البولونيوم. خصائص البولونيوم استخدام البولونيوم. البولونيوم: تاريخ اكتشاف العنصر العنصر الكيميائي البولونيوم، أصل التسمية

تم تحليل الجوانب العلمية لقضية ليتفينينكو لصالح TRV-Nauka بواسطة د. الكيمياء. العلوم، رئيس مختبر مجمع النظائر المشعة التابع لمعهد البحوث النووية التابع لأكاديمية العلوم الروسية

لا تهدأ المشاعر المحيطة بالوفاة الغامضة لألكسندر ليتفينينكو. وأخيرا، بدأت جلسات الاستماع العامة بشأن قضيته في لندن. ومؤخرا نسبيا، كان الاهتمام بهذا الموضوع مدفوعا بافتراض أن الزعيم الفلسطيني ياسر عرفات قتل بطريقة مماثلة. وبفضل هذا، تعلم عامة الناس شيئًا ما على الأقل عن النظائر المشعة وتطبيقاتها المحتملة، ولكن بطريقة أحادية الجانب للغاية.

ذات مرة اضطررت للتعليق على هذه القضية في العديد من المنشورات والبرامج الإذاعية والتلفزيونية الروسية والأجنبية. لكن وسائل الإعلام ليست المنصة الأنسب لمناقشة الجوانب العلمية لهذه المشكلة المثيرة للاهتمام: فالقضية مسيسة للغاية. طرح الناس الإصدارات الأكثر روعة، دون أن يزعجوا أنفسهم بأي دليل على الإطلاق. وفي الوقت نفسه، هناك عدد من المنشورات العلمية التي تناقش جوانب مختلفة، طبية في المقام الأول. كما أثير هذا السؤال في عدد من المؤتمرات العلمية حول إنتاج واستخدام النظائر التي شاركت فيها.

سألخص هنا بإيجاز الجانب التالي: إنتاج وخصائص البولونيوم 210، والتي قد تكون مرتبطة بتسمم أ. ليتفينينكو. وأعرب عدد من "الخبراء" الروس عن دهشتهم من سبب استخدام هذه المادة بالتحديد، ولم يكن الكثير منهم واضحين بشأن كيفية استخدامها. على وجه الخصوص، ليف فيدوروف، د. الكيمياء. العلوم، قال رئيس اتحاد السلامة الكيميائية على موقع Ekho Moskvy: "كيف يمكنك التسمم بالبولونيوم 210؟ لا أستطيع أن أتخيل هذا... إذا كنت أفكر في كيفية تسميم شخص ما، فإن آخر شيء سأقوله هو البولونيوم... بطبيعة الحال، فإن الشخص الذي سيحمله عبر الحدود يجب أن يحمله في عربة. حاوية الرصاص ».

وحاول عدد من الخبراء الآخرين تبرير استنتاجاتهم بناء على اعتبارات عامة. وهكذا، صرح المصرفي الشهير ألكسندر ليبيديف، وهو نفسه موظف سابق في المخابرات السوفييتية، في مناقشتنا العامة معه على قناة إن تي في ("مساء الأحد مع فلاديمير سولوفيوف،" 3 ديسمبر 2006): وأضاف "أؤكد لكم أنه لا يوجد اليوم أدنى احتمال للسماح لأجهزتنا الخاصة بالقيام بمثل هذه الأشياء... لأن ذلك سيتبعه بالتأكيد عقوبة جنائية".

ولنضع جانبا الجوانب السياسية، من استفاد أو لم يستفيد من ذلك. دعونا نكتشف لماذا تم استخدام البولونيوم؟

الحصول على البولونيوم 210

الطريقة الرئيسية لإنتاج البولونيوم 210 هي تشعيع البزموت بالنيوترونات البطيئة في مفاعل نووي (انظر الشكل 1). ويجب بعد ذلك عزل البولونيوم كيميائيًا عن البزموت المشعع. يمكن القيام بذلك عن طريق التسامي (نظرًا لأن البولونيوم له قابلية عالية للتطاير نسبيًا عند درجات حرارة مرتفعة)، أو عن طريق الكهروكيميائية أو طرق أخرى. ويتم إنتاج البولونيوم 210 بهذه الطريقة وهو رخيص جدًا. الحديث عن تكلفتها العالية ليس صحيحا. شيء آخر هو توافره.

هناك أيضًا مرحلة ثالثة في التقنية، وهي إعداد مصدر الإشعاع للاستخدام النهائي. يمكن أن تكون المصادر من أنواع مختلفة. في هذه الحالة بالذات، يجب وضع البولونيوم في كبسولة، ويفضل أن تكون ذات غلاف متعدد الطبقات (لتجنب اختراق البولونيوم). للتسمم، يجب عليك إما فتح هذه الكبسولة حتى تدخل المحتويات في المشروب، أو، وهو أمر أكثر ملاءمة، اصنع أمبولة مصغرة بقشرة قابلة للذوبان؛

لأول مرة، تم الحصول على البولونيوم النقي في الاتحاد السوفيتي في NII-9 (الآن معهد A. A. Bochvar لأبحاث التكنولوجيا الفائقة للمواد غير العضوية)، والذي كان رائدًا في دراسة هذا العنصر. تم تنفيذ العمل بتوجيه من عالمتنا المتميزة زينايدا فاسيليفنا إرشوفا.

هل من الممكن تحديد أصل البولونيوم تقنياً؟ من الناحية النظرية هذا ممكن، لكنه من الناحية العملية صعب للغاية. ويتميز كل مفاعل نووي (في قناة تشعيع محددة) بطيف نيوتروني خاص به. يؤدي وجود النيوترونات السريعة إلى تكوين كميات صغيرة من البولونيوم -210 (عمر النصف - 138.4 يومًا)، إلى جانب البولونيوم -210 (عمر النصف - 102 سنة، طاقة جسيمات ألفا - 4.9 ميجا إلكترون فولت) عن طريق التفاعل النووي ( n، 2n) من البولونيوم 210 المتراكم، بالإضافة إلى كميات أصغر من البولونيوم 208 (2.9 سنة).

وبالتالي، باستخدام مثل هذه "الساعة النووية"، من الممكن، من حيث المبدأ، تحديد مكان وتاريخ إنتاج البولونيوم. ومع ذلك، فإن القيام بذلك ليس بالأمر السهل، وفي بعض الحالات يكون مستحيلا. يعتمد ذلك على كمية البولونيوم التي تم العثور عليها ومكان وجودها: المهم هو النسبة بين الرصاص المستقر 206 المتكون من البولونيوم 210 ورصاص الخلفية الذي يبلغ محتواه في الخليط الطبيعي للنظائر 24.1٪. ستكون هناك حاجة إلى فاصل كتلي خاص لفصل نظائر البولونيوم (أو وقت تعرض طويل لتحلل البولونيوم 210)، بالإضافة إلى عينات معايرة للبولونيوم من المفاعل، محضرة بنفس وضع التشعيع.

يتم إنتاج البولونيوم الروسي في معهد أبحاث عموم روسيا للفيزياء التجريبية في ساروف. ومن الواضح أن تشعيع البزموت في المفاعل يتم في مكان آخر - P/O Mayak في مدينة أوزيورسك، منطقة تشيليابينسك. وطريقة إنتاج البولونيوم 210 ليست سرية، لذا يمكن إنتاجه في أي مفاعلات أخرى توجد بها قناة خاصة لتشعيع الأهداف من أجل الحصول على النظائر. وتوجد مثل هذه المفاعلات في عدة دول حول العالم. ومفاعلات الطاقة، كقاعدة عامة، ليست مناسبة لذلك، على الرغم من أن بعضها لديه قناة لتشعيع الأهداف. وتشير التقارير إلى أن أكثر من 95% من مادة البولونيوم 210 يتم إنتاجها في روسيا.

هناك أيضًا طرق أخرى لإنتاج البولونيوم، لكنها الآن غير مستخدمة عمليًا، لأنها أقل إنتاجية بكثير وأكثر تكلفة. إحدى هذه الطرق، التي استخدمتها ماري كوري، هي الفصل الكيميائي من خامات اليورانيوم (يوجد البولونيوم-210 في سلسلة اضمحلال اليورانيوم-238). في الواقع، تم اكتشاف البولونيوم في عام 1898. يمكن أيضًا الحصول على البولونيوم 210 في مسرعات الجسيمات المشحونة باستخدام التفاعلات النووية 208 Pb(A, 2n) أو 209 Bi(d, n). وفي الوقت نفسه، ليس أي مسرع مناسب لإنتاج البولونيوم 210. وهذا يتطلب جسيم ألفا أو مسرع الديوترون. لا يوجد الكثير من هذه المسرعات في العالم. وهي موجودة في كل من روسيا وبريطانيا العظمى. ومع ذلك، بقدر ما أعرف، في بريطانيا، لم يتم تكوين مسرع أمرشام لجزيئات ألفا لفترة طويلة ويعمل باستمرار بشكل حصري على إنتاج النظائر الطبية للتشخيص. وفي عدد من الأماكن التي زرتها في الخارج، أخبرني زملائي أنه تم تفتيش منشآتهم لمعرفة ما إذا كانت تنتج البولونيوم.

في وقت ما، قامت شركة Techsnabexport JSC ببيع البولونيوم-210 إلى المملكة المتحدة (لشركة Reviss). ولكن كان ذلك قبل خمس سنوات من الأحداث المؤسفة، وكما أخبرني زملائي، تم فحص الشركة بعناية شديدة بعد ذلك. لا يتم توريد المنتجات التي تحتوي على البولونيوم رسميًا إلى المملكة المتحدة من الولايات المتحدة الأمريكية وروسيا. تم الحصول على البولونيوم 210 سابقًا في مختبر أوك ريدج الوطني (الولايات المتحدة الأمريكية)، ولكن الآن لا يتم إنتاجه بكميات كبيرة هناك، بل على العكس من ذلك، يتم الحصول على كمية معينة من روسيا.

يتم التحكم بشكل صارم في تشغيل كل من المفاعلات والمسرعات. إذا قرر شخص ما إنتاج البولونيوم بشكل غير قانوني، فيمكن اكتشاف ذلك بسهولة باستخدام نظام التحكم الحالي.

الخصائص الفيزيائية النووية

كما ذكرنا سابقًا، يبلغ عمر النصف للبولونيوم 138.4 يومًا. وهذا يعني أنه كل 138 يومًا، ينخفض ​​\u200b\u200bنشاطه مرتين، وفي عامين - بحوالي 40 مرة. يعتبر عمر النصف هذا مناسبًا جدًا لاستخدام النويدات المشعة كسم.

البولونيوم 210، عند تحلله، ينبعث منه جسيمات ألفا بطاقة تبلغ 5.3 ميغا إلكترون فولت، والتي لها مدى قصير في المواد الصلبة. على سبيل المثال، رقائق الألومنيوم التي يبلغ سمكها عشرات الميكرونات تمتص تمامًا جسيمات ألفا هذه. إن إشعاع جاما الذي يمكن اكتشافه بواسطة عدادات جيجر ضعيف للغاية: تنبعث أشعة جاما ذات طاقة تبلغ 803 كيلو إلكترون فولت مع عائد اضمحلال يبلغ 0.001% فقط. يحتوي البولونيوم 210 على أقل ثابت جاما بين جميع النويدات المشعة النشطة ألفا. وبالتالي، بالنسبة للأميريسيوم-241 (المستخدم على نطاق واسع، على سبيل المثال، في أجهزة كشف الدخان)، يكون ثابت جاما هو 0.12، وبالنسبة لـ Po - 5·10 –5 R×cm 2 /h×mCi (حيث R هو رونتجن، mCi هو ملي كوري). في هذه الحالة، يكون معامل الجرعة، وبالتالي السمية الإشعاعية، قابلين للمقارنة تمامًا.

وبالتالي، حتى بدون غلاف واقي، من الصعب للغاية اكتشاف كمية كافية من البولونيوم 210 للتسمم عن بعد باستخدام عداد تقليدي، نظرًا لأن مستوى الإشعاع مشابه للخلفية الطبيعية (انظر الشكل 2). وبالتالي، فإن البولونيوم 210 مناسب جدًا للنقل السري، وليس هناك حاجة حتى لاستخدام حاويات الرصاص. ومع ذلك، أثناء النقل، يجب اتخاذ عناية خاصة لتجنب انخفاض ضغط الحاوية (انظر أدناه).

لا يُنصح على الإطلاق باستخدام البولونيوم 210 في الاستفزازات، حيث لا يمكن اكتشافه إلا باستخدام معدات خاصة لا تُستخدم في الحالات العادية.

لا يمكن اكتشاف خط جاما 803 كيلو فولت إلا من خلال قياسات طويلة المدى باستخدام مطياف جاما جيد، ويجب أن يكون كاشف أشباه الموصلات قريبًا جدًا من المصدر. هناك أدلة على أن هذه هي الطريقة التي تم بها اكتشاف زيادة النشاط الإشعاعي في البداية في ليتفينينكو، ولكن في البداية نُسب الإشعاع خطأً إلى الثاليوم المشع (الثاليوم -206)، والذي يتم الحصول عليه من تحلل البزموت -210 م (انظر الرسم البياني في الشكل 1). .

تم الإبلاغ عن هذا على الإنترنت حتى قبل التعرف على البولونيوم. ولكن بعد ذلك تم التعرف على هذا الإصدار على أنه خاطئ، لأن نظير البزموت هذا له عمر نصف طويل جدًا، وبدأوا في النظر في إمكانية وجود بواعث ألفا أخرى. بعد ذلك، تم تحليل البول للتأكد من وجود نويدات مشعة ألفا النشطة والبولونيوم، وبكميات كبيرة. يبدو لي أن الافتراض بأن الخبراء البريطانيين قد "تلقوا بلاغات" بشأن البولونيوم 210 من قبل بعض المحرضين قد تم استبعاده من لا شيء. لقد فعل العلماء البريطانيون كل شيء بشكل متسق ومنطقي تمامًا.

على السطح، يمكن الكشف عن نشاط ألفا للبولونيوم 210 باستخدام عداد ألفا، والذي يستخدم عادة لأغراض خاصة فقط وليس للاختبار الروتيني للتلوث الإشعاعي. ومع ذلك، لتحديد أن الإشعاع يتعلق على وجه التحديد بالبولونيوم 210، يلزم وجود معدات أكثر تعقيدًا، وعادةً ما تكون ثابتة - وهو مطياف ألفا. يمكن اكتشاف النشاط الذي يصل إلى 1 بيكريل (تفكك في الثانية) على السطح بسهولة. إذا تم الكشف عن نشاط ألفا، فسيتم إجراء تحضير العينة (على سبيل المثال، باستخدام العزل الكيميائي) ويتم الكشف عن خط في طيف ألفا يبلغ 5.3 ميجا فولت على مطياف ألفا، الذي يميز هذا النويدة المشعة النشطة ألفا.

الخواص الكيميائية

يمكن أن يوجد البولونيوم في أشكال كيميائية مختلفة، ولكن في هذه الحالة من المرجح أن يتم العثور عليه في شكل مركبات قابلة للذوبان (على سبيل المثال، النترات والكلوريدات والكبريتات)، في حين أن جزءًا كبيرًا من المحلول يمكن أن يكون أيضًا في شكل غرواني. من المهم أن يتم امتصاص البولونيوم من المحاليل المحايدة والحمضية قليلاً على الأسطح المختلفة، خاصة على المعدن والزجاج (أقصى قدر من الامتصاص يكون عند درجة الحموضة ~ 5). ومن الصعب غسله بالكامل بالطرق التقليدية. لذلك ليس من المستغرب على الإطلاق اكتشاف إبريق الشاي والكوب الذي تم استهلاك البولونيوم منهما.

ويبدأ البولونيوم نفسه، بكميات صغيرة، في التسامي فقط عند درجات حرارة تبلغ حوالي 300 درجة مئوية. ولكنه يمكن أيضًا أن ينتقل إلى البيئة مع بخار الماء الذي يحتوي عليه، وفي هذه العملية مع نوى الارتداد.

ينتشر البولونيوم بسهولة تامة في البلاستيك والمواد العضوية الأخرى؛ ويتم تصنيع المصادر المعتمدة عليه بطبقة متعددة الطبقات. وإذا تم خفض ضغط الأمبولة، فيمكن اكتشاف حتى أصغر آثارها باستخدام عداد ألفا.

البولونيوم عنصر متعدد التكافؤ، عرضة لتكوين معقدات مختلفة، ويمكن أن يشكل أشكالًا كيميائية مختلفة. وفي هذا الصدد، ينتشر بعضها بسهولة تامة في البيئة الطبيعية. ولذلك فمن المفهوم أن آثار البولونيوم قد انتشرت ويمكن استخدامها لتتبع مصدر التلوث بالبولونيوم.

التعرض البيولوجي والسلامة الإشعاعية

تم إجراء الدراسات البيولوجية لتأثيرات البولونيوم على الحيوانات في بلدنا بشكل رئيسي في الستينيات في معهد الفيزياء الحيوية في مختبر البروفيسور يو موسكاليف، وهناك العديد من المنشورات.

من المعروف منذ زمن طويل أن البولونيوم 210 هو أحد أخطر النويدات المشعة. يوضح الجدول مستويات الضرر الذي يلحق بالبشر بسبب البولونيوم 210 (تم إعادة حساب البيانات من التجارب على الحيوانات إلى كتلة الشخص).

ويقدر امتصاص هذه المادة من خلال الجهاز الهضمي من 5 إلى 20٪. من خلال الرئتين - إنه أكثر فعالية، ولكن مثل هذه الإدارة غير مريحة للغاية للتسمم الخفي، لأنها يمكن أن تلوث الآخرين وفناني الأداء بشكل كبير. يتم امتصاص حوالي 2% فقط يوميًا عبر الجلد، كما أن استخدام البولونيوم للتسمم غير فعال أيضًا.

يتم توزيع البولونيوم في جميع أعضاء الجسم، ولكن، بالطبع، ليس بالتساوي تماما. ويتم إخراجه من الجسم مع أي مواد بيولوجية: البراز، البول، ثم... عمر النصف، حسب المصادر المختلفة، من 50 إلى 100 يوم. تم الإبلاغ عن حادث صناعي واحد في بلدنا أدى إلى وفاة شخص بعد 13 يومًا من تعرضه لـ 530 MBq (14 ميلي سي آي) من البولونيوم.

وفقًا للبيانات غير المباشرة (استنادًا إلى التأثير)، يمكن أن تكون كمية البولونيوم التي تم إدخالها إلى ليتفينينكو (0.2–4) × 10 9 بيكريل (بيكريل)، أي تفككات في الثانية، بالكتلة تبلغ 1-25 ميكروجرام، و كمية غير مرئية تقريبا.

إذا كان البولونيوم موجودًا في كوب من الشاي، على سبيل المثال ~10 9 بيكريل لكل 100 جرام، فإن ما يصل إلى 0.01-0.10 مل يمكن أن يسقط عن طريق الخطأ على الأشخاص الذين يجلسون بالقرب منهم على شكل قطرات أو رذاذ، أي ما يصل إلى 10 5 -10 6 بيكريل. . وهذا لا يشكل خطرا جسيما على حياة الإنسان، على الرغم من أنه يتجاوز معايير التلوث المسموح بها. يمكن اكتشاف مثل هذه الكمية بسهولة، كما يتم اكتشاف نشاط بمقدار 1 بيكريل.

وفي قصة ليتفينينكو، بحسب وكالة حماية الصحة، حدث ما يلي:

• من المحتمل أن يكون 120 شخصًا قد تعرضوا للبولونيوم ولكنهم تلقوا جرعة أقل من 6 ملي سيفرت (ملي سيفرت)، وهو ما لا يشكل أي خطر على الصحة؛
• تلقى 17 شخصًا جرعة أكبر من 6 ملي سيفرت، ولكنها ليست كبيرة بما يكفي للتسبب في أي مرض في المستقبل القريب، ومن المحتمل أن تكون الزيادة في خطر الإصابة بالمرض في المستقبل البعيد ضئيلة جدًا؛ الجرعة الأكبر، التي لم تكن مهددة للحياة، تلقتها بشكل طبيعي مارينا زوجة ألكسندر ليتفينينكو، التي كان على اتصال بها كثيرًا.

الجرعة المسموح بها للعاملين في مجال النشاط الإشعاعي في روسيا هي 20 ملي سيفرت/السنة. وتبلغ الجرعات السنوية التي يتلقاها الناس من إشعاع الخلفية الطبيعية 1-10 ملي سيفرت/السنة، وفي بعض الأماكن على الأرض أعلى من ذلك بكثير، ولا يرتفع معدل الوفيات هناك. يعتبر التعرض لجرعة فعالة تزيد عن 200 ملي سيفرت فقط على مدار العام أمرًا خطيرًا. ومن ثم فإن الادعاء بأن استخدام البولونيوم خلق تهديداً أكبر للآخرين هو أمر مبالغ فيه.

أثارت الصحافة مسألة ما إذا كان البولونيوم 210 قد استخدم كمادة سامة من قبل وما إذا كان من الممكن إثبات ذلك. على وجه الخصوص، ظلت السموم التي ربما سمموا بها يو.شيكوتشيخين وحاولوا تسميم أ.بوليتكوفسكايا مجهولة. إذا كان البولونيوم 210 موجودًا في هذه الحالات، فإنه قد اضمحل مع مرور الوقت إلى مستويات أقل من الخلفية. ومع ذلك، قد يكشف استخراج الجثث عن البولونيوم 209، والذي يمكن أن يكون موجودًا كشوائب (انظر أعلاه).

ولم يتم تأكيد الفرضية القائلة بأن ياسر عرفات قد تسمم بالبولونيوم 210 عمليا. يمكن تفسير بعض كميات البولونيوم 210 الزائدة بأسباب طبيعية، مثل استنشاق غاز الرادون 222 أثناء الإقامة الطويلة للزعيم الفلسطيني في المخبأ. البولونيوم 210 هو منتج اضمحلال الرادون. وتم العثور على كمية مماثلة من الرصاص 210، وهو أيضًا نتاج تحلل غاز الرادون، في جسد عرفات.

طلب

حتى الآن، تم استخدام البولونيوم 210 للأغراض التالية:

1. إنشاء مصادر مستقلة للطاقة المتولدة نتيجة اضمحلال ألفا. وقد تم تجهيز القمر الصناعي لونوخود السوفييتي وبعض أقمار كوزموس الصناعية بمثل هذه الأجهزة.

2. كمصدر للنيوترونات، على وجه الخصوص، لمبادري الانفجار النووي في القنابل الذرية. يتم إنتاج النيوترونات عندما يتم تشعيع البريليوم بجسيمات ألفا ويبدأ انفجار نووي عندما تصل كتلة اليورانيوم 235 أو البلوتونيوم 239 إلى الكتلة الحرجة. كما تم استخدام هذه المصادر لتحليل التنشيط النيوتروني للعينات والمواد الطبيعية.

3. كمصدر لجسيمات ألفا على شكل مواد تطبيقية لعلاج بعض الأمراض الجلدية. في الوقت الحاضر، لا يتم استخدامه عمليا لمثل هذه الأغراض، حيث أن هناك نويدات مشعة أكثر ملاءمة.

4. كمؤين للهواء في الأجهزة المضادة للكهرباء الساكنة، على سبيل المثال Staticmaster، المصنعة بواسطة Calumet في الولايات المتحدة الأمريكية. ولا يتم تصدير هذه المواد إلى المملكة المتحدة، ولاستخراج البولونيوم 210 اللازم للتسمم، لا بد من معالجة العديد من هذه الأجهزة، الأمر الذي يتطلب مختبرًا للكيمياء الإشعاعية.

النتائج المتعلقة بوفاة ليتفينينكو

يمكن تقسيم الاستنتاجات ذات الطبيعة الفنية التي قد تكون مهمة لحل جريمة ما إلى مجموعتين: محددة تمامًا وتلك المحتملة جدًا، ولكن للحصول على بيان لا لبس فيه، يلزم إجراء تحقيق ليس فقط في المملكة المتحدة، ولكن أيضًا في روسيا.

واضح تماما

1. البولونيوم 210 مادة سامة للاستخدام السري. الفرق الرئيسي بينه وبين المواد المشعة الأخرى هو صعوبة الكشف الأولي. وبناء على ذلك، من غير المجدي استخدامه للاستفزاز؛ فهناك نويدات مشعة أكثر سهولة ومناسبة لهذا الغرض.

2. البولونيوم 210 هو مادة يسهل نقلها سراً بكميات كافية للتسبب في التسمم. ومن السهل أيضًا إدخاله سرًا في مشروب الشخص. تعتبر طرق الإعطاء الأخرى (على سبيل المثال، الهباء الجوي أو الإعطاء عن طريق الجلد) أقل فعالية وغير موثوقة ومعقدة وخطيرة جدًا بالنسبة للمسمم.

3. إن التلوث العرضي للبولونيوم 210 عن طريق الإهمال يكاد يكون مستحيلاً، حيث أن مثل هذه الدرجة من التلوث تتطلب كمية هائلة لا يمكن أن تتواجد إلا في أماكن الإنتاج الضخم للبولونيوم في المصنع، ويمكن تحديد ذلك بسهولة من خلال توزيع البولونيوم على جسم الإنسان.

4. لا يحتوي أي من البيانات الصادرة علنًا عن سلطات التحقيق في المملكة المتحدة على أي تناقضات فنية.

محتمل جدًا، لكنه يحتاج إلى تأكيد

1. من المرجح أن البولونيوم 210 تم إنتاجه في روسيا. ومن الممكن أن يتم إحضارها إلى المملكة المتحدة من روسيا أو الولايات المتحدة، حيث يتم توفير المادة رسميًا. ولا يتم استبعاد المصادر الأخرى من حيث المبدأ، ولكن سيكون من المستحيل تقريبًا إخفاء مثل هذا الإنتاج. لم يتم إنتاج البولونيوم 210 في المملكة المتحدة لفترة طويلة.

2. تتطلب عملية الإزالة من الأجهزة المضادة للكهرباء الاستاتيكية في الولايات المتحدة الأمريكية مختبرًا كيميائيًا إشعاعيًا خاصًا، وهو أمر يصعب للغاية إخفاؤه في ظل نظام التحكم الحالي في الولايات المتحدة الأمريكية. في بلدان أخرى، لا يتم استخدام هذه الأجهزة الاستاتيكية عمليا.

3. لا يمكن تحديد منشأ البولونيوم من خلال التحليل إلا في ظل ظروف معينة (كميات وتركيز كافيين، وغياب الرصاص في الخلفية، والتعرض الكافي قبل التحليل، وتوافر فاصل كتلي خاص وعينات للمقارنة). في ظل ظروف مواتية، من الممكن أيضًا تحديد دورة الإنتاج التي تم الحصول عليها.

4. عدم سرقة المادة. من الصعب للغاية تنظيم ذلك باستخدام نظام التحكم الحالي. وسبق أن تم تسجيل عدة حقائق عن البولونيوم المفقود، لكن تم الكشف عنها جميعا، حيث أن الكشف عنها لا يشكل مشكلة كبيرة.

وفي لندن، أعادت قضية مقتل ليتفينينكو موضوع استخدام البولونيوم في التسمم إلى الصفحات الأولى من وسائل الإعلام. نحن نتحدث عن هذا العنصر الكيميائي مع دكتور في العلوم الكيميائية، رئيس مختبر مجمع النظائر المشعة التابع لمعهد البحوث النووية التابع لأكاديمية العلوم الروسية بوريس جويكوف. تمت مقابلته ناتاليا ديمينا.

في الفترة 2006-2007، أبديت تعليقات متكررة حول التسمم بالبولونيوم على قناة "إيخو موسكفي" وقناة "إن تي في" وغيرها من وسائل الإعلام الروسية والأجنبية. بعد كل شيء، لم يفهم الكثيرون في البداية ما حدث. قيل أن هذه المادة غير منطقية الاستخدام، وبشكل عام تم التشكيك في حقيقة التسمم بالبولونيوم؟

نعم، تلك كانت وجهة النظر. على سبيل المثال، قال ليف فيدوروف، دكتور في العلوم الكيميائية، ورئيس اتحاد السلامة الكيميائية، على موقع Ekho Moskvy: "كيف يمكنك التسمم بالبولونيوم 210؟ وهذا شيء لا أستطيع حتى أن أضعه في ذهني…. الآن، إذا كنت أفكر في كيفية تسميم شخص ما، فإن آخر شيء سأقوله هو البولونيوم... وبطبيعة الحال، فإن الشخص الذي سيحمله عبر الحدود يجب أن يحمله في حاوية من الرصاص»..

قال أحد المشاركين في المناقشة التي جرت في البرنامج التلفزيوني "مساء الأحد مع فلاديمير سولوفيوف" في 3 ديسمبر 2006، والتي شاركت فيها، مكسيم شينجاركين، وهو رجل مدفعي بالتدريب، إن ليتفينينكو لم يُسمم، لكنه استنشق هو نفسه البولونيوم أثناء العمل في مختبر سري على أراضي بريطانيا العظمى. ( بعد ذلك، أصبح M. Shingarkin مستشارًا لرئيس لجنة مجلس الاتحاد للعلوم والتعليم، ومستشارًا للجنة التابعة لرئيس الاتحاد الروسي للتحديث والتطوير الفني للاقتصاد الروسي، وهو الآن نائب في مجلس الدوما، رفيق أندريه لوجوفوي في فصيل الحزب الديمقراطي الليبرالي - "بوليت.رو").

من الصعب أن نفهم: الأشخاص الذين قالوا هذا، إنهم ببساطة لا يفهمون هذا المجال على الإطلاق أو متحيزون. لقد قلت بالفعل في تعليقي الأول على هذا الموضوع أن البولونيوم 210 مادة مناسبة إلى حد ما للتسمم، والطريقة الأكثر احتمالا للتسمم هي تناوله عن طريق الفم: رمي كبسولة ذات قشرة قابلة للذوبان في الشاي أو القهوة، لأنها كافية. يمتص عن طريق المعدة . وفي اليوم التالي حرفيًا أبلغوا أنهم عثروا على إبريق شاي ملوث بالبولونيوم شرب منه ليتفينينكو الشاي. هل يمكنك أن تتخيل وضعي؟ ( يضحك).

هل لديك أي خبرة في العمل مع البولونيوم؟

نعم، منذ سنوات عديدة، عندما كنت أعمل باحثاً في المعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا، تعاملت مع البولونيوم 210 ونظائر البولونيوم الأخرى بكميات ضئيلة. بشكل عام، عملت مع النظائر المشعة لجميع العناصر تقريبًا. كان هذا هو الاتجاه - كنا نبحث عن عناصر جديدة غير مكتشفة في خليط معقد من منتجات التفاعلات النووية المختلفة وفي العينات الطبيعية. في الوقت الحالي، ينصب تركيزي الأساسي على النظائر المشعة المستخدمة في الطب النووي، وهي النظائر التي يتم إدخالها إلى جسم الإنسان لتشخيص وعلاج الأمراض المختلفة.

هل تعرف أشخاصًا متورطين الآن في البولونيوم؟

نعم، ولكن نظرًا لطبيعة خدمتهم، فمن غير المرجح أن يوافقوا على إجراء مقابلة صريحة معك؛ فلديهم قواعدهم الخاصة.

حسنا فمن الواضح. بعد كل شيء، ما الذي يتعلق بالبولونيوم ربما يكون سرا؟

لا، لم تكن خصائص البولونيوم نفسها وسلوكه وطرق إنتاجه وتطبيقاته سراً منذ فترة طويلة؛ هناك أيضًا عدد من المنشورات حول تأثيرات البولونيوم على الحيوانات. يمكن للمتخصص أن يفهم ويفسر بشكل صحيح ما ينطبق على حالة معينة.

ما هي تكلفة إنتاج البولونيوم؟

الحديث عن التكلفة العالية للبولونيوم 210 هو مجرد أسطورة. أعرف السعر الذي يتم بيعه به، لكن ربما لا ينبغي لي الكشف عنه. على أية حال، فهو صغير جدًا. بالطبع، يمكن لمصنعي دواء معين - مصدر مناسب للاستخدام للإشعاع المشع - أن يطلبوا مبلغًا لائقًا، لكن هذا، كما يقولون، "غش". البولونيوم نفسه رخيص. بالإضافة إلى ذلك، فإن المصدر المستخدم، على الرغم من أنه من الواضح أنه تم إعداده بواسطة متخصصين، إلا أنه تم إعداده بشكل سيء بواسطة متخصصين سيئين.

أين يمكن استخلاص مثل هذا الاستنتاج؟

ينتشر البولونيوم بسهولة عبر الأصداف العضوية، بسبب خصائصه، وينتشر بسهولة بشكل عام. في مثل هذه الحالات، يتم المصدر مع طلاء متعدد الطبقات. الأشخاص الذين صنعوا العينة إما لم يعرفوا ذلك، أو كانوا كسالى، أو كانوا يأملون ألا يظهر وجود البولونيوم على الإطلاق. لذلك ترك فناني الأداء إرثًا عادلاً.

إذا كان استخدام البولونيوم غير مريح إلى هذا الحد، فلماذا تم استخدامه؟

على العكس من ذلك، من حيث المبدأ، يعد البولونيوم 210 مادة ملائمة جدًا للتسمم، وتحديدًا للتسمم الخفي، وليس للاستفزاز. في البداية، يكون من الصعب جدًا اكتشافه ما لم يتم إجراء تحاليل خاصة (قياس طيف ألفا). ولن يقوم أحد بإجراء اختبارات خاصة، لأن هذه المادة لم تستخدم من قبل للتسمم - على الأقل لم يتم اكتشافها. ويختلف البولونيوم 210 عن النظائر المشعة الأخرى في أنه يصدر بشكل حصري تقريبًا جسيمات ألفا ذات طاقة تبلغ 5.3 ميجا إلكترون فولت، والتي يتم امتصاصها حتى بواسطة قطعة من الورق. إن إشعاع جاما، الذي يتم الكشف عنه عادة باستخدام عدادات جيجر، ضعيف للغاية، حيث لا يشكل سوى جزء من مائة ألف. وعليه، فإن إدخاله إلى إنجلترا لا يمثل مشكلة، ولا حاجة لحاويات الرصاص لمثل هذه الكميات، ومن الآمن إجراء عمليات مختلفة باستخدام كبسولة محكمة الغلق بما فيه الكفاية.

وكانت هناك آراء مفادها أن البولونيوم استخدم للاستفزاز. في رأيي، مثل هذا الحديث هو هراء مطلق. لم يكن هناك أي استفزاز، كانت هناك محاولة لارتكاب جريمة قتل سرية. للاستفزاز، سيكون من المستحسن استخدام أي نويدات مشعة أخرى، على سبيل المثال، الأمريسيوم 241 - سيكون من الأسهل اكتشافها، ويمكن الوصول إليها بسهولة (تستخدم في كل مكان في أجهزة كشف الدخان).

فكيف تم اكتشاف هذا البولونيوم؟

نعم، لقد وجدوه، لكنهم ربما لم يكتشفوه. هذه قصة مثيرة للاهتمام، لقد تابعت التطورات على الإنترنت. كانت الأعراض التي لوحظت في ليتفينينكو متوافقة مع الإصابة الإشعاعية. ومع ذلك، لم يتم اكتشاف أي شيء باستخدام العداد التقليدي الذي يسجل إشعاعات جاما. لم تتم ملاحظة خط أشعة جاما ضعيف جدًا بطاقة 803 كيلو إلكترون فولت إلا نتيجة لقياسات طويلة المدى باستخدام مطياف جاما جيد. في البداية، تم نسب هذا الإشعاع خطأً إلى الثاليوم المشع (الثاليوم-206)، والذي يتم إنتاجه عن طريق اضمحلال البزموت النشط ألفا-210م.

ولكن بعد ذلك تم التعرف على هذا الإصدار على أنه خاطئ، لأن نظير البزموت هذا له عمر نصف طويل جدًا، وبدأوا في النظر في إمكانية وجود بواعث ألفا أخرى. بعد ذلك، تم تحليل البول للتأكد من وجود نويدات مشعة ألفا النشطة والبولونيوم، وبكميات كبيرة. إن الافتراض بأن العلماء البريطانيين "تلقوا بلاغات" بشأن البولونيوم 210 من قبل بعض المحرضين يبدو غير مرجح على الإطلاق بالنسبة لي. تم كل شيء بشكل متسق ومنطقي تمامًا.

لماذا لم يستخدموا السم الكيميائي العادي؟

جميع مجموعات السموم الكيميائية معروفة، وسيكون من الأسهل اكتشافها. وحتى عند استخدام السموم "المختفية"، تبقى بعض آثار استخدامها.

هل كان البولونيوم غير معروف؟

غير معروف باسم السم. وبالطبع كانت هناك حالات تسمم في العمل قليلة جدًا. لكن في الإنتاج يتعرضون للتسمم بأي شيء.

لكن الآن...

الآن لا داعي للقلق ولا يتعين عليك حمل عداد ألفا معك. ولن يستخدم أحد البولونيوم لهذا الغرض بعد الآن. أنا متأكد من ذلك. أصبحت القصة شائعة جدًا، حتى أنه طُلب مني التحقق من شيء ما... والشيء الآخر هو الحالات القديمة التي حدثت حتى قبل تسمم ليتفينينكو، على سبيل المثال، الوفاة الغامضة ليوري شيكوتشيخين، ومحاولة تسميم آنا بوليتكوفسكايا...

ولكن بعد كل هذه السنوات، هل بقي شيء حقاً؟ بعد كل شيء، نصف عمر البولونيوم 210 هو 138 يومًا؟

نعم، هذا يعني أنه على مدى 10 سنوات تنخفض كميته بمقدار 100 مليون مرة. وسيبقى البولونيوم 210، ولكن بكميات صغيرة جدًا. تشير التقديرات إلى أنه تم حقن ما لا يقل عن 1-3 مليار بيكريل (الاضمحلال في الثانية) في ليتفينينكو للمرة الثانية. هذا نشاط مرتفع للغاية، وحتى نشاط مرتفع للغاية: نتيجة لذلك، يمكن للشخص أن يموت في غضون أيام قليلة. لكن البولونيوم 210 المنتج في المفاعل يجب أن يحتوي على خليط صغير من نظير آخر طويل العمر، وهو البولونيوم 209 (عمر النصف 102 سنة).

في البداية يكون من الصعب جدًا اكتشافه نظرًا لخلفية 210. ولكن بعد الانفصال عليك أن تحاول. من الممكن بالطبع إنتاج البولونيوم 210 بدون شوائب 209، لكن الأمر سيكون مكلفًا وصعبًا للغاية. ومن غير المرجح أن يفعل هؤلاء الأشخاص الذين صنعوا الدواء مثل هذه الأشياء. على الرغم من، من يدري؟

وكانت هناك آراء تقول إن ياسر عرفات مات مسموما بالبولونيوم. ماذا أظهر البحث؟

وأظهرت دراسة مفصلة أجراها علماء سويسريون (نُشر التقرير) أنه لا توجد أسباب مقنعة للحديث عن التسمم في هذه الحالة، على الرغم من أن المؤلفين أنفسهم توصلوا في البداية إلى نتيجة مختلفة عن نتائجهم. ويقدم التقرير بيانات مقنعة تماماً مفادها أن بعض كميات البولونيوم الزائدة (التي كانت موجودة بالفعل) كانت على الأرجح ذات أصل طبيعي ـ ومن الواضح أنها كانت نتيجة لتحلل غاز الرادون 222، المتوفر بكثرة في الزنزانات التي كان عرفات يقيم فيها غالباً. كشف تشريح الجثة عن كمية مقابلة من منتج آخر لتحلل الرادون - الرصاص 210. ولكن لم يتم الكشف عن البولونيوم 209. وهكذا، تلقى عرفات جرعة من البولونيوم 210 كانت أصغر بكثير من جرعة ليتفينينكو، ولا يمكن أن يكون هذا هو سبب الوفاة.

في جلسات الاستماع العامة، سمعت معلومات تفيد بأن ليتفينينكو قُتل للمرة الثانية أو الثالثة. على ما يبدو أن القتلة أرادوا التحوط على رهاناتهم؟

نعم، هذه الحقيقة معروفة منذ فترة طويلة ونشرت في الأدبيات العلمية. تم إثباته بشكل موثوق من خلال توزيع البولونيوم في جسد ليتفينينكو. علاوة على ذلك، فإن الجرعة الأولى التي تم إعطاؤها كانت أقل بكثير. كان ليتفينينكو سيموت لاحقًا على أي حال، ومن ثم ربما لن يتم اكتشاف أي شيء على الإطلاق. ولكن يبدو أن العملاء لم يتمكنوا من الانتظار...

أخبرني، إذا كان من الممكن، نتيجة لهذه الدراسات التفصيلية، تحديد طبيعة إدخال البولونيوم إلى ليتفينينكو، فمن المحتمل أن يكون من الممكن تحديد دور المشتبه بهما البريطانيين أ. لوجوفوي ود. كوفتون؟

طبعا طبعا. تمت دراستهم، على حد علمي، في المركز الطبي البيوفيزيائي الذي سمي بهذا الاسم. منظمة العفو الدولية. بورنازيان. وأفيد أنه تم اكتشاف أن لوجوفوي يحتوي على البولونيوم، لكن النتائج التفصيلية التي من شأنها أن تساعد في تسليط الضوء على دور الرجل غير معروفة. لكنهم لم يذهبوا إلى المملكة المتحدة.

هل كان هناك خطر الهزيمة للفنانين والهزيمة لمن حولهم؟ وظهرت معلومات في وسائل الإعلام البريطانية تفيد بأن لوجوفوي أحضر ابنه إلى الاجتماع الأخير وسمح له بمصافحة ليتفينينكو...

كان هناك بعض الخطر، بالنظر إلى أن فناني الأداء لم يتلقوا التعليمات المناسبة على ما يبدو. ولكن لا يزال هذا ليس خطيرًا على الإطلاق مثل تناول البولونيوم عن طريق الفم، ولا يشكل خطرًا على الحياة. لوجوفوي نفسه قال أن أحدهم قد قذره. ولكن سواء كان قذرًا أو فعل شيئًا بنفسه - فهذا يمكن رؤيته. وحقيقة أنهم تبعوه وتركوا آثارًا عمدًا هو ببساطة أمر غبي، ومن غير الواقعي تنظيمه حتى لا يتم اكتشافه.

في رأيك هل كل ما قاله محامي عائلة ليتفينينكو وسلطات التحقيق البريطانية صحيح؟

على الأقل فيما يتعلق بسلوك البولونيوم، لا توجد تناقضات. الشيء الوحيد الخطأ هو أن استخدامه خلق تهديدًا كبيرًا للآخرين. ويمكن الكشف عن كميات صغيرة من البولونيوم التي يمكن أن تلوث الأشخاص الذين هم على اتصال مع ليتفينينكو، لكنها غير ضارة بالصحة عمليًا. وقالت وكالة حماية الصحة إنه نتيجة لذلك، تلقى 52 شخصًا فقط جرعة متزايدة، ولكن ليس بما يكفي لزيادة خطر الإصابة بالمرض في المستقبل بشكل كبير. وسيكون الخطر الحقيقي هو أن ينهي أحدهم تناول الشاي من أجل ليتفينينكو. والخطأ أيضًا هو أن البولونيوم 210 باهظ الثمن إلا إذا كان عالي النقاء. لقد قلت هذا بالفعل أعلاه. إنه ببساطة غير متاح على نطاق واسع، ويتم التحكم في توزيعه بشكل جيد إلى حد ما من قبل الوكالات الحكومية.

هل ترى أي تناقض في ما يقوله المحققون البريطانيون؟

لا توجد اختلافات لا يمكن تفسيرها بناءً على الخواص الفيزيائية والكيميائية للبولونيوم. على العكس من ذلك، بمجرد أن يبدأ المعارضون في طرح بعض الاعتراضات، فإن هذه الاعتراضات تتعارض تماما مع البيانات العلمية.

شكرا على المقابلة.

البولونيوم(لات. بولونيوم)، بو، عنصر كيميائي مشع من المجموعة السادسة من النظام الدوري لمندليف، العدد الذري 84. البولونيوم هو أول عنصر اكتشف لخصائصه المشعة بواسطة P. Curie وM. Sklodowska-Curie في عام 1898. سميت على شرف بولندا (بولونيا اللاتينية) - مسقط رأس M. Skłodowska-Curie. هناك 25 نظيرًا مشعًا معروفًا للبولونيوم بأعداد كتلية من 194 إلى 218. وأطول النظائر عمرًا هو نظير ألفا المشع 209 Po (نصف عمر T ½ = 103 سنوات). توجد 7 نظائر للبولونيوم في الطبيعة بأعداد كتلية 210-212 و214-216 و218 كأعضاء في السلسلة المشعة لليورانيوم والأكتينورانيوم والثوريوم. وأكثرها استقرارًا هو α-radioactive 210 Po (T ½ = 138 يومًا). يمكن عزل كميات المليجرام من 210 بو ليس فقط من الأجسام الطبيعية، ولكن أيضًا يتم تصنيعها صناعيًا من خلال التفاعل النووي للنيوترونات مع البزموت. تم الحصول على جميع المعلومات تقريبًا حول البولونيوم باستخدام 210 Po.

البولونيوم عنصر نادر؛ ويبلغ محتواه في القشرة الأرضية حوالي 2·10-15%. في شكله الحر، يعتبر البولونيوم معدنًا أبيض فضيًا ناعمًا؛ الكثافة 9.3 جم/سم3، نقطة الانصهار 254 درجة مئوية، نقطة الغليان 1162 درجة مئوية. تكوين الغلاف الإلكتروني الخارجي للذرة هو 6s 2 6p 4. من حيث الخصائص الكيميائية، البولونيوم هو الأقرب إلى التيلوريوم. في المركبات (مثل Te) فإنه يظهر حالات الأكسدة -2، +2، +4 و+6. الأكاسيد PoO و PoO 2 و PoO 3 معروفة. عندما يؤثر الزنك على محلول حمض الهيدروكلوريك من البولونيوم، يتكون الهيدريد المتطاير PoH 2. تحتوي محاليل البولونيوم على أيونات PoO 4 2- PoO 3 2- و Po 4+ و Po 2+.

هيدروكسيد البولونيوم معروف - PoO(OH) 2.

تم تصنيع رباعيات هاليدات البولونيوم والكبريتات ذات التركيبات المختلفة بكميات وزنية سهلة التحلل. باستخدام الطريقة الحاملة (باستخدام نظير البولونيوم - التيلوريوم)، تم تصنيع مركبات البولونيوم العضوية التي يتم فيها تنفيذ رابطة Po - Carbon [تم الحصول عليها، على سبيل المثال، ثنائي فينيل البولونيوم (C 6 H 5) 2 Po، ثنائي كلوريد البولونيوم ثنائي فينيل (C 6 ح 3) 2 بوكل 2، الخ الخ.]. البولونيوم شديد السمية ولذلك يتم العمل به في صناديق خاصة.

يُستخدم نظير 210 Po في مصادر النيوترونات. يمكن تحويل طاقة 210 جسيمات Po α إلى طاقة كهربائية. تم استخدام البطاريات "الذرية" الكهربائية ذات عمر الخدمة الطويل 210 Po، على وجه الخصوص، في القمرين الصناعيين Kosmos-84 وCosmos-89.

البولونيوم 210 (210 Po) هو عنصر شائع في التساقط الإشعاعي الذي يحدث بشكل طبيعي. ويدخل إلى النباتات من التربة عن طريق الجذور أو من الجو نتيجة ترسبه على الأعضاء الموجودة فوق سطح الأرض. بكميات صغيرة (10 -4 بكوري/جم) يوجد 210 بو في مياه البحر؛ يمكن أن تتراكم بواسطة الكائنات البحرية (في الأعشاب البحرية Porphyra umbilicalis يكون معامل تراكمها ~ 1000). 210 يدخل البو جسم الحيوان والإنسان مع الطعام. المحتوى التقريبي لـ 210 بو في الأسماك البحرية هو 20-100 بكوري/كجم، اللحوم - 2-3 بكوري/كجم، الخبز - 1 بكوري/كجم، الحبوب - 2 بكوري/كجم، الشاي - 500-600 بكوري/كجم. في جسم الحيوانات والبشر (التركيز النوعي حوالي 4-10 -5 بيكووري/جم من الأنسجة الخام)، يتم توزيع البولونيوم بالتساوي نسبيًا في جميع أنحاء الأعضاء الفردية. التأثير البيولوجي لـ 210 Po يرجع إلى إشعاع ألفا. أظهرت التجارب على الحيوانات السمية العالية لهذه النويدات المشعة بتركيزات عالية. وهكذا، فإن التركيزات البالغة 210 بو أكثر من 0.0003 ميكروكوري/جرام من الوزن الحي أدت إلى انخفاض متوسط ​​العمر المتوقع للفئران البيضاء، وتغيير تكوين الدم المحيطي، وتسببت في تليف الكبد؛ وعلى المدى الطويل، أصيبت الحيوانات بأورام في الكلى والأمعاء الغليظة والخصيتين وعدد من الأعضاء الأخرى. لم تتم دراسة التأثير البيولوجي للتركيزات المنخفضة من 210 Po بشكل كافٍ.

العنصر المشع للمجموعة السادسة من النظام الدوري لمندليف. تم اكتشاف البولونيوم في عام 1898 من قبل ماري سكلودوفسكا كوري وبيير كوري. تم إعطاء الاسم تكريما لبولندا.
وجد M. Curie أن بعض عينات خام راتنج اليورانيوم أكثر إشعاعًا من اليورانيوم نفسه. لذلك، لا بد أن هذا الخام يحتوي على مواد أكثر إشعاعًا من اليورانيوم. تم عزل هذه المواد (العناصر). أولًا البولونيوم ثم الراديوم.
أطول النظائر الطبيعية عمرا هو 210 بو. عمر النصف لـ 210 Po هو 138.376 يومًا، أي 138.376 يومًا. خلال هذا الوقت، تم تخفيض المبلغ الأولي البالغ 210 Po إلى النصف. وبعد هذا الوقت، يتحول نصف نوى 210 Po إلى نوى نظير الرصاص المستقر 206 Pb. يحدث تحول 210 Po إلى 206 Pb نتيجة لاضمحلال α

210 بو → 206 الرصاص + α.

أولئك. بالإضافة إلى نوى الرصاص (206 Pb)، ينتج عن اضمحلال 210 Po أيضًا نوى الهيليوم 4 He، والتي تسمى عادةً جسيمات α (ألفا). علاوة على ذلك، فإن 210 Po هو باعث ألفا نقي تقريبًا. اضمحلال ألفا، إذا لم يحدث في الحالة الأرضية أو ليس فقط في الحالة الأرضية للنواة النهائية، يكون مصحوبًا بإشعاع غاما. في الغالبية العظمى من الحالات، يتحلل 210 Po إلى الحالة الأرضية البالغة 206 Pb مع انبعاث جسيمات ألفا ذات طاقة قدرها 5.3 MeV، وجزء صغير فقط (0.00122%) من نوى 210 Po يضمحل إلى الحالة المثارة (803 كيلو إلكترون فولت). ) حالة 206 Pb، والتي تضمحل مع انبعاث جسيمات أشعة جاما لا يمكن اكتشاف إشعاع جاما المصاحب لاضمحلال ألفا إلا من خلال تجربة دقيقة.
النظير 210Po ليس فقط الأطول عمراً بين النظائر الطبيعية، أي. توجد على الأرض، ولم يتم الحصول عليها بشكل مصطنع، نظائر البولونيوم، ولكنها أيضًا الأكثر شيوعًا. ويتكون باستمرار نتيجة لسلسلة اضمحلال النظائر التي تبدأ بـ 238 U وتنتهي بـ 206 Pb.

238 U → 234 ث → 234 باسكال → 234 يو → 230 ث → 228 را → 222 Rn → 218 بو → 214 Pb → 214 Bi → 214 Po → 210 Pb → 210 Bi → 21 0 Po → 206 Pb.

عمر النصف (T 1/2) لـ 238 U هو 4.5 مليار سنة. وفي خليط اليورانيوم الطبيعي، تبلغ نسبة اليورانيوم 238 أكثر من 99%. بالنسبة لعدد نظائر اليورانيوم (238 U) والبولونيوم (210 Po) في خليط طبيعي ونصف عمرهما (T 1/2)، تكون العلاقة التالية صحيحة:

N(238 يو)/ن(210 بو) = تي 1/2 (238 يو)/تي 1/2 (210 بو).

علاقات مماثلة صالحة لجميع النظائر في سلسلة من الاضمحلالات المتعاقبة، منذ ذلك الحين هم في ما يسمى التوازن العلماني ، عندما يكون عدد الاضمحلال لكل وحدة زمنية لجميع النظائر هو نفسه. وبما أن العديد من نوى النظائر تتشكل نتيجة الاضمحلال السابق لكل وحدة زمنية، فإن نفس العدد منها يضمحل. وبالتالي، فإن الطن الواحد من خام اليورانيوم يحتوي فقط على حوالي 100 ميكروجرام من البولونيوم. في الأساس هو 210 بو. جميع النظائر الطبيعية الأخرى للبولونيوم أصغر (وبكثرة). يمكن عزل البولونيوم من خامات اليورانيوم أثناء معالجة مخلفات إنتاج اليورانيوم. ومع ذلك، من أجل الحصول على كمية ملحوظة من البولونيوم، يجب معالجة كمية لا تصدق من هذه النفايات. يتم إنتاج 210 Po في المفاعلات النووية عن طريق تشعيع البزموت بالنيوترونات نتيجة التفاعل

209 بي(ن,γ ) 210 بي.

210 Bi يخضع لاضمحلال بيتا ويتحول إلى 210 Po. عمر النصف لـ 210 Bi هو 5.013 يومًا.
بالإضافة إلى 210 بو، هناك نظيران مشعان آخران من البولونيوم لهما نصف عمر طويل نسبيًا - 208 بو (T 1/2 = 2.898 جم) و209 بو (T 1/2 = 102 جم). يمكن إنتاج هذه النظائر عن طريق قصف أهداف الرصاص أو البزموت بحزم من جسيمات ألفا أو البروتونات أو الديوترونات معجلة السيكلوترون. يمكن شراء 209 Po من مختبر أوك ريدج الوطني بإذن من هيئة الطاقة الذرية (A.E.C.) بالولايات المتحدة مقابل حوالي 3200 دولار لكل μCi (ميكروكوري)*. في مثل هذا المصدر سيكون هناك 6 · 10-8 جم 209 ص. جميع نظائر البولونيوم الأخرى لها عمر نصف يتراوح من 8.8 يومًا (206 بو) إلى أجزاء من الميكروثانية ().

تتمتع الأنواع المختلفة من الإشعاعات المؤينة (α، β، γ) بقدرات اختراق مختلفة بشكل ملحوظ. تلتقط جزيئات ألفا من النظائر المشعة المتطايرة عبر المادة الإلكترونات بسهولة وتتحول إلى ذرات الهيليوم. لذا، لكي تتحول إلى هيليوم، يكفي أن تطير جسيمات ألفا ذات 210 بو إلى أقل من 4 سم في الهواء، وأقل من 50 ميكرون في الأنسجة البيولوجية، وأقل من 30 ميكرون في الألومنيوم. وبالتالي، لا يمكن اكتشاف إشعاع ألفا الصادر عن المصادر المشعة بواسطة مقاييس الجرعات التقليدية التي تستخدم عدادات جيجر. لن تمر جسيمات ألفا من هذه الطاقات عبر جسم العداد، حتى لو تم تلطيخ سطحه بنظائر ألفا المشعة. يكفي وضع باعث α نقي في عبوة محكمة الغلق بجدران لا يزيد سمكها عن ورقة (الشيء الرئيسي هو أن الدواء المشع لا "ينسكب" منه) ؛ على سبيل المثال، لن تتمكن أجهزة الكشف عن أشباه الموصلات أو الوميض من اكتشاف إشعاعها. يمكن أن يساعد هذا الأخير في اكتشاف إشعاع ألفا إذا كان على مقربة من مصدر "مفتوح" للتلوث الإشعاعي.

في التين. يوضح الشكل 2 خصائص كاشف التلوث الوامض LB 124 SCINT، الذي تصنعه شركة BERTHOLD TECHNOLOGIES GmbH & Co.
تُستخدم المصادر المشعة البالغة 210 بو في كل من البحث العلمي والتكنولوجيا. أثناء العمل في مشروع مانهاتن، كان من المقرر استخدام مصدر نيوترون البولونيوم والبريليوم كصمام لقنبلة ذرية. يتم الحصول على النيوترونات في مثل هذا المصدر نتيجة لتفاعل جسيمات ألفا من تحلل 210 بو مع البريليوم، وهو التفاعل 9 Be(α,n). ومع ذلك، تم التخلي عن هذا القرار في وقت لاحق. إن إطلاق الطاقة النوعية للبولونيوم مرتفع - 140 وات/جرام. تم تسخين كبسولة تحتوي على 0.5 جم من البولونيوم إلى درجة حرارة 500 درجة مئوية. تُستخدم هذه الخاصية لإنشاء مصادر كهروحرارية تعتمد عليها، والتي تُستخدم على وجه الخصوص في المركبات الفضائية. ويستخدم البولونيوم أيضًا في أجهزة إزالة الكهرباء الساكنة. قد تحتوي بعض الأجهزة من هذا النوع على البولونيوم الذي يصل نشاطه إلى 500 ميكرومتر (حوالي 0.1 ميكروجرام). وهذا المبلغ يكفي نظريا لقتل 5000 شخص. ومع ذلك، فإن هذا البولونيوم يتم تعبئته بشكل آمن، واستخراجه لأغراض ضارة يتطلب تكنولوجيا متطورة ومعرفة متعمقة. وكقاعدة عامة، يكون نشاط المصادر المعروضة في السوق منخفضًا. لذلك يمكنك شراء مصدر 210 Po بنشاط يبلغ 0.1 μCi (ميكروكوري) مقابل 69 دولارًا. يصدر مصدر بهذا النشاط 3700 جسيم في الثانية. تبلغ كتلة 210 بو في مثل هذا المصدر حوالي 2 · 10-11
لا يمكن لإشعاع ألفا الصادر من المصادر المشعة أن يخترق الجلد، ومع ذلك، تشكل النويدات التي تنبعث منها ألفا خطرا كبيرا عند دخول الجسم عن طريق الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي، والجروح المفتوحة وأسطح الحروق، وليس فقط بسبب الإشعاعات المؤينة، ولكن أيضا ببساطة سامة. مواد. الحد الأقصى للجرعة المسموح بها على الجسم عند تناول 210 بو هو 0.03 ميكروسي (6.8 - 10 -12 جم). مع نفس الوزن 210 بو ما يقرب من 2.5. 10 11 مرة أكثر سمية من حمض الهيدروسيانيك. بمجرد دخول البولونيوم إلى جسم الإنسان، ينتشر في جميع أنحاء الأنسجة عبر مجرى الدم. يتم إخراج البولونيوم من الجسم بشكل رئيسي عن طريق البراز والبول. يتم إخراج معظمها في الأيام القليلة الأولى. وفي غضون 50 يومًا، يتم التخلص من حوالي نصف كمية البولونيوم التي تدخل الجسم. يتم التعرف على وجود البولونيوم لدى الأشخاص المصابين به من خلال إشعاع غاما الضعيف للإفرازات. إن دخول جزء من مائة ألف من الملليجرام من البولونيوم إلى جسم الإنسان يؤدي إلى الوفاة في 50% من الحالات. البولونيوم معدن شديد التطاير؛ في الهواء، خلال 45 ساعة، يتبخر 50٪ منه عند درجة حرارة 55 درجة مئوية.

* وحدات النشاط - 1 Ci (كوري) = 3.7. 10 10 اضمحلال في الثانية، 1 Ci = 10 3 mCi = 10 6 μCi. 1 بكريل = 1 اضمحلال في الثانية.

يرتبط البولونيوم 210 بشكل واضح جدًا بالإشعاع. وهذا ليس عبثا، لأنه خطير للغاية.

تاريخ الاكتشاف

تم التنبؤ بوجوده في عام 1889 من قبل مندليف، عندما أنشأ جدوله الدوري الشهير. ومن الناحية العملية، تم الحصول على هذا العنصر، رقم 84، بعد تسع سنوات من خلال جهود الزوجين كوري، اللذين كانا يدرسان ظاهرة الإشعاع. حاولت معرفة سبب الإشعاع القوي المنبعث من بعض المعادن، ولذلك بدأت العمل بالعديد من العينات الصخرية، ومعالجتها بكل الطرق المتاحة لها، وتقسيمها إلى أجزاء والتخلص من ما لا لزوم له. ونتيجة لذلك، حصلت على مادة جديدة أصبحت نظيرًا للبزموت والعنصر المشع الثالث المكتشف بعد اليورانيوم والثوريوم.

على الرغم من النتائج الناجحة للتجربة، لم تكن ماريا في عجلة من أمرها للحديث عن اكتشافها. كما لم يقدم أحد زملاء كوري سببًا للحديث عن اكتشاف عنصر جديد. ومع ذلك، في تقرير في اجتماع لأكاديمية باريس للعلوم في يوليو 1898، أبلغ الزوجان عن استلامهما المزعوم لمادة تظهر خصائص المعدن واقترحا تسميتها بالبولونيوم تكريمًا لبولندا، موطن ماري. كانت هذه هي الحالة الأولى والوحيدة في التاريخ التي تم فيها تسمية عنصر لم يتم تحديده بشكل موثوق بعد. حسنًا، ظهرت العينة الأولى فقط في عام 1910.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

البولونيوم معدن ناعم نسبياً، لونه أبيض فضي. وهو مشع للغاية لدرجة أنه يتوهج في الظلام ويسخن باستمرار. علاوة على ذلك، فإن نقطة انصهاره أعلى قليلاً من درجة انصهار القصدير - 254 درجة مئوية فقط. يتأكسد المعدن بسرعة كبيرة في الهواء. عند درجات الحرارة المنخفضة فإنه يشكل شبكة بلورية مكعبة بسيطة أحادية الذرة.

من حيث خصائصه الكيميائية، فإن البولونيوم قريب جدًا من نظيره التيلوريوم. بالإضافة إلى ذلك، فإن طبيعة مركباته تتأثر بشكل كبير بمستويات الإشعاع العالية. لذا فإن التفاعلات التي تتضمن البولونيوم يمكن أن تكون مذهلة ومثيرة للاهتمام، على الرغم من أنها خطيرة جدًا من وجهة نظر الفوائد الصحية.

النظائر

في المجموع، يعرف العلم حاليًا 27 شكلاً من أشكال البولونيوم (وفقًا لمصادر أخرى - 33). ولا يوجد أي منها مستقر، وجميعها مشعة. تم العثور على أثقل النظائر (بأرقام ترتيب من 210 إلى 218) بكميات صغيرة في الطبيعة، ولا يمكن الحصول على الباقي إلا بشكل مصطنع.

البولونيوم 210 المشع هو الشكل الطبيعي الأطول عمراً. يوجد بكميات صغيرة في خامات الراديوم واليورانيوم ويتشكل من خلال سلسلة من التفاعلات تبدأ باليورانيوم 238 وتستمر حوالي 4.5 مليار سنة من حيث عمر النصف.

إيصال

يحتوي الطن الواحد على نظير البولونيوم -210 بكمية تعادل حوالي 100 ميكروجرام. ويمكن عزلها عن طريق معالجة النفايات الصناعية، ولكن للحصول على حجم أكبر أو أقل من العنصر سيكون من الضروري معالجة كمية كبيرة من المواد. الطريقة الأبسط والأكثر فعالية هي تخليق البزموت الطبيعي باستخدام تشعيع النيوترونات في المفاعلات النووية.

والنتيجة، بعد بعض الإجراءات الإضافية، هي البولونيوم 210. يمكن أيضًا الحصول على النظائر 208 و209 عن طريق تشعيع البزموت أو الرصاص بحزم متسارعة من جسيمات ألفا أو البروتونات أو الديوترونات.

النشاط الإشعاعي

البولونيوم 210، مثل النظائر الأخرى، هو باعث ألفا. كما تبعث المجموعة الأثقل أشعة جاما. على الرغم من أن النظير 210 هو مصدر لجسيمات ألفا فقط، إلا أنه أمر خطير للغاية؛ لا ينبغي التعامل معه أو حتى الاقتراب منه من مسافة قريبة، لأنه عندما يسخن، يتحول إلى حالة الهباء الجوي. كما أنه من الخطير للغاية تناول البولونيوم عن طريق التنفس أو الطعام. ولهذا السبب يتم العمل بهذه المادة في صناديق مختومة خاصة. ومن الغريب أن هذا العنصر تم اكتشافه في أوراق التبغ منذ حوالي نصف قرن. فترة اضمحلال البولونيوم 210 طويلة جدًا مقارنة بالنظائر الأخرى، وبالتالي يمكن أن تتراكم في النبات وبالتالي تضر بصحة المدخن بشكل أكبر. إلا أن أي محاولات لاستخلاص هذه المادة من التبغ باءت بالفشل.

خطر

وبما أن البولونيوم 210 ينبعث منه جسيمات ألفا فقط، فلا داعي للخوف من التعامل معه إذا تم اتخاذ احتياطات معينة. ونادرا ما يتجاوز طول انتقال هذه الموجات عشرة سنتيمترات، وبالإضافة إلى ذلك، فإنها عادة لا تستطيع اختراق الجلد.

ومع ذلك، بمجرد دخولها إلى الجسم، فإنها تسبب ضررًا كبيرًا له. عندما يدخل مجرى الدم، ينتشر بسرعة في جميع الأنسجة - وفي غضون دقائق قليلة يمكن ملاحظة وجوده في جميع الأعضاء. وهو موجود بشكل أساسي في الكلى والكبد، ولكن بشكل عام يتم توزيعه بالتساوي إلى حد ما، مما قد يفسر تأثيره الضار المرتفع بشكل عام.

إن سمية البولونيوم كبيرة جدًا لدرجة أنه حتى الجرعات الصغيرة تسبب مرضًا إشعاعيًا مزمنًا والوفاة بعد 6 إلى 11 شهرًا. الطرق الرئيسية للتخلص من الجسم هي من خلال الكلى والجهاز الهضمي. هناك اعتماد على طريقة الدخول. ويتراوح عمر النصف من 30 إلى 50 يومًا.

التسمم العرضي بالبولونيوم أمر مستحيل تمامًا. للحصول على كمية كافية من المادة، من الضروري الوصول إلى مفاعل نووي ووضع النظائر عمدا على الضحية. وتكمن صعوبة التشخيص أيضًا في حقيقة أن حالات قليلة فقط معروفة عبر التاريخ. وتعتبر الضحية الأولى هي ابنة مكتشفي مادة البولونيوم، إيرين جوليو كوري، التي كسرت أثناء البحث كبسولة تحتوي على المادة في المختبر وتوفيت بعد 10 سنوات. حدثت حالتان أخريان في القرن الحادي والعشرين. أولهما قضية ليتفينينكو المثيرة التي توفي عام 2006، والثانية وفاة ياسر عرفات الذي عثر في متعلقاته على آثار نظير مشع. ومع ذلك، لم يتم تأكيد التشخيص النهائي.

فساد

أحد النظائر الأطول عمرا، إلى جانب 208 و209، هو البولونيوم 210. (أي الوقت الذي انخفض فيه عدد الجسيمات المشعة إلى النصف) في الأولين هو 2.9 و 102 سنة، على التوالي، وللأخيرة 138 يومًا و 9 ساعات. أما بالنسبة للنظائر الأخرى، فيُحسب عمرها بشكل رئيسي بالدقائق والساعات.

إن الجمع بين الخصائص المختلفة للبولونيوم 210 يجعله الأكثر ملاءمة للاستخدام في مختلف مجالات الحياة. نظرًا لوجودها في غلاف معدني خاص، لم يعد بإمكانها الإضرار بالصحة، ولكنها قادرة على إعطاء طاقتها لصالح البشرية. إذًا، ما هو استخدام البولونيوم 210 اليوم؟

التطبيق الحديث

ووفقا لبعض التقارير، فإن نحو 95% من إنتاج البولونيوم يتركز في روسيا، حيث يتم تصنيع ما يقرب من 100 جرام من المادة سنويا، ويتم تصدير معظمها تقريبا إلى الولايات المتحدة.

هناك عدة مجالات يتم فيها استخدام البولونيوم 210. بادئ ذي بدء، هذه مركبات فضائية. بفضل حجمه الصغير، لا غنى عنه كمصدر ممتاز للطاقة والحرارة. على الرغم من أن فعاليتها تنخفض إلى النصف تقريبًا كل 5 أشهر، إلا أن إنتاج النظائر الأثقل يكون أكثر تكلفة بكثير.

بالإضافة إلى ذلك، لا غنى عن البولونيوم في الفيزياء النووية. ويستخدم على نطاق واسع في دراسة آثار إشعاع ألفا على المواد الأخرى.

وأخيرًا، هناك مجال آخر للتطبيق وهو إنتاج أجهزة إزالة الكهرباء الساكنة للاستخدام الصناعي والمنزلي. إنه لأمر مدهش كيف يمكن لمثل هذا العنصر الخطير أن يصبح أداة مطبخ تقريبًا، حيث يكون محاطًا بقشرة موثوقة.