyinari logam 209 Bi dengan neutron dalam reaktor nuklir. 210 Bi yang dihasilkan berubah menjadi 210 Po karena peluruhan β. Ketika isotop bismut yang sama disinari dengan proton sesuai reaksinya
209 Bi + p → 209 Po + n
isotop polonium yang berumur paling lama, 209 Po, terbentuk.
Polonium dalam jumlah mikro diekstraksi dari limbah pengolahan bijih uranium. Polonium diisolasi dengan ekstraksi, pertukaran ion, kromatografi dan sublimasi.
Po logam diperoleh melalui dekomposisi termal dalam vakum PoS sulfida atau dioksida (PoO 2) x pada 500 °C.
98% produksi polonium dunia berasal dari Rusia.

Tampilan