Полоний: история открытия элемента. Зачем был нужен полоний? Полоний что за вещество

кто открыл полоний?

Пьер (1859-1906) французский ученый-физик, Нобелевская премия 1903

Единица измерения радиоактивности

Кто помог Марии Склодовской открыть радий

Французский физик, один из создателей учения о радиоактивности

Физики-супруги

Семья нобелевских физиков

Французский физик

Французский физик, открывший и исследовавший пьезоэлектричество

Первая женщина, получившая Нобелевскую премию

Первая женщина-профессор

Французский физик, лауреат Нобелевской премии (1903 г.), создатель учения о радиоактивности

Она вместе с мужем открыла полоний

Семья физиков-«нобелей»

Мария Склодовская...

Чета известных физиков

Вместе с мужем открыла полоний

Единица радиоактивности

Пьер и Мария Склодовская

Пьер и Мария

Мера радиоактивности

Известные французские физики - муж и жена

. «химические» супруги

Известный французский физик

Открыл радий и полоний

Пьер, открывший радиоактивность

Мера радиации

Супруги, открывшие радий

Супружеская пара физиков

Физики, Пьер и Мария

Пьер из физиков

Открыл радий

Пьер и МарияСклодовская

Открыватели полония

Открыватели радия

Открыли радий и полоний

Жолио... - (1897-1956) , французский физик, дочь П. Кюри и М. Склодовской-Кюри

Ученые Пьер и Мария

Единица активности радиоактивных изотопов

Французский физик, один из создателей учения о радиоактивности (1859-1906, Нобелевская премия 1903)

Французский ученый, лауреат Нобелевской премии по физике

Содержание статьи

ПОЛОНИЙ – радиоактивный химический элемент VI группы периодической системы, аналог теллура. Атомный номер 84. Не имеет стабильных изотопов. Известно 27 радиоактивных изотопов полония с массовыми числами от 192 до 218, из них семь (с массовыми числами от 210 до 218) встречаются в природе в очень малых количествах как члены радиоактивных рядов урана, тория и актиния,остальные изотопы получены искусственно. Наиболее долгоживущие изотопы полония – искусственно полученные 209 Ро (t 1/2 = 102 года) и 208 Ро (t 1/2 = 2,9 года), а также содержащийся в радиево-урановых рудах 210 Ро (t 1/2 = 138,4 сут). Содержание в земной коре 210 Ро составляет всего 2·10 –14 %; в 1 т природного урана содержится 0,34 г радия и доли миллиграмма полония-210. Самый короткоживущий из известных изотопов полония – 21З Ро (t 1/2 = 3·10 –7 с). Самые легкие изотопы полония – чистые альфа-излучатели, более тяжелые одновременно испускают альфа- и гамма-лучи. Некоторые изотопы распадаются путем электронного захвата, а самые тяжелые проявляют также очень слабую бета-активность (см . РАДИОАКТИВНОСТЬ). Разные изотопы полония имеют исторические названия, принятые еще в начале 20 в., когда их получали в результате цепочки распадов из «родительского элемента»: RaF (210 Po), AcC" (211 Po), ThC" (212 Po), RaC" (214 Po), AcA (215 Po), ThA (216 Po), RaA (218 Po).

Открытие полония.

Существование элемента с порядковым номером 84 было предсказано Д.И.Менделеевым в 1889 – он назвал его двителлуром (на санскрите – «второй» теллур) и предположил, что его атомная масса будет близка к 212. Конечно, Менделеев не мог предвидеть, что этот элемент окажется неустойчивым. Полоний – первый радиоактивный элемент, открытый в 1898 супругами Кюри в поисках источника сильной радиоактивности некоторых минералов (см . РАДИЙ). Когда оказалось, что урановая смоляная руда излучает сильнее, чем чистый уран, Мария Кюри решила выделить из этого соединения химическим путем новый радиоактивный химический элемент. До этого было известно только два слабо радиоактивных химических элемента – уран и торий. Кюри начала с традиционного качественного химического анализа минерала по стандартной схеме, которая была предложена немецким химиком-аналитиком К.Р.Фрезениусом (1818–1897) еще в 1841 и по которой многие поколения студентов в течение почти полутора веков определяли катионы так называемым «сероводородным методом». Вначале у нее было около 100 г минерала; затем американские геологи подарили Пьеру Кюри еще 500 г. Проводя систематический анализ, М.Кюри каждый раз проверяла отдельные фракции (осадки и растворы) на радиоактивность с помощью чувствительного электрометра, изобретенного ее мужем. Неактивные фракции отбрасывались, активные анализировались дальше. Ей помогал один из руководителей химического практикума в Школе физики и промышленной химии Густав Бемон.

Прежде всего, Кюри растворила минерал в азотной кислоте, выпарила раствор досуха, остаток растворила в воде и пропустила через раствор ток сероводорода. При этом выпал осадок сульфидов металлов; в соответствии с методикой Фрезениуса, этот осадок мог содержать нерастворимые сульфиды свинца, висмута, меди, мышьяка, сурьмы и ряда других металлов. Осадок был радиоактивным, несмотря на то, что уран и торий остались в растворе. Она обработала черный осадок сульфидом аммония, чтобы отделить мышьяк и сурьму – они в этих условиях образуют растворимые тиосоли, например, (NH 4) 3 AsS 4 и (NH 4) 3 SbS 3 . Раствор не обнаружил радиоактивности и был отброшен. В осадке остались сульфиды свинца, висмута и меди.

Не растворившуюся в сульфиде аммония часть осадка Кюри снова растворила в азотной кислоте, добавила к раствору серную кислоту и выпарила его на пламени горелки до появления густых белых паров SO 3 . В этих условиях летучая азотная кислота полностью удаляется, а нитраты металлов превращаются в сульфаты. После охлаждения смеси и добавления холодной воды в осадке оказался нерастворимый сульфат свинца PbSO 4 – активности в нем не было. Осадок она выбросила, а к отфильтрованному раствору добавила крепкий раствор аммиака. При этом снова выпал осадок, на этот раз – белого цвета; он содержал смесь основного сульфата висмута (BiO) 2 SO 4 и гидроксида висмута Bi(OH) 3 . В растворе же остался комплексный аммиакат меди SO 4 ярко-синего цвета. Белый осадок, в отличие от раствора, оказался сильно радиоактивным. Поскольку свинец и медь были уже отделены, в белом осадке был висмут и примесь нового элемента.

Кюри снова перевела белый осадок в темно-коричневый сульфид Bi 2 S 3 , высушила его и нагрела в вакуумированной ампуле. Сульфид висмута при этом не изменился (он устойчив к нагреву и лишь при 685° С плавится), однако из осадка выделились какие-то пары, которые осели в виде черной пленки на холодной части ампулы. Пленка была радиоактивной и, очевидно, содержала новый химический элемент – аналог висмута в периодической таблице. Это был полоний – первый после урана и тория открытый радиоактивный элемент, вписанный в периодическую таблицу (в том же 1898 году были открыты радий , а также группа благородных газов – неон, криптон и ксенон). Как потом выяснилось, полоний при нагревании легко возгоняется – его летучесть примерно такая же, как у цинка .

Супруги Кюри не спешили назвать черный налет на стекле новым элементом. Одной радиоактивности было мало. Коллега и друг Кюри французский химик Эжен Анатоль Демарсе (1852–1903), специалист в области спектрального анализа (в 1901 он открыл европий), исследовал спектр испускания черного налета и не обнаружил в нем новых линий, которые могли бы свидетельствовать о присутствии нового элемента. Спектральный анализ – один из самых чувствительных методов, позволяющий обнаруживать многие вещества в микроскопических, невидимых глазом количествах. Тем не менее, в статье, опубликованной 18 июля 1898 супруги Кюри написали: «Мы думаем, что вещество, выделенное нами из урановой смолки, содержит не известный пока металл, являющийся по аналитическим свойствам аналогом висмута. Если существование нового металла будет подтверждено, мы предлагаем назвать его полонием, по родине одного из нас» (Polonia на латыни – Польша). Это единственный случай, когда еще не идентифицированный новый химический элемент уже получил название. Однако получить весовые количества полония не удалось – его в урановой руде было слишком мало (позднее полоний был получен искусственно). И прославил супругов Кюри не этот элемент, а радий

Свойства полония.

Уже теллур частично проявляет металлические свойства, полоний же – мягкий серебристо-белый металл. Из-за сильной радиоактивности светится в темноте и сильно нагревается, поэтому нужен непрерывный отвод тепла. Температура плавления полония 254° С (чуть выше, чем у олова), температура кипения 962° С, поэтому уже при небольшом нагревании полоний возгоняется. Плотность полония почти такая же, как у меди – 9,4 г/см 3 . В химических исследованиях применяется только полоний-210, более долгоживущие изотопы практически не используются ввиду трудности их получения при одинаковых химических свойствах.

Химические свойства металлического полония близки к свойствам его ближайшего аналога – теллура, он проявляет степени окисления –2, +2, +4, +6. На воздухе полоний медленно окисляется (быстро при нагревании до 250° С) с образованием красного диоксида РоО 2 (при охлаждении он становится желтым в результате перестройки кристаллической решетки). Сероводород из растворов солей полония осаждает черный сульфид PoS.

Сильная радиоактивность полония отражается на свойствах его соединений. Так, в разбавленной соляной кислоте полоний медленно растворяется с образованием розовых растворов (цвет ионов Ро 2+): Po + 2HCl ® PoCl 2 + H 2 , однако под действием собственной радиации дихлорид превращается в желтый PoCl 4 . Разбавленная азотная кислота пассивирует полоний, а концентрированная быстро его растворяет. С неметаллами VI группы полоний роднит реакция с водородом с образованием летучего гидрида РоН 2 (т.пл. –35° С, т.кип. +35° С, легко разлагается), реакция с металлами (при нагревании) с образованием твердых полонидов черного цвета (Na 2 Po, MgPo, CaPo, ZnPo, HgPo, PtPo и др.) и реакция с расплавленными щелочами с образованием полонидов: 3Po + 6NaOH ® 2Na 2 Po + Na 2 PoO 3 + H 2 O. С хлором полоний реагирует при нагревании с образованием ярко-желтых кристаллов PoCl 4 , с бромом получаются красные кристаллы PoBr 4 , с иодом уже при 40° С полоний реагирует с образованием черного летучего иодида PoI 4 . Известен и белый тетрафторид полония PoF 4 . При нагревании тетрагалогениды разлагаются с образованием более стабильных дигалогенидов, например, PoCl 4 ® PoCl 2 + Cl 2 . В растворах полоний существует в виде катионов Ро 2+ , Ро 4+ , анионов РоО 3 2– , РоО 4 2– , также разнообразных комплексных ионов, например, PoCl 6 2– .

Получение полония.

Полоний-210 синтезируют путем облучения нейтронами природного висмута (он содержит только 208 Bi) в ядерных реакторах (промежуточно образуется бета-активный изотоп висмута-210): 208 Bi + n ® 210 Bi ® 210 Po + e. При облучении висмута ускоренными протонами образуется полоний-208, его отделяют от висмута возгонкой в вакууме – как это делала М.Кюри. В нашей стране методику выделения полония разработала Зинаида Васильевна Ершова (1905–1995). В 1937 она была командирована в Париж в Институт радия в лабораторию М.Кюри (руководимую в то время Ирэн Жолио-Кюри). В результате этой командировки коллеги стали называть ее «русской мадам Кюри». Под научным руководством З.В.Ершовой в стране было создано постоянно действующее, экологически чистое производство полония, что позволило реализовать отечественную программу запуска луноходов, в которых полоний использовали в качестве источника тепла.

Долгоживущие изотопы полония пока не получили заметного практического применения из-за сложности их синтеза. Для их получения можно использовать ядерные реакции 207 Pb + 4 He ® 208 Po + 3n, 208 Bi + 1 H ® 208 Po + 2n, 208 Bi + 2 D ® 208 Po + 3n, 208 Bi + 2 D ® 208 Po + 2n, где 4 Не – альфа-частицы, 1 Н – ускоренные протоны, 2 D – ускоренные дейтроны (ядра дейтерия).

Применение полония.

Полоний-210 испускает альфа-лучи с энергией 5,3 МэВ, которые в твердом веществе тормозятся, проходя всего тысячные доли миллиметра и отдавая при этом свою энергию. Время его жизни позволяет использовать полоний как источник энергии в атомных батареях космических кораблей: для получения мощности 1 кВт достаточно всего 7,5 г полония. В этом отношении он превосходит другие компактные «атомные» источники энергии. Такой источник энергии работал, например, на «Луноходе-2», обогревая аппаратуру во время долгой лунной ночи. Конечно, мощность полониевых источников энергии со временем убывает – вдвое каждые 4,5 месяца, однако более долгоживущие изотопы полония слишком дороги. Полоний удобно применять и для исследования воздействия альфа-излучения на различные вещества. Как альфа-излучатель, полоний в смеси с бериллием применяют для изготовления компактных источников нейтронов: 9 Be + 4 He ® 12 C + n. Вместо бериллия в таких источниках можно использовать бор. Сообщалось, что в 2004 инспекторы международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) обнаружили в Иране программу по производству полония. Это привело к подозрению, что он может быть использован в бериллиевом источнике для «запуска» с помощью нейтронов цепной ядерной реакции в уране, приводящей к ядерному взрыву.

Полоний при попадании в организм можно считать одним из самых ядовитых веществ: для 210 Ро предельно допустимое содержание в воздухе составляет всего 40 миллиардных долей микрограмма в 1 м 3 воздуха, т.е. полоний в 4 триллиона раз токсичнее синильной кислоты. Вред наносят испускаемые полонием альфа-частицы (и в меньшей мере также гамма-лучи), которые разрушают ткани и вызывают злокачественные опухоли. Атомы полония могут образоваться в легких человека в результате распада в них газообразного радона. Кроме того, металлический полоний способен легко образовывать мельчайшие частицы аэрозолей. Поэтому все работы с полонием проводят дистанционно в герметичных боксах.

Илья Леенсон

Лондон - Впервые полоний получил широкое освещение в 2006 году, когда им воспользовались для того, чтобы в Лондоне убить критика Кремля, бывшего агента КГБ Александра Литвиненко.

На этой неделе вдова Ясира Арафата (Yasser Arafat) потребовала эксгумации тела палестинского лидера после того, как швейцарские ученые обнаружили следы радиоактивного полония-210 на одежде, которую, предположительно, он носил перед смертью в 2004 году.

Так что же такое полоний, и насколько он опасен?

Что такое полоний?

Полоний-210 является одним из самых редких элементов, а открыт он был в 1898 году супругами Пьером Кюри (Pierre Curie) и Марией Склодовской-Кюри (Maria Skłodowska-Curie) и назван в честь родины Марии, Польши. Элемент скапливается естественным способом в крайне незначительных количествах в земной коре, а также производится искусственно на атомных реакторах. В малых количествах он используется в законных промышленных целях, в основном, для снятия статического электричества.

Он опасен?

Очень. Если он попадает в организм, то он смертелен даже в ничтожно малых дозах. Менее одного грамма серебристого порошка достаточно для того, чтобы кого-то убить. В ходе исследования 2007 года ученые Министерства здравоохранения Великобритании показали, что после попадания полония в кровь его мощное действие почти невозможно остановить. У отравившейся жертвы наступает постепенный отказ различных органов, по мере того как альфа-частицы атакуют печень, почки и костный мозг. Симптомы Литвиненко также являются типичными - тошнота, выпадение волос, распухание горла и бледность.

Кто может заполучить полоний?

Хорошая новость - мало кто. Элемент может быть побочным продуктом химической обработки урана, но его чаще всего производят атомные реакторы или ускорители частиц. Данные ядерные объекты жестко контролируются и работают по жестким международным соглашениям.

Вышедший на пенсию британский эксперт по радиации Джон Крофт (John Croft), работавший с Литвиненко, считает, что достаточную для убийства дозу полония можно получить, скорее всего, от правительства, обладающего гражданским или военным ядерным потенциалом. Под это описание подходит Россия, производящая полоний и подозреваемая в убийстве Литвиненко, а также враг Арафата Израиль. Но есть и еще десяток других стран, включая США.

Почему он может заинтересовать убийц?

Полоний - хорошее оружие. Его большие радиоактивные альфа-частицы не проникают в кожу и не фиксируются детекторами радиации, потому его относительно легко провезти через границу. Полоний может попасть в организм через рану или дыхательные пути, но самый надежный способ - потребление полония с едой или напитком. Литвиненко выпил чай с полонием во время встречи в шикарной гостинице в Лондоне.

Кого им убили?

Отравление полонием - такая редкость, что врачам потребовалось несколько недель для того, чтобы определить заболевание Литвиненко, а специалисты по безопасности с трудом вспомнили предыдущий случай отравления. Прошло пять лет с момента убийства Литвиненко, но никто так и не был задержан. Британские следователи назвали бывшего агента КГБ Андрея Лугового главным подозреваемым, но Россия отказывается выдавать его.

Некоторые полагают, что дочь Кюри Ирен, скончавшаяся от лейкемии, заболела после случайного получения дозы полония в лаборатории.

Израильский автор Микаль Карпин (Michal Karpin) заявил, что смерть нескольких израильских ученых в следствии рака стала результатом утечки в Научном институте Вейсмана (Weizmann Institute of Science) в 1957 году. Израильские власти никогда не признавали взаимосвязь.

Могут ли ученые доказать, что Арафат был отравлен полонием?

Ученые предупредили, что следов полония на одежде Арафата недостаточно для того, чтобы доказать факт отравления. Эксгумация тела для проведения анализов является гораздо более надежным способом. Специалист по рентгенологии из Университетского колледжа Лондона Дэрек Хилл (Derek Hill) заявил, что спустя восемь лет после смерти Арафата, полоний уже должен был утратить своиства распался и является гораздо менее радиоактивным, чем был в 2004 году. Но по его словам, уровень все равно будет во много раз превышать норму, а вскрытие должно показать «с достаточно большой долей уверенности», присутствовал ли полоний в теле Арафата в момент смерти.

Химия

Элемент N° 84 - полоний - первый элемент, вписанный в таблицу Менделеева после открытия радиоактивности. Он же первый (по порядку атомных номеров) и самый легкий из элементов, не имеющих стабильных изотопов. Он же один из первых радиоактивных элементов, примененных в космических исследованиях.

В то же время элемент № 84, пожалуй, один из наименее известных, наименее популярных радиоактивных элементов. Вначале он оставался в тени, оттесненный на второй план славой радия . Позже его не слишком афишировали, как почти все материалы атомных и космических исследований.

История открытия элемента № 84 достаточно хорошо известна. Его открыли Пьер Кюри и Мария Склодовская- Кюри. В лабораторном журнале супругов Кюри символ «Ро» (вписанный рукой Пьера) впервые появляется 13 июля 1898 г.

Спустя несколько лет после смерти Пьера Кюри его жена и соавтор двух самых ярких его открытий написала книгу «Пьер Кюри». Благодаря этой книге мы «из первых рук» узнаем историю открытия полония и радия, знакомимся с особенностями и принципами работы двух выдающихся ученых. Вот отрывок из этой книги: «...Рудой, избранной нами, была смоляная обманка, урановая руда, которая в чистом виде приблизительно в четыре раза активнее окиси урана... Метод, примененный нами, - это новый метод химического анализа, основанный на радиоактивности. Он заключается в разделении обычными средствами химического анализа и в измерении, в надлежащих условиях, радиоактивности всех выделенных продуктов. Таким способом можно составить себе представление о химических свойствах искомого радиоактивного элемента; последний концентрируется в тех фракциях, радиоактивность которых становится все больше и больше по мере продолжающегося разделения. Вскоре мы смогли определить, что радиоактивность концентрируется преимущественно в двух различных химических фракциях, и мы пришли к выводу, что в смоляной обманке присутствуют по крайней мере два новых радиоэлемента: полоний и радий. Мы сообщили о существовании элемента полония в июле 1898 г. и о радии в декабре того же года...»

По-латыни Polonia - Польша.

«Полоний» - не первое «географическое» название элемента. К тому времени уже были открыты и германий , и рутений , и галлий , и скандий . Тем не менее это название особое, его можно рассматривать как название-протест: самостоятельного польского государства в то время не существовало. Польша была раздроблена, поделена между Австрийской, Германской и Российской империями...

В известной книге «Мария Кюри», написанной младшей дочерью супругов Кюри Евой, сделан такой вывод:

«Выбор этого названия показывает, что Мари, став французским физиком, не отреклась от своей родины. Об этом же говорит и то, что прежде, чем заметка «О новом радиоактивном веществе в составе уранинита » появилась в «Докладах Академии наук», Мари послала рукопись на родину, к Иосифу Богусскому, руководителю той лаборатории Музея промышленности и сельского хозяйства, где начались ее первые научные опыты. Сообщение было опубликовано в «Swiatlo», ежемесячном иллюстрированном обозрении, почти одновременно с опубликованием в Париже».
В Польской Народной Республике свято чтут память о Марии Склодовской-Кюри.

Восстановлен дом, в котором она родилась, ее именем назван варшавский Радиевый институт.

Почему радий, а не полоний?

В самом деле, почему радий, а не полоний принес супругам Кюри всемирную славу? Ведь первым элементом, открытым ими, был элемент № 84. После года работы у них не было сомнений, что в урановой смолке присутствуют два новых элемента. Но эти элементы давали знать о себе только радиоактивностью, а чтобы убедить всех, и прежде всего химиков, в том, что открытия действительно произошли, нужно было эти активности выделить, получить новые элементы хотя бы в виде индивидуальных соединений.

Все радиоактивные элементы и изотопы, как известно, сейчас объединены в семейства: распадаясь, ядро радиоактивного атома превращается в атомное ядро другого, дочернего элемента. Все элементы радиоактивных семейств находятся между собой в определенном равновесии. Измерено, что в урановых рудах равновесное отношение урана к полонию составляет 1,9-Ю10, а в равновесии с граммом радия находятся 0,2 мг полония. Это значит, что в урановых минералах радия почти в 4 млн. раз меньше, чем урана , а полония еще в 5 тыс. раз меньше.

Супруги Кюри, конечно, не знали этих точных цифр. Тем не менее, поняв, какая титаническая работа по выделению новых элементов предстоит, они приняли единственно правильное решение. В уже цитированной нами книге о Пьере Кюри сказано: «Результаты, полученные после года работы, ясно показали, что радий легче выделить, чем полоний; поэтому усилия были сконцентрированы на радии».

Искусственный полоний

Здесь вполне уместен вопрос: если полоний действительно ультраредкий и сверхтруднодоступный элемент, то во что же обходится добыча полония в наше время? Точными цифрами мы не располагаем, однако сегодня элемент № 84 не менее доступен, чем радий. Получить его из руды действительно сложно, но есть другой путь - ядерный синтез.

Сегодня полоний получают двумя способами, причем исходным сырьем в обоих случаях служит висмут-209 . В атомных реакторах его облучают потоками нейтронов, и тогда по сравнительно несложной цепочке ядерных превращений образуется самый важный сегодня изотоп элемента № 84 - полоний-210:

209 83 Bi + 1 1 p -γ→ 210 83 Bi -β→ 210 84 Po.
А если тот же изотоп висмута поместить в другую важнейшую машину ядерного синтеза - циклотрон и там обстрелять потоками протонов, то по реакции

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

образуется самый долгоживущий изотоп элемента N° 84.

Первая реакция важнее: полоний-210 - значительно более интересный для техники изотоп, чем полоний-209. (О причинах - ниже.) К тому же по второй реакции одновременно с полонием образуется свинец-209 - одна из самых трудноудаляемых примесей к полонию.

А вообще очистка полония и выделение его из смеси с другими металлами для современной техники не представляют особо трудной задачи. Существуют разные способы выделения полония, в частности электрохимический, когда металлический полоний выделяют на платиновом или золотом катоде, а затем отделяют возгонкой.

Полоний - металл легкоплавкий и сравнительно низкокипящий ; температуры его плавления и кипения соответственно 254 и 962°С.

Основы химии

Вполне очевидно, что существующие ныне совершенные методы получения и выделения полония стали возможны лишь после досконального изучения этого редкого радиоактивного металла. И его соединений, разумеется. Основы химии полония заложены его первооткрывателями. В одной из лабораторных тетрадей супругов Кюри есть запись, сделанная в 1898 г.: «После первой обработки смоляной обманки серной кислотой полоний осаждается не полностью и может быть частично извлечен путем промывания разбавленной SO 4 H 2 (здесь и ниже сохранена химическая индексация оригинала). В противоположность этому две обработки остатка смоляной обманки и одна обработка остатка немецкой [руды] карбонатами дают карбонаты, причем из карбоната, растворенного в уксусной кислоте, SO 4 H 2 полностью осаждает активное вещество».

Позже об этом элементе узнали значительно больше. Узнали, в частности, что элементный полоний - металл серебристо-белого цвета - существует в двух аллотропных модификациях. Кристаллы одной из них - низкотемпературной - имеют кубическую решетку, а другой - высокотемпературной - ромбическую.

Фазовый переход из одной формы в другую происходит при 36°С, однако при комнатной температуре полоний находится в высокотемпературной форме. Его подогревает собственное радиоактивное излучение. По внешнему виду полоний похож на любой самый обыкновенный металл. По легкоплавкости - на свинец и висмут . По электрохимическим свойствам - на благородные металлы. По оптическому и рентгеновскому спектрам - только на самого себя. А по поведению в растворах - па все другие радиоактивные элементы: благодаря ионизирующему излучению в растворах, содержащих полоний, постоянно образуются и разлагаются озон и перекись водорода.

По химическим свойствам полоний - прямой аналог серы, селена и теллура. Он проявляет валентности 2- , 2+ , 4+ и 6+ , что естественно для элемента этой группы. Известны и достаточно хорошо изучены многочисленные соединения полония, начиная от простого окисла РоO 2 , растворимого в воде, и кончая сложными комплексными соединениями. Последнее не должно удивлять. Склонность к комплексообразованию - удел большинства тяжелых металлов, а полоний относится к их числу. Кстати, его плотность - 9,4 г/см 3 - чуть меньше, чем у свинца.

Очень важное для радиохимии в целом исследование свойств полония было проведено в 1925-1928 гг. в ленинградском Радиевом институте. Было принципиально важно выяснить, могут ли радиоактивные элементы, находящиеся в растворах в исчезающе малых количествах, образовывать собственные коллоидные соединения. Ответ на этот вопрос - ответ положительный - был дан в работе «К вопросу о коллоидных свойствах полония». Ее автором был И.Е. Старик, впоследствии известный радиохимик, член-корреспондент Академии наук СССР.

Полоний на Земле и в космосе

Людям, далеким от радиохимии и ядерной физики, следующее утверждение покажется странным: сегодня полоний - значительно более важный элемент, чем радий. Исторические заслуги последнего бесспорны, но это прошлое. Полоний же - элемент сегодняшнего и завтрашнего дня. Прежде всего это относится к изотопу полоний-210.

Всего известно 27 изотопов полония с массовыми числами от 192 до 218. Это один из самых многоизотопных, если можно так выразиться, элементов. Период полураспада самого долгоживущего изотопа - полония-209-102 года. Поэтому, естественно, в земной коре есть только радиогенный полоний, и его там исключительно мало - 2-10* 14 %. У нескольких изотопов полония, существующих в природе, есть собственные имена и символы, определяющие место этих изотопов в радиоактивных рядах. Так, полоний-210 еще называют радием F (RaF), 211 Ро - АсС, 2I2 Po - ThC, 214 Ро - РаС, 215 Ро - АсА, 216 Ро - ThA и 218 Ро - RaA.

Каждое из этих названий имеет спою историю, все они связаны с «родительскими» изотопами той пли иной атомной разновидности полония, так что правильнее было бы назвать их не «именами», а «отчествами». С появлением современной системы обозначения изотопов перечисленные старые названия постепенно почти вышли из употребления.

Наиболее важный изотоп полоний-210 - чистый альфа- излучатель. Испускаемые им частицы тормозятся в металле и, пробегая в нем всего несколько микрометров, растрачивают при этом свою энергию. Атомную энергию, между прочим. Но энергия не появляется и не исчезает. Энергия альфа-частиц полония превращается в тепло, которое можно использовать, скажем, для обогрева и которое не так уж сложно превратить в электричество.

Эту энергию уже используют и на Земле, и в космосе. Изотоп 210 Ро применен в энергетических установках некоторых искусственных спутников. В частности, он слетал за пределы Земли на советских спутниках «Космос-84» и «Космос-90».

Чистые альфа-излучатели, и полоний-210 в первую очередь, имеют перед другими источниками излучения несколько очевидных преимуществ. Во-первых, альфа- частица достаточно массивна и несет много энергии. Во-вторых, такие излучатели практически не требуют специальных мер защиты: проникающая способность и длина пробега альфа-частиц минимальны. Есть и в-третьих, и в- четвертых, и в-пятых, но эти два преимущества - главные.

В принципе для работы на космических станциях в качестве источников энергии приемлемы плутоний-238, полоний-210, стронций-90, церий-144 и кюрий-244. Но у полония-210 есть важное преимущество перед остальными изотопами-конкурентами - самая высокая удельная мощность, 1210 вт/см 3 . Он выделяет так много тепловой энергии, что это тепло способно расплавить образец. Чтобы этого не случилось, полоний помещают в свинцовую матрицу. Образующийся сплав полония и свинца имеет температуру плавления около 600°С - намного больше, чем у каждого из составляющих металлов. Мощность, правда, при этом уменьшается, но она остается достаточно большой - около 150 вт/см 3 .

У. Корлисс и Д. Харви, авторы книги «Источники энергии на радиоактивных изотопах» пишут: «Как показывают новейшие исследования, 210 Ро может быть использован в пилотируемых космических кораблях». В качестве еще одного достоинства полония-210 они упоминают доступность этого изотопа. В той же книге говорится, что висмут и получаемый из него полоний легко разделяются методом ионного обмена. Так что космическая служба полония, видимо, только начинается.

А начало положено хорошее. Радиоактивный изотоп полоний-210 служил топливом «печки», установленной на «Луноходе-2». Ночи на Луне очень долги и холодны. В течение 14,5 земных суток луноход находился при температуре ниже - 130°С. Но в приборном контейнере все это время должна была сохраняться температура, приемлемая для сложной научной аппаратуры.

Полониевый источник тепла был размещен вне приборного контейнера. Полоний излучал тепло непрерывно; но только тогда, когда температура в приборном отсеке опускалась ниже необходимого предела, газ-теплоноситель, подогреваемый полонием, начинал поступать в контейнер. В остальное время избыточное тепло рассеивалось в космическое пространство. Атомную печку «Лунохода-2» отличали полная автономность и абсолютная надежность. Есть, правда, у полония-210 и ограничение. Относительно малый период его полураспада - всего 138 дней - ставит естественный предел срока службы радиозотопных источников с полонием.

Подобные же устройства используют и на Земле. Кроме них, важны полоний-бериллиевые и полоний-борные источники нейтронов. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия . Поток нейтронов из ядра атома бора или бериллия порождают альфа-частицы, испускаемые полонием.

Такие нейтронные источники легки и портативны, относительно безопасны в работе, очень надежны. Латунная ампула диаметром 2 см и высотой 4 см - советский полоний-бериллиевый источник нейтронов - ежесекундно дает до 90 млн. нейтронов.

Среди прочих земных дел элемента № 84, вероятно, следует упомянуть его применение в стандартных электродных сплавах. Эти сплавы нужны для запальных свечей двигателей внутреннего сгорания. Излучаемые полонием-210 альфа-частицы понижают напряжение, необходимое для образования искры, и, следовательно, облегчают включение двигателя.

Техника безопасности

При работе с полонием приходится соблюдать особую осторожность. Пожалуй, это один из самых опасных радиоэлементов. Его активность настолько велика, что, хотя он излучает только альфа-частицы, брать его руками нельзя, результатом будет лучевое поражение кожи и, возможно, всего организма: полоний довольно легко проникает внутрь сквозь кожные покровы. Элемент № 84 опасен и па расстоянии, превышающем длину пробега альфа-частиц. Он способен быстро переходить в аэрозольное состояние и заражать воздух. Поэтому работают с полонием лишь в герметичных боксах, а то обстоятельство, что от излучения полония защититься несложно, чрезвычайно благоприятно для всех, кто имеет дело с этим элементом.

Внимательный читатель, вероятно, уже заметил, что в этой статье везде, где говорится о практическом применении полония, фигурирует лишь один изотоп - с массовым числом 210. Действительно, другие изотопы элемента № 84, в том числе и самый долгоживущий из них - полоний-209, пока используют лишь в исследовательских целях, для изучения и уточнения ядерно-физических характеристик этих изотопов. Практического применения эти изотопы пока не нашли.

Правда, многие ученые считают, что для космических источников энергии перспективен и полоний-208, тоже чистый альфа-излучатель. Период полураспада у него значительно больше, чем у полония-210, - 2,9 года. Но пока этот изотоп почти недоступен. Сколько времени ходить ему только в перспективных, покажет будущее.

МОСКВА, 11 дек - РИА Новости. Развернутая в СМИ дискуссия вокруг свойств полония-210, обнаруженного в теле экс-сотрудника ФСБ Александра Литвиненко, содержит большое количество неточной информации, что в конечном итоге приводит "к запутыванию ситуации", заявил РИА Новости эксперт в области ядерной физики.

Литвиненко, бежавший в 2000 году в Великобританию и получивший в октябре этого года британский паспорт, скончался 23 ноября в больнице Университетского колледжа Лондона. Специалисты британского Агентства по охране здоровья обнаружили в его теле следы радиоактивного элемента полония-210.

Следы полония были найдены в местах, которые Литвиненко посещал, в частности, в ресторане и отеле в центре Лондона.

"В таких сложных вопросах, как обращение с радиоактивным изотопом и последствия поражения человека полонием-210, к сожалению, очень многие считают себя экспертами, придумывая невероятные вещи. В начале появилась неправдоподобная информация, распространяемая СМИ, что отравленный полонием-210 человек может оставлять после себя следы. Это ерунда, никакие потовыделения не выносят полоний-210 наружу", - заявил эксперт.

Аналогичное мнение выразил РИА Новости ранее директор Института стратегической стабильности Росатома Виктор Михайлов. Он заявил, что человеку, пораженному полонием-210, "невозможно оставлять после себя следы изотопа".

"Какие следы? Это смешно! Человек, пораженный полонием-210, не может оставлять после себя следы, если только он не нес этот полоний-210 в руках", - сказал Михайлов.

По его словам, "изотоп полоний-210 имеет альфа-излучение и поскольку он находился внутри человека, он не может оставлять следов".

Агентство по охране здоровья Великобритании еще в конце ноября выпустило официальное заявление, в котором говорится, что "риск заражения этим веществом (полоний-210) минимален".

"Риск поражения лучевой болезнью появляется только при условии, что это вещество проникло внутрь: вы его вдохнули, взяли в рот или оно попало в открытую рану. Оно не представляет собой угрозы, пока остается снаружи. Большую часть следов вещества можно убрать, просто помыв руки, используя стиральную или посудомоечную машину", - говорится в заявлении британского агентства.

По мнению эксперта в области радиационной медицины, развитие лучевой болезни от попадания полония-210 в организм человека практически неизбежно. "Но все зависит от дозы изотопа и от особенностей организма пострадавшего. Если доза крайне небольшая, то можно зафиксировать присутствие полония-210, но риск здоровью будет минимальным", - сказал эксперт РИА Новости.

Другой эксперт - в области ядерной физики - напомнил, что "элемент 84 - полоний - первый элемент, вписанный в таблицу Менделеева после открытия радиоактивности". "Он первый по порядку атомных номеров и самый легкий из элементов, не имеющих стабильных изотопов", - сказал он.

Полоний был открыт Пьером и Марией Кюри и получил свое название 13 июля 1898 года в честь исторической родины Марии - Польши. Он встречается в природе, но в урановых рудах его концентрация в 100 триллионов раз меньше концентрации урана.

Полоний - мягкий металл серебристо-белого цвета чуть легче свинца. В организм человека поступает с едой и табачным дымом

Изотопы - это разновидности одного и того же радиоактивного элемента. Например, полоний существует в таких вариантах, как полоний (Р) P-210 с периодом полураспада 138 дней, P-208 - с периодом полураспада два года и P-209 - с периодом полураспада 103 года. По словам эксперта, наиболее важным с точки зрения науки является изотоп полоний-210 - чистый альфа-излучатель.

"Испускаемые им альфа-частицы тормозятся в металле и, пробегая в нем всего несколько микрометров, растрачивают при этом свою атомную энергию, которая превращается в тепло, которое, в свою очередь, можно использовать для обогрева или превратить в электричество", - рассказал эксперт.

Эту энергию уже используют и на Земле, и в космосе. Изотоп P-210 применен в энергетических установках некоторых искусственных спутников. В частности, он летал за пределы Земли на советских спутниках "Космос-84" и "Космос-90".

Чистые альфа-излучатели - и полоний-210 - имеют перед другими источниками излучения несколько очевидных преимуществ, в том числе и то, что такие излучатели практически не требуют специальных мер защиты: проникающая способность и длина пробега альфа-частиц минимальны. В свое время радиоактивный изотоп полоний-210 служил топливом "печки", установленной на "Луноходе-2".

Подобные устройства используют и на Земле. Кроме них, важны полоний-бериллиевые и полоний-борные источники нейтронов. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Поток нейтронов из ядра атома бора или бериллия порождают альфа-частицы, испускаемые полонием.

Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе, очень надежны. Латунная ампула диаметром 2 см и высотой 4 см - советский полоний-бериллиевый источник нейтронов - ежесекундно дает до 90 миллионов нейтронов.

Среди прочих земных дел полония следует упомянуть его применение в стандартных электродных сплавах, которые нужны для запальных свечей двигателей внутреннего сгорания. Излучаемые полонием-210 альфа-частицы понижают напряжение, необходимое для образования искры, и облегчают включение двигателя.

Эксперт в области радиационной медицины сообщил, что несмотря на присутствие только альфа-излучения у P-210, от которого "в принципе можно защититься простой преградой", работают с полонием лишь в герметичных боксах, поскольку он один из самых опасных радиоэлементов.

Эксперт отметил, что сегодня уже с большой долей вероятности можно сказать, что Литвиненко умер от острой лучевой болезни.

"В истории его смерти есть множество вопросов, и с каждым днем их становится все больше и больше, но ясно то, что известные нам через официальные заявления британских властей данные по протеканию болезни Литвиненко и причинам его смерти с большой долей вероятности указывают на поражение от лучевой болезни", - сказал он.

"Хотя, конечно, без обнародования официальных итогов вскрытия невозможно дать абсолютно точный ответ", - подчеркнул эксперт.

Он сообщил, что говорить об остром лучевом поражении организма человека можно при получении радиоактивной дозы облучения свыше 0,5 зиверт (Зв).

Зиверт - единица измерения эффективной и эквивалентной дозы. Наиболее часто используемой дольной единицей зиверта является его тысячная доля - миллизиверт.

1 Зиверт равен 1000 миллизивертов (мЗв). Эквивалентная доза - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий весовой коэффициент для данного вида излучения. Учитывают биологическую эффективность различных видов ионизирующего излучения, поскольку при одной и той же поглощенной дозе альфа-, бета- и гамма-излучения оказывают неодинаковое воздействие.

Внесистемной единицей эквивалентной дозы является бэр - биологический эквивалент рентгена. 1 Зв равен 100 бэр.

"Негативные эффекты появляются немедленно или через несколько дней, в частности слабнет иммунная система, страдает желудочно-кишечный тракт, легкие и другие внутренние органы, а также центральная нервная система", - сообщил эксперт.

При дозах от 1 до 2 зиверт врачи-радиологи считают, что у пятой части пострадавших возможен летальный исход. При дозах свыше 7 зиверт процент выживающих равен нулю.

Как ранее сообщалось в некоторых СМИ, в России на уральском комбинате "Маяк" находится реактор, где в свое время облучали специальные мишени из висмута, чтобы получить промежуточное сырье, из которого выделяют чистый полоний-210.

Как сообщили РИА Новости в Росатоме, два года назад реактор, который использовали для производства полония-210, был выведен из эксплуатации.

В ряде некоторых британских СМИ появилась информация о том, что полоний, которым мог быть отравлен в Лондоне Литвиненко, был произведен в городе Железногорске Красноярского края. Эту информацию поставил под сомнение экс-глава Минатома РФ Виктор Михайлов, отметивший, что британские специалисты не могли так быстро определить место изготовления полония-210.

"Я думаю, что невозможно так быстро с момента обнаружения следов полония-210, без обмена информации со странами, которые могут произвести полоний, определить место производства этого радиоактивного изотопа", - заявил Михайлов.

Красноярские специалисты-ядерщики также полностью отвергли предположения о том, что обнаруженный в Великобритании полоний-210 мог быть произведен в Красноярском крае.

Как сообщили в дирекции действующего в закрытом городе Железногорск горно-химического комбината, который уже почти полвека производит оружейный плутоний, названный изотоп "никогда не присутствовал в технологических цепях местных предприятий".

Ранее глава Росатома Сергей Кириенко сообщил на пресс-конференции, что Россия ежемесячно экспортирует полоний-210 в США, осуществляя поставки под строгим контролем.

Федеральная комиссия США по ядерному регулированию (Nuclear Regulatory Commission) в свою очередь заявила, что имеющиеся в свободной продаже в США образцы полония-210 не представляют опасности. По словам официального представителя комиссии Дэвида Макинтайра, опасности не представляют ни свободно продающиеся через Интернет учебно-научные образцы изотопа полония-210, ни реализуемые через розничную торговлю технические устройства и приборы для борьбы со статическим электричеством, содержащие этот радиоактивный элемент.

"Если вы захотите разобрать устройство, то любое его (полония-210) количество будет трудно извлечь и оно все равно будет в безвредной форме", - заявил Макинтайр, подчеркнув, что продающиеся на американском рынке приспособления-антистатики могут быть "крайне маловероятным источником" радиоактивного полония-210, чтобы им можно было воспользоваться для отравления человека.

Американская компания United Nuclear распространила заявление, в котором сообщила, что объем полония-210 в ее образцах настолько мал, что для накопления смертельной дозы этого радиоактивного изотопа понадобится закупить около 15 тысяч таких образцов. При цене в $69 за один образец общая стоимость такой покупки составила бы более $1 миллиона, что, разумеется, немедленно вызвало бы тревогу как из-за огромной суммы, так и из-за большого количества заказов для компании, которая продает обычно не более одного-двух образцов в квартал.

В то же время эксперт по науке и технике в политологическом Совете по международным отношениям Майкл Леви, к которому за комментариями обратилась Эй-би-си, не считает извлечение полония-210 из имеющихся в свободной продаже в США образцов и приборов таким уж сложным делом. Имея базовые химические знания и свободно продающееся оборудование стоимостью в пару сотен долларов, полоний-210 вполне можно извлечь, учитывая также тот факт, что "продавцы показывают инженерные диаграммы своих приспособлений в Интернете", сказал он.

При этом Леви подверг сомнению появившиеся в английских и американских СМИ утверждения, что полоний-210 можно достать только в сложнейших лабораториях, действующих при ядерных комплексах. "Идея того, что вам для этого придется иметь доступ в российский ядерный комплекс, является глупой", - заявил Леви, который согласен с теми экспертами, которые удивлены выбором полония-210 в качестве яда для убийства человека.

"Существуют, несомненно, более проверенные и надежные способы убивать людей. Не стоит так уж бояться полония, поскольку есть множество других способов убивать людей, незаметно подсыпав что-нибудь в напиток", - сказал Леви.

Председатель комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Виктор Озеров, в свою очередь, отверг все обвинения в адрес российских спецслужб, которые якобы могли быть замешаны в смерти Литвиненко.

"Я сомневаюсь в том, что наши спецслужбы настолько непрофессиональны, чтобы разнести отраву по двадцати офисам Лондона и подвергать угрозе жизнь простых людей", - сказал он.