Polonium

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
VismuttiPoloniumAstatiini
Te

Po

Lv  
 
 
Po-TableImage.png
Yleistä
Nimi Polonium
Tunnus Po
Järjestysluku 84
Luokka Puolimetalli
Lohko p
Ryhmä 16, happiryhmä
Jakso 6
Tiheys (n. 20 °C) (alfa) 9,196
(beeta) 9,398×103 kg/m3
Kovuus - (Mohsin asteikko)
Väri Hopeinen
Löytövuosi 1898
Atomiominaisuudet
Atomipaino (209) amu
Atomisäde, mitattu (laskennallinen) 190 (135) pm
Kovalenttisäde - pm
Van der Waalsin säde - pm
Orbitaalirakenne [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 32, 18, 6
Hapetusluvut +II, +IV
Kiderakenne Yksinkertainen kuutiollinen
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto Kiinteä
Sulamispiste 527 K (254 °C)
Kiehumispiste 1235 K (962 °C)
Moolitilavuus (25 °C) 22,97×10−6 m3/mol
Höyrystymislämpö 102,91 kJ/mol
Sulamislämpö noin 13 kJ/mol
Höyrynpaine 10000 Pa 1003 K:ssa
Äänen nopeus - m/s - K:ssa
Muuta
Elektronegatiivisuus 2,0 (Paulingin asteikko)
Ominaislämpökapasiteetti luotettavaa dataa ei saatavissa kJ/kg K
Sähkönjohtavuus (alfa-muoto) 2,5 · 106 S/m
Lämmönjohtavuus (300 K) (epävarma) 20 W/(m×K)
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa

Polonium (lat. polonium) on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Po ja järjestysluku 84 sekä CAS-numero 7440-08-6. Se on radioaktiivinen puolimetalli, joka nimettiin löytäjänsä Marie Curien syntymämaan Puolan mukaan. Curie löysi poloniumin vuonna 1898 tutkiessaan Joachimsthalin uraniitin radio­aktiivisuutta.[1] Curie kuoli säteilyn aiheuttamaan aplastiseen anemiaan vuonna 1934.

Poloniumia löytyy luonnosta hyvin pienissä määrin uraanimalmeista. Sen eri isotooppeja kuuluu luonnon pitkäikäisistä radioisotoopeista (uraani-238, uraani-235 ja torium-232) alkaviin hajoamissarjoihin. Poloniumin yleisin isotooppi, polonium-210, on uraani-238:sta alkavan hajoamissarjan viimeinen radioaktiivinen jäsen. Sen puoliintumisaika on 138 päivää, ja se muuttuu hajotessaan (alfahajoaminen) pysyväksi Pb-206-lyijyisotoopiksi.[2] Polonium on 400 kertaa radioaktiivisempaa kuin uraani.selvennä [3]

Polonium on ainoa alkuaine, jolla on yksinkertainen kuutiollinen kiderakenne.[4]

Valmistus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Polonium-210:a valmistetaan pommittamalla vismutti-209:a neutroneilla ydinreaktorissa. Sitä valmistetaan vain 100 grammaa vuosittain, pääasiassa Venäjällä.[5]

Käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Poloniumia voidaan käyttää neutronilähteenä sekoitettaessa sitä lejeeringiksi berylliumin kanssa, staattisen sähkön poistamisessa ja valokuvauksessa käytettävien filmien puhdistamiseen tarkoitetuissa pölyharjoissa.[1] Antistaattisten harjojen hallussapito edellyttää jätehuollon vuoksi turvallisuuslupaa, eikä niitä ole hyväksytty vapaaseen myyntiin. [6]

Vaarat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Polonium on erittäin radioaktiivinen alkuaine. Se on erittäin toksinen (myrkyllinen) ihmiselle ja muille nisäkkäille, mutta vain jos se joutuu kehon sisälle, jolloin poloniumin lähettämä alfasäteily aiheuttaa kudoksien vahingoittumista. Koska alfasäteilyn pysäyttämiseen riittää jo muutaman solun paksuinen ihon kuollut pintakerros, on iholla oleva polonium varsin harmitonta. [7] Jopa mikrogramman määrä polonium-210:tä nieltynä, hengitettynä tai absorboituna on erittäin vaarallinen. Tämän takia poloniumin käsittelyyn tarvitaan erityislaitteita. Suurin sallittu kehon altistus poloniumille nautittuna on vain 1 100 becquereliä, mikä vastaa noin 7 miljoonasosaa grammaa poloniumia (6,8 × 10-12 grammaa; 0,0068 μg).[8]

Akuutit vaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Poloniumin LD50-arvo akuutille säteilymyrkytykselle on yleensä noin 4,5 Sv.[9] Kehon sisälle joutuessaan 210Po on 0,51 µSv/Bq nieltynä ja 2,5 µSv/Bq hengitettynä.[10] Koska 210Po säteilee 166 TBq grammaa kohti[10] (1 gramma tuottaa 166×1012 hajoamista sekunnissa), kuoleman tuottavan 4,5 Sv:n annoksen voi saada nielemällä 8,8 MBq, noin 50 nanogrammaa, tai hengittämällä 1,8 MBq, noin 10 ng. Teoriassa 210Po-grammalla voisi myrkyttää 20 miljoonaa ihmistä, joista puolet kuolisi. 210Poloniumin varsinainen myrkyllisyys on näitä pienempi, koska radioaktiivinen altistus vähenee viikkojen kuluessa (puoliintumisaika kehossa on 30–50 päivää[11]). LD50-arvo 210Po:lle on 15 megabecquerelliä tai 0,089 mikrogrammaa, joka silti on erittäin pieni annos.[12][13]

Pitkäaikaiset (krooniset) vaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Säteilylle altistuminen lisää syöpään kuolemisen riskiä 5–10 % per Sv.[9] Pienelle määrälle poloniumia altistuu radonin hajoamistuotteena sisäilmassa; 214Po ja 218Po -isotooppien arvioidaan aiheuttavan Yhdysvalloissa suurimman osan [14] vuotuisista 15 000–22 000 keuhkosyöpäkuolemista, jotka pannaan radonin piikkiin.[15] Lannoitteilla kasvatetun tupakan savu sisältää myös poloniumia.[16]

Myrkytystapauksia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Irène Joliot-Curien on arveltu kuolleen poloniumin aiheuttamaan myrkytykseen. Vuonna 1946 hän altistui poloniumille, kun sitä sisältänyt kapseli räjähti hänen laboratoriossaan. On mahdollista, että juuri tämä altistuminen sai hänet sairastumaan leukemiaan, johon hän kuoli 17. maaliskuuta 1956.[17][1]

Marraskuussa 2006 Aleksandr Litvinenko murhattiin myrkyttämällä polonium-210:lla.[18] Litvinenkon oireista pääteltiin hänen saaneen kehoonsa 2 GBq mikä vastaa 10:tä mikrogrammaa 210Po:ta, joka on 200 kertaa enemmän kuin pienin kuolettava annos (50 nanogrammaa nieltynä).[19]

Jasser Arafatin (k. 2004) luista löydettiin 2013 poikkeuksellisia pitoisuuksia poloniumia, mikä tutkijoiden mukaan viittaa myrkytyskuolemaan. Jo aikaisemmin sitä löydettiin hänen vaatteistaan.[20]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Timo Paukku: Poloniumin säteily aiheutti leukemian Curien tyttäressä Helsingin Sanomat 13.12.2005. Viitattu 13.12.2005.
  2. Luonnon radioaktiivisia aineita sisältävät mineraalit (pdf) Säteilyturvakeskus. Viitattu 13.7.2010.
  3. Polonium www.globalsecurity.com
  4. Polonium Is The Only Element With Simple Cubic Crystal Structure American Institute of Physics. Viitattu 19.12.2012.
  5. Swiss study: Polonium found in Arafat’s bones Al Jazeera. Viitattu 7.11.2013.
  6. Olavi Pukkila: Säteilevät kuluttajatuotteet (PDF) Säteilyn käyttö. Säteilyturvakeskus. Viitattu 14.12.2009. (suomeksi)
  7. Englanninkielisessä Wikipediassa selitetään: Alpha particles emitted by polonium will damage organic tissue easily if polonium is ingested, inhaled, or absorbed, although they do not penetrate the epidermis and hence are not hazardous as long as the alpha particles remain outside of the body. Meanwhile, wearing chemically resistant and "intact" gloves is a mandatory precaution to avoid transcutaneous diffusion of polonium directly through the skin.
  8. Polonium Los Alamos National Laboratory
  9. a b Health Impacts from Acute Radiation Exposure Pacific Northwest National Laboratory. Viitattu 2009-05-05.
  10. a b Nuclide Safety Data Sheet: Polonium–210 hpschapters.org. Viitattu 2009-05-05.
  11. Naimark, D.H.: Effective half-life of polonium in the human Technical Report MLM-272/XAB, Mound Lab., Miamisburg, OH. 1949-01-04.
  12. Polonium Poisoning Viitattu 2009-05-05.
  13. Harrison, J. (2007). "Polonium-210 as a poison". J. Radiol. Prot. 27 (1): 17–40. doi:10.1088/0952-4746/27/1/001. PMID 17341802. Bibcode2007JRP....27...17H. “The conclusion is reached that 0.1–0.3 GBq or more absorbed to blood of an adult male is likely to be fatal within 1 month. This corresponds to ingestion of 1–3 GBq or more, assuming 10% absorption to blood” 
  14. (1988) Health Risks of Radon and Other Internally Deposited Alpha-Emitters: BEIR IV. National Academy Press, 5. ISBN 0-309-03789-1. 
  15. (1999) Health Effects Of Exposure To Indoor Radon. National Academy Press. 
  16. The Straight Dope: Does smoking organically grown tobacco lower the chance of lung cancer? Viitattu 2009-05-05.
  17. Innocent chemical a killer – The Daily Telegraph (of Australia). 4.12.2006
  18. Brittihallitus: Entinen KGB-agentti kuoli myrkkyyn Helsingin Sanomat 24.11.2006. Viitattu 13.7.2010.
  19. Pollonium Viitattu 3 August 2008.
  20. Al-Jazeera: Arafatin luista löytyi suuri määrä poloniumia Al Jazeera/Yle.fi. Viitattu 7.11.2013.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Polonium.