პოლონიუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
პოლონიუმი / Polonium (Po)Po-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 84
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება მოვერცხლისფერო რუხი ლითონი
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
208,9824 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 176 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1): 813,1 (8,43) 2): 3): კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 146 პმ
იონური რადიუსი (+6e) 67 პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
2,3
ელექტროდული პოტენციალი Po ← Po3+ 0,56 В
Po ← Po2+ 0,65 ვ
ჟანგვის ხარისხი –2, +2, +4, +6
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 9,32 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 26,4 /(·მოლი)
თბოგამტარობა ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 527 °C
დნობის სითბო (10) კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 1235
აორთქლების სითბო (102,9) კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 22,7 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა კუბური
მესრის პერიოდი 3,350 Å
შეფარდება n/
დებაის ტემპერატურა



პოლონიუმის ატომის სქემა
Po 84
208,9824
[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4
პოლონიუმი


პოლონიუმიპერიოდული სისტემის მე-6 პერიოდის მე-16 ჯგუფის (ძველი კლასიფიკაციით - VI ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, ხალკოგენები), ქიმიური ელემენტია ატომური რიცხვით 84 და აღინიშნება სიმბოლოთი Po (ლათ. Polonium), რადიოაქტიური ნახევრადლითონი მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერისაა. არ გააჩნია სტაბილიური იზოტოპები.

სახელწოდების წარმოშობის ისტორია[რედაქტირება]

ელემენტი აღმოჩენილია 1898 წელს პიერ კიურის და მისი მეუღლის მარია სკლოდოვსკაია-კიურის მიერ[1]. ელემენტს მარიის სამშობლოს - პოლონეთის საპატივცომლოდ (ლათ. Polonia) ეწოდა.

1902 წელს გერმანელმა მეცნიერმა ვილჰელმ მარკვალდიმ აღმოაჩინა ახალი ელემენტი. მან ამ ელემენტს რადიოტელური უწოდა. ამის წაკიტთხვის შემდეგ კიურიმ შეატყობინა, რომ ეს ელემენტი პოლონიუმია და აღმოჩენილილი იქნა მის მიერ ოთხი წლის წინ, მარკვალდი არ დაეთანხმა მას, და აღნიშნა რომ პოლონიუმი და რადიოტელური - სხვადასხვა ელემენტია. მთელი რიგი ექსპერიმენტების შემდეგ კიურებმა დაამტკიცეს, რომ პოლონიუმი და რადიოტელური ფლობენ ერთი და იგივე თვისებებს და აქვთ ერთნაირი ნახევარდაშლის პერიოდი. მარკვალდი იძულებული იყო დათანხმებულიყო.

პოლონიუმის პირველი ნიმუში, რომელიც შეიცავდა ამ ელემენტის 0,1 მგ, გამოყოფილი იყო 1910 წელს.

ბუნებაში[რედაქტირება]

პოლონიუმის რადიონუკლიდები შედიან ბუნებრივი რადიოაქტიური რიგის შემადგენლობაში:

210Po (Т1/2 = 138,376 დღეღამე), 218Po (Т1/2 = 3,10 წთ) და 214Po (Т1/2 = 1,643×10−4 წმ) — 238U რიგში;

216Po (Т1/2 = 0,145 წმ) და 212Po (Т1/2 = 2,99×10−7 წმ) — Th-ის რიგი;

215Po (Т1/2 = 1,781×10−3 წმ) და 211Po(Т1/2 = 0,516 წმ) — 235U რიგში.

ამიტომ პოლონიუმი ყოველთვისაა ურანის და თორიუმის შემცველ მინერალებში. დედამიწის ქერქში მისი გაწონასწორებული შემცველობაა მასის 2×10−14%.

თვისებები[რედაქტირება]

პოლონიუმი — რბილი მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის რადიოაქტიური ლითონია.

ლითონური პოლონიუმი სწრაფად იჟანგება ჰაერზე. ცნობილია პოლონიუმის დიოქსიდი (РоО2)x და პოლონიუმის მონოქსიდი РоО. ჰალოგენებთან წარმოქმნის ტეტრაჰალოგენიდებს. მჟავეის ზემოქმედებით გადადის ხსნარში ვარდისფერი კათიონების Ро2+ წარმოქმნით:

\mathsf{Po + 2HCl \rightarrow PoCl_2 + H_2\uparrow}

პოლონიუმის მარილმჟავაში გახსნისას მაგნიუმთან ერთად წარმოიქმნება პოლონიუმწყალბადი:

\mathsf{Po + Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2Po}

რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე თხევად მდგომარეობაშია (36,1-დან 35,3 °C-მდე)

ინდიკატორული რაოდენობითაა მიღებული პოლონიუმის მჟავა ოქსიდი (III) РоО3 და პოლონიუმმჟავის მარილები, თავისუფლ მდგომარეობაში არ არსებული — პოლონატები К2РоО4. წარმოქმნის შემდეგი შემადგენლობის ჰალოგენიდებს PoX2, PoX4 და PoX6. ტელურის მსგავსად პოლონიუმს შეუძლია მთელ რიგ ლითონებთან წარმოქმნას ქიმიური ნაერთები - პოლონიდები.

პოლონიუმი არის ერთადერთი ქიმიური ელემენტი, რომელიც დაბალ ტემპერატურაზე წარმოქმნის ერთატომიან მარტივ კუბურ კრისტალურ მესერს[2].

იზოტოპები[რედაქტირება]

2006 წლის დასაწყისიდან ცნობილია პოლონიუმის 33 იზოტოპი, მასური რიცხვის 188-დან 220-მდე დიაპაზონში. ამას გარდა ცნობილია 10 მეტასტაბილური აღგზნებული მდგომარეობის პოლონიუმის იზოტოპი. პოლონიუმს სტაბილური იზოტოპები არ გააჩნია[3]. ყველაზე ხანგრძლივ მცხოვრები იზოტოპებია, 209Po და 208Po აქვთ 102 და 2,9 წელი ნახევარდაშლის პერიოდი შესაბამისად. პოლონიუმის ზოგიერთ იზოტოპს, რომელიც შედის ურანის ან თორიუმის რადიაქტიურ რიგში გააჩნიათ საკუთარი სახელები, რომლებიც ძირითადად მოძველებულია:

იზოტოპი სახელწოდება აღნიშვნა რადიოაქტიური რიგი
210Po რადიუმი F RaF 238U
211Po აქტინიუმი C' AcC' 235U
212Po თორიუმი C' ThC' 232Th
214Po რადიუმი C' RaC' 238U
215Po აქტინიუმი A AcA 235U
216Po თორიუმი A ThA 232Th
218Po რადიუმი A RaA 238U

მიღება[რედაქტირება]

პრაქტიკაში პოლონიუმის ნუკლიდის 210Ро გრამული რაოდენობა სინთეზირდება ხელოვნურად, ლითონური ბისმუტის 209Bi დასხივებით სითბური ნეიტრონებით ბირთვულ რეაქტორებში. მიღებული 210Bi β-დაშლით გარდაიქმნება 210Po. იმავე ბისმუტის იზოტოპის პროტონებით დასხივებით

209Bi + p209Po + n

წარმოიქმნება პოლონიუმის ყველაზე ხარგრძლივ მცხოვრები იზოტოპი 209Po.

თხევად ლითონურ თბომატარებლიან რეაქტორებში თბომატარებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ევტექტიკა ტყვია-ბისმუტი. ასეთი რეაქტორი კერძოდ დამონტაჟებული იქნა საბჭოთა წყალქვეშა ნავზე К-27. რეაქტორის აქტიურ ზონაში ბისმუტი შეიძლება გადავიდეს პოლონიუმში.

პოლონიუმის მიკრორაოდენობას გამოყოფენ ურანის მადნების გადამუშავების ნარჩენებიდან.

ლითონური Po მიიღება სულფიდის PoS ან დიოქსიდის (PoO2)x 500 °C-ზე თერმული დაშლით ვაკუუმში. პოლონიუმის მსოფლიო წარმოების 98 % რუსეთზე მოდის.

გამოყენება[რედაქტირება]

პოლონიუმ-210 ბერილიუმისა და ბორის შენადნობებში გამოიყენება კომპაქტური და ძალიან მძლავრი ნეიტრონის წყაროებში, რომლებიც პრაქტიკულად არ წარმოქმნიან გამა გამოსხივებას (თუმცა ხანმოკლედ მცხოვრები 210Po: Т1/2 = 138,376 დღეღამე) — პოლონიუმ-210-ის ალფა-ნაწილაკები ბერილიუმისა და ბორის ბირთვებზე ბადებენ ნეიტრონებს (α, n) - რეაქციისას. ესაა ჰერმეტული ლითონური ამპულა, რომელშიც არის პოლონიუმ-210-ით დაფარული კერამიკული აბი (ბორის ან ბერილიუმის კარბიდი ). ასეთი ნეიტრონის წყაროები პორტატიული და მსუბუქია, მთლიანად უვნებელია და ძალიან საიმედოა. მაგალითად, საბჭოთა ნეიტრონების წყარო ВНИ-2 წარმოადგენს თითბერის ამპულას რომლის დიამეტრია ორი და სიმაღლე ოთხი სმ, ყოველ წამს გამოსხივებს 90 მილიონამდე ნეიტრონს[4].

პოლონიუმი ხშირად გამოიყენებოდა (ზოგჯერ ეხლაც) აირბის იონიზაციისათვის (კერძოდ ჰაერის). უპირველეს ყოვლისა ჰაერის იონიზაცია საჭიროა სტატისტიკურ ელექტროდენთან საბრძოლველად (წარმოებაში, განსაკუთრებულად მგრძნობიარე აპარატურასთან ურთიერთობაში)[5]. მაგალითად პრეციზიულ ოპტიკაში მტვერის მოსაცილებელი ფუნჯის დამზადება. აირის იონიზაციის ეფექტი გამოიყენება ასევე - ავტომანქნის აალების სანთლების ელექტროდების შენადნობებში ნაპერწკლის წარმოქმნის ძაბვის შესამცირებლად[6].

პოლონიუმის გამოყენების სხვა მნიშვნელოვან დარგს წარმოადგენს, მისი გამოყენება შენადნობებში ტყვიასთან იტრიუმთან ან დამოუკიდებლად მძლავრი და მეტად კომპაქტური სითბოს წყაროში ავტონომიურ დანადგარებში კოსმონავტიკაში. აერთი კუბური სანტიმეტრი პოლონიუმ-210 გამოყოფს მიახლოებით 1320 ვტ სითბოს. ეს სიმძლავრე მეტად დიდია, და მას ადვილად გადაჰყავს პოლონიუმი გამდნარ მდგომარეობაში, ამიტომაც მას შეადნობენ, მაგალითად ტყვიასთან. თუმცა ამ შენადნობებს აქვთ შესამჩნევად ნაკლები ენერგოსიმკვრივე (150 Вт/см³), მაგრამ ეს შენადნობი უფრო მოსახერხებელია უსაფრთხოებითაც და გამოსაყენებლადაც, რადგანაც პოლონიუმ-210 უშვებს მხოლოდ ალფა-ნაწილაკებს, რომელთა გამჭოლი თვისებები და გარბენის სიგრძე მკვრივ ნივთიერებაში მინიმალურია. მაგალითად პროგრამა "ლუნახოდის" თვითმავალ აპარატში მოწყობილობათა განყოფილების გასათბობად გამოიყენებოდა პოლონიუმის გამათბობელი[7].

პოლონიუმ-210 ლითიუმის მსუბუქ იზოტოპთან (6Li) შენადნობში შეიძლება იმსახუროს ნივთიერებად რომელც მნიშვნელოვნად შეამცირებს ბირთვული მუხტის კრიტიკულ მასას და ერთგვარი ბირთვული დეტონატორის როლს შეასრულებს. ამას გარდა პოლონიუმისაგან შეიძლება კომპაქტური "ბინძური ბომბის" შექმნა, მისი მალულად ტრანსპორტირება ადვილადაა შესაძლებელი, რადგანაც ის პრაქტიკულად არ ასხივებს გამა-გამოსხივებას [4]. ამიტომაც პოლონიუმი წარმოადგენს სტრატეგიულ ლითონს, საჭიროა რომ ის ინახებოდეს მკაცრი აღრიცხვით, და მისი შენახვას სახელმწიფო უნდა აკონტროლებდეს, ბირთვული ტერორიზმის თავიდან აცილების მიზნით.

ბიოლოგიური როლი[რედაქტირება]

პოლონიუმ-210 ძლიერტოქსიკურია, მისი ნახევარდაშლის პერიოდია 138 დღე და 9 საათია. მისი კუთრი აქტიურობა (166 ტბკ/გ) იმდენად დიდია, რომ, თუმცა ის ასხივებს მხოლოდ ალფა-ნაწილაკებს, მისი ხელით აღება არ შეიძლება, შედეგად იწვევს კანის რადიაციულ-სხივურ დასხივებით დაზიანებას და, შეიძლება მთლიანი ორგანიზმის დასხივებაც გამოიწვიოს: რადგანაც პოლონიუმი საკმაოდ ადვილად ხვდება კანს ქვეშ. ის საშიშია იმ მანძლზეც კი, რომელიც აღემატება ალფა-ნაწილაკის გარბენის სიგრძეს, რადგანაც მისი შენაერთები თვითხურდებიან და გადადიან აეროზოლურ მდგომარეობაში. ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია წყალსაცავებში და სამუშაო ფართების ჰაერში 11,1×10−3 ბკ/ლ და 7,41×10−3 ბკ/მ³. ამიტომაც პოლონიუმ-210-თან მუშაობენ მხოლოდ ჰერმეტულ ბოქსებში.

პოლონიუმ-210 ბუნებაში მცირე რაოდენობით მდებარეობს და გროვდება თამბაქოში, რომლის შედეგად დიდი ზარალი ადგება თამბაქოს მწევლებს. პოლონიუმის სხვა ბუნებრივი იზოტოპები იშლებიან ძალიან სწრაფად, ამიტომაც ვერ ახერხებენ თამბაქოში დაგროვებას[8]. «თამბაქოს მწარმოებლებმა ეს ელემენტი აღმოაჩინეს ჯერ კიდევ 40 წლის წინ, მისი მოცილების მცდელობები უშედეგოდ დამთავრდა», — აღნიშნულია 2008 წლის სტატიაში, რომელიც ამერიკელი სტენფორდის უნივერსიტეტის და მაიოს კლინიკის მკვლევარებმა გამოაქვეყნეს როჩესტერში[9].

პოლონიუმით რადიაციულ მოწამლვას თუ რა ზემოქმედება აქვს ადამიანის ორგანიზმზე ზუსტად ცნობილი არ არის, რადგანაც ადამიანზე ცდები არ ჩატარებულა. სპეციალისტების შეფასებით, რომელიც გამოქვეყნებულია[10] მეცნიერულ ჟურნალში Journal of Radiological Protection და ეფუძნება რადიაციული მოწამლვის მათემატიკურ მოდელს, რომელიც შექმნილია ცხოველებზე წარმოებული დაკვირვებების შედეგებზე, პოლონიუმ-210-ის ლეტალური დოზა ზრდასრული ადამიანისთვის ფასდება 0,1-0,3 გბკ (0,6-2 მკგ)-დან იზოტოპის ადამიანის ფილტვებიდან მოხვედრისას, 1-3 გბკ (6-18 მკგ) -მდე ადამიანის ორგანიზმში საკვებგადამამუშავებელი ტრაქტით მოხვედრისას.

უფრო მეტადმცხოვრები პოლონიუმ-208 (ნახევარდაშლის პერიოდია 2,898 წელი) და პოლონიუმ-209-ს (ნახევარდაშლის პერიოდია 103 წელი) გააჩნიათ რამდენადმე ნაკლები რადიოტოქსიკურობა წონის ერთეულზე, და უკუპროპორციულია ნახევარდაშლის პერიოდისა. სხვა მცირედმცხოვრები პოლონიუმების რადიოტოქსიკურობის შესახებ ცოტარამ არის ცნობილი. ადამიანის ორგანიზმში პოლონიუმი ისევე მოქმედებს როგორც თავისი სხვა ქიმიური ჰომოლოგები, სელენი და ტელური, კონცენტრირდება ღვიძლში, თირკმლებში, ელენთაში და ძვლის ტვინში. ორგანიზმიდან ნახევარგამოყვანის პერიოდია − 30-დან 50 დღემდე, გამოდის ძირითადად თირკმლებით. არის შეტყობინება პოლონიუმის ვირთხის ორგანიზმიდან 2,3-დიმერკაპტოპროპანოლის მეშვეობით წარმატებით გამოყვანის შესახებ — 90 % ცხოველებისა რომლებშიც შეჰყავდათ პოლონიუმ-210-ის სასიკვდილო დოზა (9 ნგ/კგ წონაზე), ცოცხლები დარჩნენ, ეს მაშინ როცა საკონტროლო ჯგუფში ყველა ვირთხა დაიღუპა თვენახევარში.

პოლონიუმ-210-ით მოწამლვის გახმაურებული შემთხვევები[რედაქტირება]

ბმულები[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:

სქოლიო[რედაქტირება]

  1. E. Rutherford. Radioactive Substances and Their Radiations. — ლონდონი: Forgotten Books. — გვ. 699. — ISBN 1451001983, 9781451001983
  2. იგორ ივანოვი.. (12.07.07)ამოხსნილია პოლონიუმის გამოცანა pp. 1. დაარქივებულია ორიგინალიდან 2011-08-22-ში. ციტატა: „ჩეხი მკვლევარების მიერ ჩატარებულმა გამოთვლებმა პასუხი გასცეს ფიზიკოსების კითხვას, თუ რატომ აქვს პოლონიუმს კუბური მესერი?“ წაკითხვის თარიღი: 2010-05-04.
  3. თარგი:Книга
  4. 4.0 4.1 Красивая версия "самоубийства" Литвиненко вследствие криворукости. www.stringer.ru (2006-11-28). დაარქივებულია ორიგინალიდან 2012-06-22-ში. წაკითხვის თარიღი: 2012-03-02.
  5. Ионизаторы воздуха
  6. J. H. Dillon. Polonium Alloy for Spark Plug Electrodes. J. Appl. Phys. 11, 291 (1940).
  7. Публикации | Книга «Ядерный Центр России — Саров».
  8. პოლონიუმ-210 თამბაქოს კვამლში
  9. РИА Новости: თამბაქო შეიცავს რადიოაქტიურ პოლონიუმს-210. დაარქივებულია ორიგინალიდან 2011-08-22-ში.
  10. Polonium-210 as a poison
  11. შეცდომა ციტირებაში არასწორი ტეგი <ref>; სქოლიოსათვის Future არ არის მითითებული ტექსტი; $2
  12. Останки Ясира Арафата извлекли из мавзолея