پولونیوم. خواص پلونیوم استفاده از پلونیوم پولونیوم: تاریخچه کشف عنصر عنصر شیمیایی پولونیوم، منشاء نام

جنبه های علمی پرونده لیتویننکو برای TRV-Nauka توسط دکتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. شیمی علوم، سر آزمایشگاه مجتمع رادیوایزوتوپ موسسه تحقیقات هسته ای آکادمی علوم روسیه

احساسات پیرامون مرگ مرموز الکساندر لیتویننکو فروکش نمی کند. سرانجام، جلسات علنی پرونده او در لندن آغاز شد. و نسبتاً اخیراً، علاقه به این موضوع با این فرض که رهبر فلسطین یاسر عرفات به روشی مشابه کشته شده است، تقویت شده است. به لطف این، عموم مردم حداقل چیزی در مورد ایزوتوپ‌های رادیواکتیو و کاربردهای احتمالی آن‌ها آموختند، البته به روشی بسیار یک طرفه.

زمانی مجبور شدم در بسیاری از نشریات روسی و خارجی، برنامه های رادیویی و تلویزیونی در این مورد نظر بدهم. اما رسانه های جمعی مناسب ترین بستر برای بحث در مورد جنبه های علمی این مشکل جالب نیستند: موضوع بیش از حد سیاسی شده است. مردم خارق‌العاده‌ترین نسخه‌ها را مطرح می‌کنند، بدون اینکه خود را با هیچ مدرکی آزار دهند. در عین حال، تعدادی از انتشارات علمی وجود دارد که جنبه های مختلف، در درجه اول پزشکی، را مورد بحث قرار می دهد. این سوال در تعدادی از کنفرانس های علمی در مورد تولید و استفاده از ایزوتوپ ها نیز مطرح شد که من در آنها شرکت کردم.

در اینجا به طور مختصر جنبه زیر را شرح خواهم داد: تولید و خواص پولونیوم-210، که ممکن است با مسمومیت A. Litvinenko مرتبط باشد. تعدادی از "کارشناسان" روسی از چرایی استفاده از این ماده خاص ابراز تعجب کردند و بسیاری از نحوه استفاده از آن نامشخص بودند. به طور خاص، لو فدوروف، دکتر. شیمی ساینس، رئیس اتحادیه ایمنی شیمیایی، در ایخو مسکوی گفت: چگونه می توان با پولونیوم 210 مسموم کرد؟ من نمی توانم این را تصور کنم ... اگر به این فکر می کردم که چگونه یک فرد را مسموم کنم ، آخرین چیزی که می گویم پولونیوم است ... طبیعتاً کسی که آن را به آن سوی مرزها حمل می کند باید آن را در یک جا حمل کند. ظرف سرب ».

تعدادی دیگر از کارشناسان سعی کردند نتیجه گیری های خود را بر اساس ملاحظات کلی توجیه کنند. بنابراین، بانکدار معروف الکساندر لبدف، که خود کارمند سابق KGB بود، در گفتگوی عمومی ما با او در کانال NTV ("عصر یکشنبه با ولادیمیر سولوویف"، 3 دسامبر 2006) اظهار داشت: به شما اطمینان می‌دهم که امروز کوچکترین امکانی وجود ندارد که به سرویس‌های ویژه ما اجازه انجام چنین کارهایی بدهیم، زیرا قطعاً مجازات کیفری در پی خواهد داشت.»

بیایید جنبه های سیاسی را کنار بگذاریم که چه کسانی از این منتفع شده اند یا نه. بیایید بفهمیم که چرا پلونیوم استفاده شد؟

بدست آوردن پلونیوم 210

روش اصلی برای تولید پلونیوم-210 تابش بیسموت با نوترون های کند در یک راکتور هسته ای است (شکل 1 را ببینید). سپس پولونیوم باید از بیسموت تابیده شده به صورت شیمیایی جدا شود. این را می توان با تصعید (از آنجایی که پولونیوم در دماهای بالا فراریت نسبتاً بالایی دارد)، الکتروشیمیایی یا روش های دیگر انجام می شود. پولونیوم-210 تولید شده به این روش بسیار ارزان است. صحبت در مورد هزینه بالای آن درست نیست. مورد دیگر در دسترس بودن آن است.

همچنین مرحله سوم در فناوری وجود دارد، این آماده سازی منبع تشعشع برای استفاده نهایی است. منابع می توانند انواع مختلفی داشته باشند. در این مورد خاص، پلونیوم باید در یک کپسول، ترجیحا با پوسته چند لایه (برای جلوگیری از نفوذ پلونیوم) قرار داده شود. برای مسمومیت، یا باید این کپسول را باز کنید تا محتویات وارد نوشیدنی شود، یا، که بسیار راحت تر است، یک آمپول مینیاتوری با پوسته محلول درست کنید.

برای اولین بار، پولونیوم خالص در اتحاد جماهیر شوروی در NII-9 (در حال حاضر موسسه تحقیقاتی مواد معدنی با فناوری پیشرفته A. A. Bochvar) به دست آمد که در مطالعه این عنصر پیشرو بود. این کار تحت هدایت دانشمند برجسته ما زینیدا واسیلیونا ارشووا انجام شد.

آیا می توان منشا پولونیوم را با روش فنی تعیین کرد؟ از نظر تئوری این امکان پذیر است، اما از نظر عملی بسیار دشوار است. هر رآکتور هسته ای (در یک کانال تابش خاص) با طیف نوترونی خاص خود مشخص می شود. وجود نوترون های سریع منجر به تشکیل، همراه با پولونیوم-210 (نیمه عمر - 138.4 روز)، مقدار کمی پلونیوم-209 (نیمه عمر - 102 سال، انرژی ذرات آلفا - 4.9 مگا ولت) توسط واکنش هسته ای می شود. n، 2n) از پلونیوم-210 انباشته شده، و همچنین مقادیر کمتری از پلونیوم-208 (2.9 سال).

بنابراین، با استفاده از چنین "ساعت هسته ای"، در اصل، می توان مکان و تاریخ تولید پولونیوم را تعیین کرد. با این حال، انجام این کار آسان نیست و در موارد خاص غیرممکن است. این بستگی به مقدار پولونیوم و محل یافتن آن دارد: آنچه مهم است نسبت بین سرب-206 پایدار تشکیل شده از پلونیوم-210 و سرب پس زمینه است که محتوای آن در مخلوط طبیعی ایزوتوپ ها 24.1٪ است. برای جداسازی ایزوتوپ‌های پلونیوم (یا زمان قرار گرفتن در معرض طولانی برای فروپاشی پلونیوم-210)، و همچنین نمونه‌های کالیبراسیون پلونیوم از راکتور، که در همان حالت تابش تهیه شده‌اند، به جداکننده جرم خاصی نیاز است.

پلونیوم روسی در مؤسسه تحقیقاتی فیزیک تجربی تمام روسیه در ساروف تولید می شود. تابش بیسموت در راکتور ظاهراً در مکان دیگری انجام می شود - P/O Mayak در شهر اوزیورسک، منطقه چلیابینسک. روش تولید پلونیوم 210 مخفی نیست، بنابراین می توان آن را در هر رآکتور دیگری که کانال خاصی برای تابش اهداف به منظور بدست آوردن ایزوتوپ وجود دارد، تولید کرد. چنین رآکتورهایی در چندین کشور در سراسر جهان قرار دارند. راکتورهای انرژی، به عنوان یک قاعده، برای این کار مناسب نیستند، اگرچه برخی از آنها کانالی برای تابش اهداف دارند. گزارش شده است که بیش از 95 درصد پلونیوم 210 در روسیه تولید می شود.

روش‌های دیگری نیز برای تولید پلونیوم وجود دارد، اما در حال حاضر عملاً مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، زیرا بهره‌وری بسیار کمتر و گران‌تر هستند. یکی از این روش ها که توسط ماری کوری استفاده شده است، جداسازی شیمیایی از سنگ معدن اورانیوم است (پلونیوم-210 در زنجیره تجزیه اورانیوم-238 موجود است). در واقع پلونیوم در سال 1898 کشف شد. پلونیوم-210 را می توان در شتاب دهنده های ذرات باردار با استفاده از واکنش های هسته ای 208 Pb(A, 2n) یا 209 Bi(d, n) بدست آورد. در عین حال، هر شتاب دهنده ای برای تولید پلونیوم 210 مناسب نیست. این به یک ذره آلفا یا شتاب دهنده دوترون نیاز دارد. چنین شتاب دهنده هایی در دنیا زیاد نیست. آنها هم در روسیه و هم در بریتانیای کبیر وجود دارند. با این حال، تا آنجا که من می دانم، در بریتانیا شتاب دهنده Amersham برای مدت طولانی برای ذرات آلفا پیکربندی نشده است و دائماً منحصراً روی تولید ایزوتوپ های پزشکی برای تشخیص کار می کند. در تعدادی از مکان‌هایی که در خارج از کشور بازدید کردم، همکاران به من گفتند که تاسیسات آنها بازرسی شده است تا ببینند که آیا پولونیوم تولید می‌کنند یا خیر.

در یک زمان، Techsnabexport JSC پلونیوم-210 را به بریتانیا (به Reviss) فروخت. اما این پنج سال قبل از رویدادهای غم انگیز بود و همانطور که همکارانم به من گفتند، شرکت پس از آن با دقت بررسی شد. محصولات حاوی پولونیوم به طور رسمی از ایالات متحده آمریکا و روسیه به بریتانیا عرضه نمی شوند. پولونیوم-210 قبلاً در آزمایشگاه ملی اوک ریج (ایالات متحده آمریکا) به دست آمده بود، اما اکنون به مقدار قابل توجهی در آنجا تولید نمی شود، بلکه برعکس، مقدار مشخصی از روسیه به دست می آید.

عملکرد هر دو راکتور و شتاب دهنده به شدت کنترل می شود. اگر کسی تصمیم به تولید غیرقانونی پلونیوم داشته باشد، با سیستم کنترل موجود می توان به راحتی آن را کشف کرد.

خواص فیزیکی هسته ای

همانطور که قبلا ذکر شد، نیمه عمر پلونیوم 138.4 روز است. این بدان معنی است که هر 138 روز فعالیت آن 2 برابر و در دو سال - حدود 40 برابر کاهش می یابد. این نیمه عمر برای استفاده از رادیونوکلئید به عنوان سم بسیار مناسب است.

پولونیوم 210 هنگام پوسیدگی ذرات آلفا با انرژی 5.3 مگا ولت از خود ساطع می کند که در جامدات برد کوتاهی دارند. به عنوان مثال، فویل آلومینیومی با ضخامت ده‌ها میکرون کاملاً چنین ذرات آلفا را جذب می‌کند. تشعشعات گامایی که توسط شمارشگرهای گایگر قابل تشخیص است بسیار ضعیف است: پرتوهای گاما با انرژی 803 کو با بازده فروپاشی تنها 0.001 درصد ساطع می‌شوند. پولونیوم-210 کمترین ثابت گاما را در بین تمام رادیونوکلئیدهای معمول آلفا فعال دارد. بنابراین، برای americium-241 (به طور گسترده استفاده می شود، به عنوان مثال، در آشکارسازهای دود)، ثابت گاما 0.12 است، و برای Po - 5·10-5 R×cm 2 /h×mCi (که در آن R یک رونتگن است، mCi برابر است با یک میلیکوری). در این مورد، ضریب دوز و در نتیجه سمیت رادیویی کاملاً قابل مقایسه است.

بنابراین، حتی بدون پوسته محافظ، تشخیص مقدار کافی پلونیوم-210 برای مسمومیت از راه دور با استفاده از یک شمارنده معمولی بسیار دشوار است، زیرا سطح تشعشع با پس زمینه طبیعی قابل مقایسه است (شکل 2 را ببینید). بنابراین، پولونیوم-210 برای حمل و نقل مخفی بسیار راحت است و حتی نیازی به استفاده از ظروف سربی نیست. با این حال، در طول حمل و نقل، باید مراقبت ویژه ای برای جلوگیری از کاهش فشار ظرف انجام شود (به زیر مراجعه کنید).

استفاده از پولونیوم-210 برای تحریکات به هیچ وجه توصیه نمی شود، زیرا فقط با استفاده از تجهیزات ویژه ای قابل تشخیص است که در موارد معمولی استفاده نمی شود.

خط گامای 803 keV را فقط می توان از طریق اندازه گیری های طولانی مدت با استفاده از یک طیف سنج گامای خوب تشخیص داد و آشکارساز نیمه هادی باید بسیار نزدیک به منبع قرار گیرد. شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد در ابتدا در لیتویننکو افزایش رادیواکتیویته به این صورت بود، اما در ابتدا تابش به اشتباه به تالیم رادیواکتیو (تالیم-206) نسبت داده شد که از تجزیه بیسموت-210 متر به دست می‌آید (نمودار را در شکل 1 ببینید). .

این موضوع حتی قبل از شناسایی پلونیوم در اینترنت گزارش شده است. اما پس از آن این نسخه اشتباه شناخته شد، زیرا این ایزوتوپ بیسموت دارای نیمه عمر بسیار طولانی است و آنها شروع به بررسی احتمال وجود سایر انتشار دهنده های آلفا کردند. پس از این، ادرار از نظر وجود رادیونوکلئیدهای فعال آلفا و پولونیوم و در مقادیر زیاد آنالیز شد. به نظر من این فرض که کارشناسان بریتانیایی در مورد پولونیوم-210 توسط تحریک‌کنندگان خاص «اطلاعاتی» دریافت کرده‌اند به نظر من کاملاً از بین رفته است. دانشمندان بریتانیایی همه چیز را به طور مداوم و کاملاً منطقی انجام دادند.

در سطح، فعالیت آلفای پلونیوم-210 را می توان با استفاده از یک شمارنده آلفا تشخیص داد، که معمولاً فقط برای اهداف خاص و نه برای آزمایش معمول آلودگی رادیواکتیو استفاده می شود. با این حال، برای تعیین اینکه تشعشع به طور خاص به پولونیوم-210 مربوط می شود، تجهیزات پیچیده تری، معمولا ثابت، مورد نیاز است - یک طیف سنج آلفا. فعالیت در مرتبه 1 Bq (تجزیه در ثانیه) در سطح به راحتی قابل تشخیص است. اگر فعالیت آلفا تشخیص داده شود، آماده سازی نمونه انجام می شود (به عنوان مثال، با استفاده از جداسازی شیمیایی) و یک خط در طیف آلفا 5.3 مگا الکترون ولت بر روی یک طیف سنج آلفا شناسایی می شود که مشخصه این رادیونوکلئید آلفا فعال خاص است.

خواص شیمیایی

پلونیوم می تواند به اشکال مختلف شیمیایی وجود داشته باشد، اما در این مورد به احتمال زیاد به شکل ترکیبات محلول (به عنوان مثال، نیترات، کلرید، سولفات) یافت می شود، در حالی که بخش قابل توجهی از محلول می تواند به شکل کلوئیدی نیز باشد. مهم است که از محلول های خنثی و کمی اسیدی، پلونیوم تا حد زیادی بر روی سطوح مختلف، به ویژه روی فلز و شیشه جذب شود (حداکثر جذب در pH ~ 5 است). شستن کامل آن با روش های معمولی دشوار است. بنابراین اصلاً تعجب آور نیست که قوری و فنجانی که از آن پولونیوم مصرف می شد کشف شد.

خود پولونیوم، در مقادیر بسیار کوچک، فقط در دمای حدود 300 درجه سانتیگراد شروع به تصعید می کند. اما همچنین می تواند همراه با بخار آبی که در آن قرار دارد و در این فرآیند با هسته های پس زدن وارد محیط شود.

پولونیوم به راحتی در پلاستیک پخش می شود و منابع آلی دیگر بر اساس آن با یک پوشش چند لایه ساخته می شوند. و اگر آمپول کم فشار بود، حتی کوچکترین آثار آن را می توان با استفاده از شمارنده آلفا تشخیص داد.

پولونیوم یک عنصر چند ظرفیتی است که مستعد تشکیل کمپلکس های مختلف است و می تواند اشکال شیمیایی مختلفی را تشکیل دهد. در این راستا مقداری از آن به راحتی در محیط طبیعی پخش می شود. بنابراین قابل درک است که آثار پلونیوم گسترش یافته است و می توان از آن برای ردیابی منبع آلودگی پولونیوم استفاده کرد.

قرار گرفتن در معرض بیولوژیکی و ایمنی اشعه

مطالعات بیولوژیکی از اثرات پلونیوم بر روی حیوانات در کشور ما عمدتا در دهه 60 در موسسه بیوفیزیک در آزمایشگاه پروفسور یو موسکالف انجام شد، چندین نشریه وجود دارد.

مدتهاست که مشخص شده است که پلونیوم 210 یکی از خطرناک ترین رادیونوکلئیدها است. سطوح آسیب به انسان توسط پولونیوم-210 در جدول نشان داده شده است (داده های آزمایش با حیوانات مجدداً به جرم یک فرد محاسبه شد).

میزان جذب این ماده از طریق دستگاه گوارش از 5 تا 20 درصد تخمین زده می شود. از طریق ریه ها - موثرتر است، اما چنین تجویزی برای مسمومیت پنهان بسیار ناخوشایند است، زیرا این می تواند دیگران و مجریان را تا حد زیادی آلوده کند. فقط حدود 2 درصد در روز از طریق پوست جذب می شود و این استفاده از پولونیوم برای مسمومیت نیز بی تاثیر است.

پولونیوم در تمام اندام های بدن توزیع می شود، اما، البته، کاملاً به طور مساوی نیست. و با هر ماده بیولوژیکی از بدن دفع می شود: مدفوع، ادرار، سپس... نیمه عمر طبق منابع مختلف از 50 تا 100 روز است. یک حادثه صنعتی در کشورمان گزارش شد که 13 روز پس از قرار گرفتن در معرض 530 مگابایت (14 mCi) پلونیوم منجر به فوت یک نفر شد.

بر اساس داده های غیرمستقیم (بر اساس ضربه)، مقدار پولونیوم وارد شده به لیتویننکو می تواند (0.2-4) × 109 Bq (بکرل) باشد، یعنی تجزیه در ثانیه، بر حسب جرم 1-25 میکروگرم است. مقدار تقریبا نامرئی .

اگر پولونیوم در یک فنجان چای وجود داشته باشد، به عنوان مثال ~ 109 Bq در هر 100 گرم، آنگاه تا 0.01-0.10 میلی لیتر می تواند به طور تصادفی روی افرادی که در نزدیکی نشسته اند به صورت قطره یا آئروسل بیفتد، یعنی تا 10 5-10 6 Bk. . این امر خطر جدی برای زندگی انسان ایجاد نمی کند، اگرچه بیش از استانداردهای مجاز آلودگی است. چنین مقداری را می توان به راحتی تشخیص داد و فعالیت مرتبه 1 Bq نیز تشخیص داده می شود.

در داستان Litvinenko، به گفته آژانس حفاظت از سلامت، موارد زیر اتفاق افتاد:

• 120 نفر به احتمال زیاد در معرض پولونیوم قرار گرفتند اما دوز کمتر از 6 mSv (میلی سیورت) دریافت کردند که هیچ خطری برای سلامتی ندارد.
• 17 نفر دوز بیش از 6 mSv دریافت کردند، اما به اندازه کافی قابل توجه نیست که در آینده نزدیک باعث ایجاد بیماری شود. بیشترین دوز، که با این وجود تهدید کننده زندگی نبود، به طور طبیعی توسط همسر الکساندر لیتویننکو، مارینا، که او بیشترین تماس را با او داشت، دریافت کرد.

دوز مجاز برای متخصصانی که با رادیواکتیویته در روسیه کار می کنند 20 mSv / سال است. دوزهای سالانه دریافت شده توسط افراد از تشعشعات پس زمینه طبیعی 1-10 mSv / سال است و در برخی نقاط روی زمین بسیار بیشتر است و مرگ و میر در آنجا افزایش نمی یابد. تنها قرار گرفتن در معرض دوز مؤثر بیش از 200 میلی‌اسورت در طول یک سال به طور بالقوه خطرناک در نظر گرفته می‌شود. بنابراین، ادعاهایی مبنی بر اینکه استفاده از پولونیوم تهدید بزرگتری برای دیگران ایجاد می کند، اغراق آمیز است.

مطبوعات این سوال را مطرح کردند که آیا پلونیوم-210 قبلاً به عنوان یک ماده سمی استفاده شده است و آیا می توان این موضوع را ایجاد کرد. به طور خاص، سمومی که ممکن است با آنها یو شکوچیخین را مسموم کرده باشند و سعی در مسموم کردن A. Politkovskaya داشته باشند، ناشناخته باقی ماندند. اگر پلونیوم 210 در این موارد وجود داشت، در طول زمان به زیر سطح پس زمینه تجزیه شده بود. با این حال، نبش قبر ممکن است پلونیوم-209 را نشان دهد که می‌توانست به عنوان یک ناخالصی وجود داشته باشد (به بالا مراجعه کنید).

این فرضیه که یاسر عرفات با پولونیوم 210 مسموم شده بود عملا تایید نشد. مقداری از پلونیوم 210 اضافی را می توان با دلایل طبیعی - استنشاق رادون-222 در طول اقامت طولانی رهبر فلسطین در پناهگاه توضیح داد. پولونیوم 210 محصول تجزیه رادون است. مقدار مشابهی از سرب-210 که آن هم محصول تجزیه رادون است، در بدن عرفات پیدا شد.

کاربرد

تاکنون از پلونیوم 210 برای اهداف زیر استفاده شده است.

1. ایجاد منابع خودمختار انرژی تولید شده در نتیجه فروپاشی آلفا. لونوخود اتحاد جماهیر شوروی و برخی از ماهواره های کاسموس به چنین دستگاه هایی مجهز بودند.

2. به عنوان منبع نوترون، به ویژه، برای آغازگر یک انفجار هسته ای در بمب های اتمی. نوترون ها زمانی تولید می شوند که بریلیم با ذرات آلفا تابش می شود و هنگامی که جرم اورانیوم 235 یا پلوتونیوم 239 به جرم بحرانی می رسد، انفجار هسته ای را آغاز می کند. چنین منابعی همچنین برای تجزیه و تحلیل فعال سازی نوترونی نمونه ها و مواد طبیعی استفاده شد.

3. به عنوان منبع ذرات آلفا به صورت اپلیکاتور برای درمان برخی بیماری های پوستی. امروزه عملاً برای چنین اهدافی استفاده نمی شود، زیرا رادیونوکلئیدهای بسیار مناسب تری وجود دارد.

4. به عنوان یونیزه کننده هوا در دستگاه های آنتی استاتیک، به عنوان مثال Staticmaster، ساخت Calumet در ایالات متحده. این مواد به بریتانیا صادر نمی‌شوند و برای استخراج پولونیوم 210 مورد نیاز برای مسمومیت، بسیاری از این دستگاه‌ها باید پردازش شوند، که نیاز به آزمایشگاه رادیوشیمیایی دارد.

یافته های مربوط به مرگ لیتویننکو

نتیجه گیری هایی با ماهیت فنی که ممکن است برای حل یک جرم مهم باشد را می توان به دو گروه تقسیم کرد: کاملاً قطعی و آنهایی که بسیار محتمل هستند، اما برای یک بیانیه بدون ابهام تحقیقات نه تنها در بریتانیا، بلکه در روسیه نیز لازم است.

کاملا قطعی

1. پولونیوم 210 یک ماده سمی برای استفاده مخفیانه است. تفاوت اصلی آن با سایر مواد رادیواکتیو دشواری تشخیص اولیه است. بر این اساس، استفاده از آن برای تحریک بی معنی است.

2. پولونیوم 210 ماده ای است که حمل و نقل مخفیانه آن در مقادیر کافی برای ایجاد مسمومیت راحت است. همچنین وارد کردن مخفیانه آن به نوشیدنی فرد آسان است. سایر روش های تجویز (به عنوان مثال، آئروسل سازی یا تزریق پوستی) برای مسموم کننده کمتر مؤثر، غیرقابل اعتماد، پیچیده و بسیار خطرناک هستند.

3. آلودگی تصادفی پلونیوم 210 از طریق سهل انگاری تقریباً غیرممکن است، زیرا چنین درجه ای از آلودگی به مقدار زیادی نیاز دارد که فقط در مکان های تولید انبوه پلونیوم در یک کارخانه وجود دارد و این را می توان به راحتی با توزیع پلونیوم تعیین کرد. روی بدن انسان

4. هیچ یک از اظهارات منتشر شده علنی توسط مقامات تحقیقاتی بریتانیا حاوی هیچ گونه تناقض فنی نیست.

بسیار محتمل است، اما نیاز به تایید دارد

1. به احتمال زیاد پولونیوم 210 در روسیه تولید شده است. این ماده می‌توانست از روسیه یا آمریکا به بریتانیا آورده شود، جایی که این ماده رسماً عرضه می‌شود. منابع دیگر در اصل مستثنی نیستند، اما پنهان کردن چنین تولیدی تقریباً غیرممکن است. Polonium-210 مدت زیادی است که در انگلستان تولید نشده است.

2. حذف از دستگاه های آنتی استاتیک در ایالات متحده نیاز به یک آزمایشگاه رادیوشیمیایی خاص دارد که پنهان کردن آن تحت سیستم کنترل فعلی در ایالات متحده بسیار دشوار است. در کشورهای دیگر، چنین دستگاه های آنتی استاتیک عملا استفاده نمی شود.

3. تعیین منشاء پلونیوم از طریق تجزیه و تحلیل تنها در شرایط خاصی امکان پذیر است (مقادیر و غلظت کافی، عدم وجود سرب پس زمینه، قرار گرفتن در معرض کافی قبل از تجزیه و تحلیل، در دسترس بودن جداکننده جرم ویژه و نمونه هایی برای مقایسه). در شرایط مساعد نیز می توان تعیین کرد که در کدام چرخه تولید به دست آمده است.

4. ماده دزدیده نشده است. سازماندهی این امر با سیستم کنترل موجود بسیار دشوار است. پیش از این، چندین واقعیت از گم شدن پلونیوم ثبت شده بود، اما همه آنها فاش شده بودند، زیرا فاش شدن آنها مشکل بزرگی ایجاد نمی کند.

در لندن، پرونده قتل لیتویننکو موضوع استفاده از پولونیوم برای مسمومیت را به صفحه اول رسانه ها بازگرداند. در مورد این عنصر شیمیایی با دکترای علوم شیمی، رئیس آزمایشگاه مجتمع رادیوایزوتوپ موسسه تحقیقات هسته ای آکادمی علوم روسیه صحبت می کنیم. بوریس ژویکوف. مصاحبه شد ناتالیا دمینا.

در سالهای 2006-2007، شما بارها در مورد مسمومیت با پولونیوم در Ekho Moskvy، NTV و سایر رسانه های روسی و خارجی اظهار نظر کرده اید. از این گذشته ، بسیاری در ابتدا متوجه نشدند که چه اتفاقی افتاده است. بحث شد که استفاده از این ماده غیرمنطقی است و به طور کلی حقیقت مسمومیت با پولونیوم زیر سوال رفت؟

بله، این نقطه نظر بود. به عنوان مثال، لو فدوروف، دکترای علوم شیمی، رئیس اتحادیه ایمنی شیمیایی، در ایخو مسکوی گفت: چگونه می توان با پولونیوم 210 مسموم کرد؟ این چیزی است که من حتی نمی توانم به آن فکر کنم…. حالا اگر به این فکر می‌کردم که چگونه انسان را مسموم کنم، آخرین چیزی که می‌گویم پولونیوم است... طبیعتاً کسی که آن را از مرزها می‌برد باید آن را در ظرف سربی حمل کند.».

یکی از شرکت کنندگان در بحثی که در برنامه تلویزیونی "عصر یکشنبه با ولادیمیر سولوویف" در 3 دسامبر 2006 برگزار شد، که من در آن شرکت کردم، ماکسیم شینگارکین، یک توپخانه با آموزش، استدلال کرد که لیتویننکو مسموم نشده است، بلکه خود او استنشاق کرده است. پولونیوم هنگام کار در یک آزمایشگاه مخفی در قلمرو بریتانیا. ( متعاقباً، م. شینگارکین مشاور رئیس کمیته علوم و آموزش شورای فدراسیون، مشاور کمیسیون زیر نظر رئیس جمهور فدراسیون روسیه برای نوسازی و توسعه فنی اقتصاد روسیه شد و اکنون معاون است. از دومای دولتی، رفیق آندری لوگووی در جناح LDPR - "Polit.ru").

درک آن دشوار است: افرادی که این را گفتند - آنها به سادگی این منطقه را درک نمی کنند یا مغرضانه هستند. قبلاً در اولین نظرم در مورد این موضوع، گفتم که پولونیوم 210 ماده نسبتاً مناسبی برای مسمومیت است و محتمل ترین روش مسمومیت مصرف خوراکی است: یک کپسول با پوسته محلول را در چای یا قهوه بریزید، زیرا به اندازه کافی است. از طریق معده جذب می شود. و به معنای واقعی کلمه روز بعد آنها گزارش دادند که یک قوری آلوده به پولونیوم پیدا کرده اند که لیتویننکو از آن چای نوشیده است. می توانید شرایط من را تصور کنید؟ ( می خندد).

آیا تجربه کار با پولونیوم را داشته اید؟

بله، سال‌ها پیش، زمانی که به عنوان محقق در مؤسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای در دوبنا کار می‌کردم، با پولونیوم-210 و سایر ایزوتوپ‌های پولونیوم در مقادیر کم سروکار داشتم. به طور کلی، من با ایزوتوپ های رادیواکتیو تقریباً همه عناصر کار کردم. این جهت بود - ما به دنبال عناصر جدید و کشف نشده در مخلوط پیچیده ای از محصولات واکنش های هسته ای مختلف و در نمونه های طبیعی بودیم. در حال حاضر تمرکز اصلی من بر روی ایزوتوپ های رادیواکتیو برای پزشکی هسته ای است، ایزوتوپ هایی که برای تشخیص و درمان بیماری های مختلف به بدن انسان وارد می شوند.

آیا افرادی را می شناسید که اکنون درگیر پولونیوم هستند؟

بله، اما به دلیل ماهیت خدمات آنها بعید است که با شما یک مصاحبه صریح موافقت کنند.

خب معلومه از این گذشته، آنچه به پولونیوم مربوط می شود احتمالاً راز است؟

نه، خواص پلونیوم، رفتار، روش‌های تولید و کاربردهای آن مدت‌هاست که همه چیز منتشر نشده است. همچنین تعدادی از انتشارات در مورد اثرات پلونیوم بر حیوانات وجود دارد. یک متخصص می تواند آنچه را که در یک مورد خاص اعمال می شود، درک کرده و به درستی تفسیر کند.

هزینه تولید پلونیوم چقدر است؟

صحبت در مورد هزینه بالای پولونیوم 210 یک افسانه است. من می دانم قیمت آن به فروش می رسد، اما احتمالاً نباید آن را فاش کنم. در هر صورت بسیار کوچک است. البته، تولید کنندگان یک داروی خاص - منبع تشعشعات رادیواکتیو که برای استفاده راحت است - می توانند مقدار مناسبی درخواست کنند، اما این، همانطور که می گویند، یک "تقلب" است. خود پولونیوم ارزان است. علاوه بر این، منبع استفاده شده، اگرچه آشکارا توسط متخصصان ساخته شده است، ضعیف ساخته شده است، توسط متخصصان بد ساخته شده است.

از کجا می توان چنین نتیجه ای گرفت؟

پولونیوم به دلیل خواصی که دارد به راحتی در پوسته های آلی پخش می شود و عموماً به راحتی پخش می شود. در چنین مواردی، منبع با پوشش چند لایه ساخته می شود. افرادی که نمونه را تهیه کردند یا این را نمی دانستند، تنبل بودند یا امیدوار بودند که وجود پولونیوم اصلا ظاهر نشود. بنابراین مجریان میراث عادلانه ای از خود بر جای گذاشتند.

اگر استفاده از پلونیوم بسیار ناخوشایند است، چرا از آن استفاده شده است؟

در مقابل، در اصل، پلونیوم-210 یک ماده بسیار مناسب برای مسمومیت است، به ویژه برای مسمومیت پنهان، و نه برای تحریک. در ابتدا تشخیص آن بسیار دشوار است مگر اینکه آنالیزهای خاصی انجام شود (طیف سنجی آلفا). و هیچ کس قرار نبود آزمایش های خاصی انجام دهد ، زیرا این ماده قبلاً برای مسمومیت استفاده نشده بود - حداقل کشف نشده بود. پولونیوم-210 با دیگر ایزوتوپ های رادیواکتیو تفاوت دارد زیرا تقریباً به طور انحصاری ذرات آلفا با انرژی 5.3 مگا ولت ساطع می کند که حتی توسط یک ورق کاغذ نیز جذب می شوند. تشعشعات گاما، که معمولاً با استفاده از شمارنده‌های گایگر شناسایی می‌شود، بسیار ضعیف است و تنها یک صد هزارمین بخش را تشکیل می‌دهد. بر این اساس، ورود آن به انگلستان مشکلی ندارد، ظروف سرب برای چنین مقادیری مورد نیاز نیست و انجام عملیات مختلف با یک کپسول به اندازه کافی مهر و موم شده است.

نظراتی وجود داشت که از پلونیوم برای تحریک استفاده می شود. به نظر من چنین صحبت هایی بی معنی مطلق است. هیچ تحریکی وجود نداشت، تلاشی برای یک قتل مخفی وجود داشت. برای تحریک، توصیه می شود از هر رادیونوکلئید دیگری استفاده شود، به عنوان مثال، آمریکیوم-241 - تشخیص آن آسان تر است، در دسترس تر است (در همه جا در آشکارسازهای دود استفاده می شود).

پس چگونه این پلونیوم کشف شد؟

بله، آنها آن را پیدا کردند، اما ممکن است آن را کشف نکرده باشند. این یک داستان جالب است، من تحولات را در اینترنت دنبال کردم. علائم مشاهده شده در لیتویننکو با آسیب تشعشع مطابقت داشت. با این حال، هیچ چیز با یک شمارنده معمولی که تشعشع گاما را ثبت می کند، شناسایی نشد. یک خط پرتو گاما بسیار ضعیف با انرژی 803 کو تنها در نتیجه اندازه گیری های طولانی مدت با استفاده از یک طیف سنج گاما خوب مشاهده شد. در ابتدا، این تشعشع به اشتباه به تالیم رادیواکتیو (تالیم-206) نسبت داده شد که از تجزیه بیسموت-210 متر آلفا فعال تولید می شود.

اما پس از آن این نسخه اشتباه شناخته شد، زیرا این ایزوتوپ بیسموت دارای نیمه عمر بسیار طولانی است و آنها شروع به بررسی احتمال وجود سایر انتشار دهنده های آلفا کردند. پس از این، ادرار از نظر وجود رادیونوکلئیدهای فعال آلفا و پولونیوم و در مقادیر زیاد آنالیز شد. این فرض که دانشمندان بریتانیایی در مورد پولونیوم 210 توسط برخی تحریک‌کنندگان «اطلاعاتی» دریافت کرده‌اند، برای من بسیار بعید به نظر می‌رسد. همه چیز به طور مداوم و کاملا منطقی انجام شد.

چرا از سم شیمیایی معمولی استفاده نکردند؟

همه گروه های سموم شیمیایی شناخته شده اند. حتی زمانی که از سموم "ناپدید شدن" استفاده می شود، برخی از آثار استفاده از آنها باقی می ماند.

آیا پلونیوم ناشناخته بود؟

به عنوان سم شناخته نمی شود. البته موارد مسمومیت در محل کار بسیار کم بود. اما در تولید با هر چیزی مسموم می شوند.

اما حالا...

اکنون لازم نیست نگران باشید و لازم نیست شمارنده آلفا را با خود حمل کنید. دیگر هیچ کس از پلونیوم برای این منظور استفاده نخواهد کرد. من در این مورد مطمئن هستم. این داستان خیلی محبوب شد و حتی از من خواسته شد چیزی را بررسی کنم ... مورد دیگر موارد قدیمی است که حتی قبل از مسمومیت لیتویننکو رخ داده است ، به عنوان مثال ، مرگ مرموز یوری شکوچیخین ، تلاش برای مسمومیت آنا پولیتکوفسایا ...

اما بعد از این همه سال آیا واقعا چیزی باقی مانده است؟ بالاخره نیمه عمر پولونیوم 210 138 روز است؟

بله، این بدان معنی است که در طول 10 سال مقدار آن 100 میلیون بار کاهش می یابد. پولونیوم-210 باقی خواهد ماند، اما در مقادیر بسیار کم. تخمین زده می شود که حداقل 1-3 میلیارد بکرل (واپاشی در ثانیه) برای بار دوم به لیتویننکو تزریق شد. این فعالیت بسیار زیاد است، حتی فعالیت بسیار زیاد: در نتیجه، یک فرد می تواند در عرض چند روز بمیرد. اما پلونیوم-210 تولید شده در راکتور باید حاوی مخلوط کوچکی از یک ایزوتوپ با عمر طولانی دیگر - پلونیوم-209 (نیمه عمر 102 سال) باشد.

در ابتدا تشخیص آن به دلیل پس زمینه 210 بسیار دشوار است. اما بعد از جدایی، پس باید تلاش کنید. البته تولید پلونیوم-210 بدون ناخالصی 209 امکان پذیر است، اما واقعاً بسیار گران و دشوار خواهد بود. بعید است که این افرادی که دارو را تولید کرده اند چنین کارهایی انجام دهند. اگرچه، چه کسی می داند؟

نظراتی وجود داشت که یاسر عرفات با پولونیوم مسموم شده است. تحقیقات چه چیزی را نشان داد؟

یک مطالعه دقیق توسط دانشمندان سوئیسی (گزارش منتشر شده است) نشان داد که هیچ دلیل قانع کننده ای برای صحبت در مورد مسمومیت در این مورد وجود ندارد، اگرچه خود نویسندگان در ابتدا نتیجه متفاوتی از نتایج خود گرفتند. این گزارش داده‌های کاملاً متقاعدکننده‌ای ارائه می‌دهد که برخی از پلونیوم اضافی (که در واقع وجود داشته است) به احتمال زیاد منشأ طبیعی داشته است - ظاهراً نتیجه تجزیه رادون-222 است که در سیاه‌چال‌هایی که عرفات اغلب در آنجا اقامت می‌کرد، فراوان است. کالبد شکافی مقدار متناظری از دیگر محصول تجزیه رادون - سرب-210 را نشان داد. اما پلونیوم 209 شناسایی نشد. بنابراین، عرفات دوزی از پلونیوم-210 دریافت کرد که قدری بسیار کوچکتر از لیتویننکو بود و این نمی توانست دلیل مرگ باشد.

در جلسات عمومی، اطلاعاتی شنیده شد که لیتویننکو برای بار دوم یا سوم کشته شد. ظاهراً قاتلان می‌خواستند شرط‌های خود را پوشش دهند؟

بله، این واقعیت از دیرباز شناخته شده و در ادبیات علمی منتشر شده است. این به طور قابل اعتماد با توزیع پولونیوم در بدن لیتویننکو ایجاد می شود. علاوه بر این، اولین دوز تجویز شده بسیار کمتر بود. به هر حال لیتویننکو بعداً می مرد و احتمالاً هیچ چیز کشف نمی شد. اما ظاهراً مشتریان نمی توانستند صبر کنند ...

به من بگویید، اگر در نتیجه چنین مطالعات دقیق امکان تعیین ماهیت ورود پولونیوم به لیتویننکو وجود داشت، احتمالاً می توان نقش مظنونان انگلیسی A. Lugovoy و D. Kovtun را تعیین کرد؟

حتما حتما. تا آنجا که من می دانم، آنها در مرکز پزشکی بیوفیزیکی به نام مورد مطالعه قرار گرفتند. A.I. برنازیان. گزارش شده است که لوگووی دارای پولونیوم است، اما نتایج دقیقی که به روشن شدن نقش این مرد کمک می کند، ناشناخته است. اما آنها به انگلستان نرفتند.

آیا خطر شکست برای مجریان و شکست برای اطرافیان وجود داشت؟ در رسانه های بریتانیا اطلاعاتی منتشر شد مبنی بر اینکه لوگووی حتی پسرش را به آخرین جلسه آورده و اجازه داده است با لیتویننکو دست بدهد...

با توجه به اینکه ظاهراً به اجراکنندگان آموزش درستی داده نشده بود، خطری وجود داشت. اما با این حال، این به هیچ وجه به اندازه مصرف خوراکی پلونیوم خطرناک نیست و خطری برای زندگی ندارد. خود لوگووی گفت که کسی او را کثیف کرده است. اما اینکه آیا او کثیف بود یا اینکه آیا خودش کاری انجام داده بود - این قابل مشاهده بود. و این واقعیت که آنها او را تعقیب کردند و عمداً آثاری از خود به جا گذاشتند، به سادگی احمقانه است، سازماندهی آن به گونه ای که کشف نشود غیر واقعی است.

به نظر شما، آیا همه آنچه که وکیل خانواده لیتویننکو و مقامات تحقیقاتی بریتانیا گفته اند درست است؟

حداقل تا آنجا که به رفتار پولونیوم مربوط می شود، هیچ تناقضی وجود ندارد. تنها چیزی که اشتباه است این است که استفاده از آن تهدید بزرگی برای دیگران ایجاد می کند. مقادیر کمی از پولونیوم که می تواند افراد در تماس با لیتویننکو را آلوده کند، قابل تشخیص است، اما عملاً برای سلامتی بی ضرر هستند. در نتیجه، فقط 52 نفر دوز افزایش یافته را دریافت کردند، اما به اندازه ای نیست که خطر ابتلا به بیماری را در آینده افزایش دهد. خطر واقعی این است که کسی چای خود را برای لیتویننکو تمام کند. و همچنین اشتباه این است که پولونیوم 210 بسیار گران است مگر اینکه خلوص فوق العاده بالایی داشته باشد. این را قبلاً در بالا گفته ام. به سادگی در دسترس نیست، و توزیع آن به خوبی توسط سازمان های دولتی کنترل می شود.

آیا در آنچه بازرسان انگلیسی می گویند تناقض می بینید؟

هیچ اختلافی وجود ندارد که نتوان آن را بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی پولونیوم توضیح داد. برعکس، به محض اینکه مخالفان شروع به طرح برخی ایرادات می کنند، این ایرادات کاملاً با داده های علمی ناسازگار است.

با تشکر از مصاحبه

پولونیوم(lat. Polonium)، Po، یک عنصر شیمیایی رادیواکتیو از گروه VI از سیستم تناوبی مندلیف، عدد اتمی 84. پولونیوم اولین عنصری است که توسط P. Curie و M. Sklodowska-Curie به دلیل خواص رادیواکتیو آن در سال 1898 کشف شد. نامگذاری شده به افتخار لهستان (lat. Polonia) - زادگاه M. Skłodowska-Curie. 25 ایزوتوپ رادیواکتیو شناخته شده از پولونیوم با اعداد جرمی از 194 تا 218 وجود دارد. طولانی ترین ایزوتوپ رادیواکتیو α 209 Po (نیمه عمر T ½ = 103 سال) که بطور مصنوعی تولید شده است. 7 ایزوتوپ پولونیوم در طبیعت با اعداد جرمی 210-212، 214-216 و 218 به عنوان اعضای سری رادیواکتیو اورانیوم، اکتین اورانیوم و توریم یافت می شود. پایدارترین آنها α-رادیواکتیو 210 Po (T ½ = 138 روز) است. مقادیر میلی گرم 210 پو را می توان نه تنها از اجسام طبیعی جدا کرد، بلکه به طور مصنوعی از طریق واکنش هسته ای نوترون ها با بیسموت نیز سنتز کرد. تقریباً تمام اطلاعات در مورد پولونیوم با استفاده از 210 Po به دست آمد.

پولونیوم یک عنصر کمیاب است. محتوای آن در پوسته زمین حدود 2·10 -15٪ است. پولونیوم در شکل آزاد خود یک فلز نرم نقره ای-سفید است. چگالی 9.3 گرم بر سانتی متر 3، نقطه ذوب 254 درجه سانتی گراد، نقطه جوش 1162 درجه سانتی گراد. پیکربندی لایه الکترونی بیرونی اتم 6s 2 6p 4 است. از نظر خواص شیمیایی، پولونیوم به تلوریم نزدیک ترین است. در ترکیبات (مانند Te) حالت های اکسیداسیون -2، +2، +4 و +6 را نشان می دهد. اکسیدهای PoO، PoO 2 و PoO 3 شناخته شده اند. هنگامی که روی روی محلول اسید هیدروکلریک پولونیوم اثر می کند، هیدرید فرار PoH 2 تشکیل می شود. محلول های پولونیوم حاوی یون های PoO 4 2- PoO 3 2-، Po 4+ و Po 2+ هستند.

هیدروکسید پولونیوم شناخته شده است - PoO(OH) 2.

تتراهالیدها و سولفات های پلونیوم به راحتی هیدرولیز شده با ترکیبات مختلف در مقادیر وزنی سنتز شدند. با استفاده از روش حامل (با استفاده از آنالوگ پولونیوم - تلوریم)، ​​ترکیبات ارگانوپولونیوم سنتز شدند که در آن پیوند پو - کربن انجام می شود [به عنوان مثال، پولونیوم دی فنیل (C 6 H 5) 2 Po، دی فنیل دی کلرید پولونیوم (C) به دست آمد. 6 H 3) 2 PoCl 2 و غیره و غیره]. پلونیوم بسیار سمی است و بنابراین کار با آن در جعبه های مخصوص انجام می شود.

ایزوتوپ 210 Po در منابع نوترونی استفاده می شود. انرژی ذرات 210 Po α را می توان به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. باتری های الکتریکی "اتمی" با 210 Po که عمر طولانی دارند، به ویژه در ماهواره های Kosmos-84 و Kosmos-89 استفاده شد.

پولونیوم-210 (210 پو) یک جزء رایج از ریزش های رادیواکتیو طبیعی است. این گیاه از طریق ریشه یا از جو در نتیجه رسوب در اندام های بالای زمین وارد گیاهان می شود. در مقادیر کم (10-4 pcurie/g) 210 Po در آب دریا یافت می شود. می تواند توسط موجودات دریایی انباشته شود (در جلبک دریایی Porphyra umbilicalis ضریب تجمع آن ~ 1000 است). 210 پو با غذا وارد بدن حیوانات و انسان می شود. مقدار تقریبی 210 پو در ماهی دریایی 20-100 پیکوری در کیلوگرم، گوشت - 2-3 پیکوری / کیلوگرم، نان - 1 پیکوری / کیلوگرم، غلات - 2 پیکوری / کیلوگرم، چای - 500-600 پیکوری / کیلوگرم است. در بدن حیوانات و انسان ها (غلظت خاص حدود 4-10-5 pCuries / گرم بافت خام است)، پولونیوم به طور نسبتاً مساوی در سراسر اندام های فردی توزیع می شود. اثر بیولوژیکی 210 پو به دلیل تابش α است. آزمایشات روی حیوانات سمیت بالای این رادیونوکلئید را در غلظت های بالا نشان داده است. بنابراین، غلظت 210 پو بالای 0.0003 µCurie/g وزن زنده، امید به زندگی موش‌های سفید را کاهش داد، ترکیب خون محیطی را تغییر داد و باعث سیروز کبدی شد. در دراز مدت، حیوانات تومورهای کلیه، روده بزرگ، بیضه ها و تعدادی از اندام های دیگر را ایجاد کردند. اثر بیولوژیکی غلظت های پایین 210 پو به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است.

عنصر رادیواکتیو گروه ششم سیستم تناوبی مندلیف. پلونیوم در سال 1898 توسط ماری اسکلودوسکا-کوری و پیر کوری کشف شد. این نام به افتخار لهستان داده شد.
ام. کوری دریافت که برخی از نمونه‌های سنگ معدن رزین اورانیوم پرتوزاتر از خود اورانیوم هستند. بنابراین، این سنگ معدن باید حاوی مواد رادیواکتیوتر از اورانیوم باشد. این مواد (عناصر) جداسازی شدند. ابتدا پلونیوم و سپس رادیوم.
طولانی ترین ایزوتوپ های طبیعی 210 پو هستند. نیمه عمر 210 Po 138.376 روز است، یعنی. در این مدت مقدار اولیه 210 پو نصف می شود. پس از این زمان، نیمی از هسته های 210 پو به هسته های ایزوتوپ پایدار سرب 206 Pb تبدیل می شوند. تبدیل 210 Po به 206 Pb در نتیجه واپاشی α رخ می دهد

210 Po → 206 Pb + α.

آن ها علاوه بر هسته های سرب (206 Pb)، تجزیه 210 Po، هسته های هلیوم 4 He نیز تولید می کند که معمولاً ذرات α (آلفا) نامیده می شوند. علاوه بر این، 210 Po یک تابشگر α تقریباً خالص است. واپاشی آلفا، اگر در حالت پایه یا نه تنها در حالت پایه هسته نهایی رخ دهد، با تشعشع گاما همراه است. در اکثریت قریب به اتفاق موارد، 210 پو با گسیل ذرات آلفا با انرژی 5.3 مگا ولت به حالت پایه 206 سرب تجزیه می‌شود و تنها بخش کوچکی (0.00122 درصد) از 210 هسته پو به حالت برانگیخته (803 کو ولت) تجزیه می‌شود. ) حالت 206 سرب که با انتشار ذرات پرتو گاما تجزیه می شود تشعشعات گامای همراه با چنین واپاشی آلفا را می توان تنها در یک آزمایش دقیق تشخیص داد.
ایزوتوپ 210Po نه تنها طولانی ترین ایزوتوپ در بین ایزوتوپ های طبیعی است، یعنی. ایزوتوپ‌های پولونیوم موجود روی زمین، و به‌طور مصنوعی به دست نیامده‌اند، بلکه رایج‌ترین آنها هستند. به دلیل زنجیره ای از تجزیه ایزوتوپی که با U238 شروع می شود و با 206 Pb به پایان می رسد دائماً تشکیل می شود.

238 U → 234 Th → 234 Pa → 234 U → 230 Th → 228 Ra → 222 Rn → 218 Po → 214 Pb → 214 Bi → 214 Po → 210 Pb → 210 Bi → 2 Po → 2.

نیمه عمر (T 1/2) 238 U 4.5 میلیارد سال است. در مخلوط اورانیوم طبیعی، 238 U بیش از 99٪ است. برای تعداد هسته (N) ایزوتوپ اورانیوم (238 U) و پولونیوم (210 Po) در یک مخلوط طبیعی و نیمه عمر آنها (T 1/2)، رابطه زیر صادق است:

N(238 U)/N(210 Po) = T 1/2 (238 U)/T 1/2 (210 Po).

روابط مشابه برای همه ایزوتوپ ها در زنجیره ای از واپاشی های متوالی معتبر است، زیرا آنها در به اصطلاح هستند تعادل سکولار ، زمانی که تعداد واپاشی ها در واحد زمان برای همه ایزوتوپ ها یکسان باشد. از آنجایی که بسیاری از هسته های ایزوتوپی در نتیجه واپاشی قبلی در واحد زمان تشکیل می شوند، به همان تعداد از آنها فروپاشی می کنند. بنابراین، 1 تن سنگ معدن اورانیوم تنها حدود 100 میکروگرم پولونیوم دارد. در اصل 210 پو است. تمام ایزوتوپ های طبیعی دیگر پولونیوم حتی کوچکتر هستند (و توسط بسیاری از آنها). پلونیوم را می توان از سنگ معدن اورانیوم در طول پردازش ضایعات تولید اورانیوم جدا کرد. با این حال، برای به دست آوردن مقدار قابل توجهی از پولونیوم، مقدار باورنکردنی از چنین زباله ای باید پردازش شود. 210 پو در راکتورهای هسته ای با تابش بیسموت با نوترون در نتیجه واکنش تولید می شود.

209 Bi(n,γ) 210 Bi.

210 Bi تحت واپاشی بتا قرار می گیرد و به 210 Po تبدیل می شود. نیمه عمر 210 Bi 5.013 روز است.
علاوه بر 210 پو، دو ایزوتوپ رادیواکتیو مصنوعی دیگر پلونیوم نیمه عمر نسبتاً طولانی دارند - 208 پو (T 1/2 = 2.898 گرم) و 209 پو (T 1/2 = 102 گرم). این ایزوتوپ‌ها را می‌توان با بمباران اهداف سرب یا بیسموت با پرتوهای شتاب‌دار سیکلوترون از ذرات آلفا، پروتون‌ها یا دوترون‌ها تولید کرد. 209 Po را می توان از آزمایشگاه ملی Oak Ridge با مجوز کمیسیون انرژی اتمی (A.E.C.) ایالات متحده با قیمت تقریبی 3200 دلار به ازای هر μCi (میکروکوری)* خریداری کرد. در چنین منبعی 6 وجود خواهد داشت · 10 -8 گرم 209 پو. تمام ایزوتوپ های پلونیوم دیگر نیمه عمری از 8.8 روز (206 Po) تا کسری از میکروثانیه دارند ( ).

انواع مختلف پرتوهای یونیزان (α، β، γ) توانایی‌های نفوذی متفاوتی دارند. ذرات آلفا از ایزوتوپ های رادیواکتیو که از درون ماده عبور می کنند به راحتی الکترون ها را می گیرند و به اتم های هلیوم تبدیل می شوند. بنابراین برای تبدیل شدن به هلیوم کافی است ذرات آلفای 210 پو کمتر از 4 سانتی متر در هوا، کمتر از 50 میکرون در بافت بیولوژیکی و کمتر از 30 میکرون در آلومینیوم پرواز کنند. بنابراین، تابش آلفا از منابع رادیواکتیو را نمی توان با دزیمترهای معمولی که از شمارنده های گایگر استفاده می کنند، شناسایی کرد. ذرات آلفای چنین انرژی‌هایی از بدنه متر عبور نمی‌کنند، حتی اگر سطح آن با ایزوتوپ رادیواکتیو آلفا آغشته شود. کافی است یک آلفا خالص را در یک بسته مهر و موم شده قرار دهید که دیواره های آن ضخیم تر از یک ورق کاغذ نباشد (نکته اصلی این است که داروی رادیواکتیو از آن خارج نمی شود، مانند، برای). به عنوان مثال، آشکارسازهای نیمه هادی یا سوسوزن، قادر به تشخیص تشعشعات آن نیستند. دومی می تواند به تشخیص تشعشعات آلفا کمک کند، اگر در مجاورت یک منبع "باز" ​​آلودگی رادیواکتیو باشند.

در شکل 2 ویژگی های آشکارساز آلودگی سوسوزن LB 124 SCINT را نشان می دهد که توسط BERTHOLD TECHNOLOGIES GmbH & Co.
منابع رادیواکتیو 210 پو هم در تحقیقات علمی و هم در فناوری استفاده می شود. در طول کار بر روی پروژه منهتن، منبع نوترون پلونیوم-بریلیم قرار بود به عنوان فیوز برای بمب اتمی استفاده شود. نوترون ها در چنین منبعی در نتیجه برهمکنش ذرات آلفا از تجزیه 210 پو با بریلیم، واکنش 9 Be(α,n) به دست می آیند. اما بعداً این تصمیم کنار گذاشته شد. آزادسازی انرژی ویژه پلونیوم بالا است - 140 وات بر گرم. یک کپسول حاوی 0.5 گرم پلونیوم تا دمای 500 درجه سانتیگراد گرم می شود. از این ویژگی برای ایجاد منابع ترموالکتریک بر اساس آن استفاده می شود که به ویژه در فضاپیماها استفاده می شود. پلونیوم در دستگاه های حذف الکتریسیته ساکن نیز استفاده می شود. برخی از این نوع دستگاه ها ممکن است حاوی پولونیوم با فعالیت تا 500 μCi (حدود 0.1 میکروگرم) باشند. این مقدار از نظر تئوری برای کشتن 5000 نفر کافی است. با این حال، این پولونیوم به طور ایمن بسته بندی شده است و استخراج آن برای اهداف مخرب نیاز به فناوری پیشرفته و دانش عمیق دارد. به عنوان یک قاعده، فعالیت منابع ارائه شده در بازار کم است. بنابراین می توانید منبع 210 Po با فعالیت 0.1 μCi (میکروکوری) را با قیمت 69 دلار خریداری کنید. منبعی با چنین فعالیتی 3700 ذره در ثانیه ساطع می کند. جرم 210 پو در چنین منبعی حدود 2 است · 10 -11
تشعشعات آلفا از منابع رادیواکتیو نمی توانند به پوست نفوذ کنند، با این حال، هسته های آلفا در هنگام ورود به بدن از طریق اندام های تنفسی و گوارشی، زخم های باز و سطوح سوختگی، نه تنها به دلیل تشعشعات یونیزان، بلکه به عنوان سمی هستند. مواد حداکثر بار مجاز دوز روی بدن هنگام مصرف 210 Po تنها 0.03 μCi (6.8 - 10-12 گرم) است. با همان وزن 210 پو تقریباً 2.5 است. 10 11 برابر سمی تر از اسید هیدروسیانیک است. هنگامی که پلونیوم وارد بدن انسان می شود، از طریق جریان خون در سراسر بافت ها پخش می شود. پولونیوم عمدتاً از طریق مدفوع و ادرار از بدن دفع می شود. بیشتر آن در چند روز اول دفع می شود. در 50 روز حدود نیمی از پولونیومی که وارد بدن می شود از بین می رود. وجود پولونیوم در افراد آلوده به آن با اشعه گامای ضعیف ترشحات مشخص می شود. بلع صد هزارم میلی گرم پولونیوم در بدن انسان در 50 درصد موارد کشنده است. پولونیوم یک فلز بسیار فرار در هوا است که در 45 ساعت 50 درصد آن در دمای 55 درجه سانتیگراد تبخیر می شود.

* واحدهای فعالیت - 1 Ci (کوری) = 3.7. 10 10 فروپاشی در ثانیه، 1 Ci = 10 3 mCi = 10 6 μCi. 1 Bq = 1 پوسیدگی در ثانیه.

پولونیوم-210 ارتباط بسیار واضحی با تشعشع دارد. و این بیهوده نیست، زیرا او بسیار خطرناک است.

تاریخچه کشف

وجود آن در سال 1889 توسط مندلیف، زمانی که جدول تناوبی معروف خود را ایجاد کرد، پیش بینی شد. در عمل، این عنصر، شماره 84، 9 سال بعد با تلاش کوری ها که پدیده تابش را مطالعه می کردند، به دست آمد. تلاش کرد تا دلیل تشعشعات قوی ناشی از برخی مواد معدنی را بیابد، و به همین دلیل شروع به کار با چندین نمونه سنگ کرد، آنها را از هر طریقی که در دسترس او بود پردازش کرد، آنها را به کسری تقسیم کرد و موارد غیر ضروری را دور انداخت. در نتیجه، او ماده جدیدی به دست آورد که شبیه بیسموت و سومین عنصر رادیواکتیو کشف شده پس از اورانیوم و توریم شد.

علیرغم نتایج موفقیت آمیز آزمایش، ماریا عجله ای برای صحبت در مورد یافته خود نداشت. که توسط یکی از همکاران کوری انجام شد، همچنین زمینه ای برای صحبت در مورد کشف یک عنصر جدید فراهم نکرد. با این وجود، در گزارشی در نشست آکادمی علوم پاریس در ژوئیه 1898، این زوج ادعای دریافت ماده‌ای را گزارش کردند که ویژگی‌های یک فلز را نشان می‌دهد و پیشنهاد کردند که آن را به افتخار لهستان، سرزمین مادری مریم، پلونیوم بنامند. این اولین و تنها مورد در تاریخ بود که عنصری که هنوز به طور قابل اعتماد شناسایی نشده بود قبلاً نامی داده شد. خوب، اولین نمونه فقط در سال 1910 ظاهر شد.

خواص فیزیکی و شیمیایی

پولونیوم فلزی نسبتاً نرم و به رنگ سفید مایل به نقره ای است. آنقدر رادیواکتیو است که در تاریکی می درخشد و دائماً گرم می شود. علاوه بر این، نقطه ذوب آن کمی بالاتر از قلع است - فقط 254 درجه سانتیگراد. فلز به سرعت در هوا اکسید می شود. در دماهای پایین یک شبکه کریستالی مکعبی ساده تک اتمی تشکیل می دهد.

از نظر خواص شیمیایی، پلونیوم بسیار نزدیک به آنالوگ خود، تلوریوم است. علاوه بر این، ماهیت ترکیبات آن به شدت تحت تأثیر سطوح بالای تابش است. بنابراین واکنش‌های مربوط به پولونیوم می‌تواند بسیار دیدنی و جالب باشد، اگرچه از نظر فواید سلامتی بسیار خطرناک است.

ایزوتوپ ها

در مجموع، علم در حال حاضر 27 (طبق منابع دیگر - 33) شکل پلونیوم را می شناسد. هیچ یک از آنها پایدار نیستند و همه آنها رادیواکتیو هستند. سنگین ترین ایزوتوپ ها (با اعداد ترتیبی از 210 تا 218) در مقادیر کم در طبیعت یافت می شوند، بقیه را فقط می توان به صورت مصنوعی به دست آورد.

پلونیوم 210 رادیواکتیو طولانی ترین شکل طبیعی است. این ماده به مقدار کمی در سنگ معدن رادیوم-اورانیوم یافت می شود و از طریق زنجیره ای از واکنش ها که با U-238 شروع می شود و از نظر نیمه عمر تقریباً 4.5 میلیارد سال طول می کشد، تشکیل می شود.

اعلام وصول

1 تن حاوی ایزوتوپ پلونیوم 210 به مقدار تقریباً 100 میکروگرم است. آنها را می توان با پردازش زباله های صنعتی جدا کرد، اما برای به دست آوردن حجم کم و بیش قابل توجهی از عنصر لازم است مقدار زیادی از مواد پردازش شود. یک روش بسیار ساده تر و موثرتر، سنتز بیسموت طبیعی با استفاده از تابش نوترون در راکتورهای هسته ای است.

نتیجه، پس از چند روش دیگر، پلونیوم 210 است. ایزوتوپ‌های 208 و 209 را می‌توان با تابش بیسموت یا سرب با پرتوهای شتاب‌دار ذرات آلفا، پروتون یا دوترون نیز به‌دست آورد.

رادیواکتیویته

پولونیوم 210 مانند سایر ایزوتوپ ها یک تابش آلفا است. گروه سنگین تر نیز پرتوهای گاما ساطع می کنند. علیرغم این واقعیت که ایزوتوپ 210 تنها منبع ذرات آلفا است، نباید با آن برخورد کرد یا حتی از فاصله نزدیک به آن نزدیک شد، زیرا وقتی گرم می شود، به حالت آئروسل تبدیل می شود. مصرف پلونیوم از طریق تنفس یا غذا نیز بسیار خطرناک است. به همین دلیل است که کار با این ماده در جعبه های مخصوص مهر و موم شده صورت می گیرد. جالب است که این عنصر حدود نیم قرن پیش در برگ های تنباکو کشف شد. دوره پوسیدگی پولونیوم-210 در مقایسه با سایر ایزوتوپ ها بسیار طولانی است و بنابراین می تواند در گیاه تجمع یابد و متعاقباً به سلامت فرد سیگاری آسیب بیشتری وارد کند. با این حال، هر گونه تلاش برای استخراج این ماده از تنباکو ناموفق بود.

خطر

از آنجایی که پلونیوم 210 تنها ذرات آلفا را ساطع می کند، در صورت انجام اقدامات احتیاطی، نیازی به ترس از کار با آن نیست. طول حرکت این امواج به ندرت از ده سانتی متر بیشتر می شود و به علاوه معمولا نمی توانند به پوست نفوذ کنند.

با این حال، هنگامی که وارد بدن می شوند، آسیب زیادی به آن وارد می کنند. هنگامی که وارد جریان خون می شود، به سرعت در تمام بافت ها پخش می شود - در عرض چند دقیقه می توان حضور آن را در همه اندام ها مشاهده کرد. این در درجه اول در کلیه ها و کبد وجود دارد، اما به طور کلی به طور نسبتاً یکنواخت توزیع می شود، که ممکن است اثر مخرب کلی آن را توضیح دهد.

سمیت پلونیوم به حدی است که حتی دوزهای کوچک آن باعث بیماری مزمن تشعشع و مرگ پس از 6 تا 11 ماه می شود. راه های اصلی دفع از بدن از طریق کلیه ها و دستگاه گوارش است. وابستگی به روش ورود وجود دارد. نیمه عمر بین 30 تا 50 روز متغیر است.

مسمومیت تصادفی با پلونیوم کاملا غیرممکن است. برای به دست آوردن مقدار کافی از ماده، دسترسی به راکتور هسته ای و قرار دادن عمدی ایزوتوپ روی قربانی ضروری است. دشواری تشخیص نیز در این واقعیت نهفته است که تنها چند مورد در طول تاریخ شناخته شده است. اولین قربانی را دختر کاشفان پولونیوم، ایرن جولیوت کوری می‌دانند که طی تحقیقات، کپسولی حاوی این ماده را در آزمایشگاه شکست و 10 سال بعد درگذشت. دو مورد دیگر در قرن 21 رخ می دهد. اولین مورد مربوط به پرونده پر شور لیتویننکو است که در سال 2006 درگذشت و دومی مرگ یاسر عرفات است که در وسایل او آثاری از یک ایزوتوپ رادیواکتیو پیدا شد. با این حال، تشخیص نهایی هرگز تایید نشد.

پوسیدگی

یکی از طولانی ترین ایزوتوپ ها به همراه 208 و 209، پلونیوم 210 است. (یعنی مدت زمانی که تعداد ذرات رادیواکتیو به نصف می رسد) برای دو مورد اول به ترتیب 2.9 و 102 سال و برای دومی 138 روز و 9 ساعت است. در مورد سایر ایزوتوپ ها، عمر آنها عمدتاً بر حسب دقیقه و ساعت محاسبه می شود.

ترکیبی از خواص مختلف پلونیوم-210 باعث می شود که آن را به راحت ترین طیف برای استفاده در مناطق مختلف زندگی تبدیل کند. قرار گرفتن در یک پوسته فلزی خاص، دیگر نمی تواند به سلامت آسیب برساند، اما می تواند انرژی خود را به نفع بشریت بدهد. بنابراین، پولونیوم-210 امروزه برای چه چیزی استفاده می شود؟

برنامه مدرن

بر اساس برخی گزارش ها، حدود 95 درصد از تولید پلونیوم در روسیه متمرکز شده است و تقریباً 100 گرم از این ماده در سال سنتز می شود و تقریباً تمام آن به ایالات متحده صادر می شود.

مناطق مختلفی وجود دارد که در آنها از پلونیوم 210 استفاده می شود. اول از همه، اینها فضاپیماها هستند. با اندازه جمع و جور خود، به عنوان یک منبع عالی انرژی و گرما ضروری است. اگرچه اثربخشی آن تقریباً هر 5 ماه به نصف کاهش می یابد، اما تولید ایزوتوپ های سنگین تر بسیار گران تر است.

علاوه بر این، پلونیوم در فیزیک هسته ای کاملاً ضروری است. این به طور گسترده ای در مطالعه اثرات تابش آلفا بر سایر مواد استفاده می شود.

در نهایت، یکی دیگر از زمینه های کاربردی تولید دستگاه های حذف الکتریسیته ساکن برای مصارف صنعتی و خانگی است. شگفت انگیز است که چگونه چنین عنصر خطرناکی می تواند تقریباً به یک ظروف آشپزخانه تبدیل شود و در یک پوسته قابل اطمینان محصور شود.