Polonium-210-l on väga selge seos kiirgusega. Ja see pole asjata, sest see on äärmiselt ohtlik.
Avastuste ajalugu
Selle olemasolu ennustas 1889. aastal Mendelejev, kui ta lõi oma kuulsa perioodilisuse tabeli. Praktikas saadi see element number 84 üheksa aastat hiljem Curie'de jõupingutustega, kes uurisid kiirguse fenomeni. Maria Sklodowska-Curie püüdis välja selgitada teatud mineraalidest lähtuva tugeva kiirguse põhjust ja asus seetõttu töötama mitme kivimiprooviga, töödeldes neid kõikvõimalikel talle kättesaadavatel viisidel, jagades fraktsioonideks ja visates ära mittevajaliku. Selle tulemusena sai ta uue aine, millest sai vismuti analoog ja kolmas avastatud radioaktiivne element pärast uraani ja tooriumi.
Hoolimata katse edukatest tulemustest ei kiirustanud Maria oma avastusest rääkima. Ka Curie abikaasade kolleegi tehtud spektraalanalüüs ei andnud alust rääkida uue elemendi avastamisest. Sellegipoolest teatas paar 1898. aasta juulis Pariisi Teaduste Akadeemia koosolekul tehtud raportisväidetav alt omandas aine, millel on metalli omadused, ja tegi ettepaneku nimetada see polooniumiks Poola – Maarja kodumaa auks. See oli esimene ja ainus juhtum ajaloos, kui element, mida pole veel usaldusväärselt tuvastatud, on juba nime saanud. Noh, esimene näidis ilmus alles 1910. aastal.
Füüsikalised ja keemilised omadused
Polonium on suhteliselt pehme hõbevalge metall. See on nii radioaktiivne, et helendab pimedas ja kuumeneb pidev alt. Samal ajal on selle sulamistemperatuur veidi kõrgem kui tina - ainult 254 kraadi Celsiuse järgi. Metall oksüdeerub õhu käes väga kiiresti. Madalatel temperatuuridel moodustab see üheaatomilise lihtsa kuubikujulise kristallvõre.
Oma keemiliste omaduste poolest on poloonium väga lähedane oma vastele – telluurile. Lisaks mõjutab selle ühendite olemust suuresti kõrge kiirgustase. Seega võivad polooniumiga seotud reaktsioonid olla üsna tähelepanuväärsed ja huvitavad, kuigi tervisele kasulikud omadused on üsna ohtlikud.
Isotoobid
Kokku teab teadus praegu 27 (teistel andmetel 33) polooniumi vormi. Ükski neist pole stabiilne ja kõik on radioaktiivsed. Raskeimaid isotoope (järjekorranumbritega 210–218) leidub looduses väikestes kogustes, ülejäänud on võimalik saada vaid kunstlikult.
Radioaktiivne poloonium-210 on looduse pikima elueaga vorm. Seda leidub vähesel määral raadium-uraani maakides ja moodustub ahela tõttureaktsioonid, mis algavad U-238-ga ja kestavad poolestusajaga umbes 4,5 miljardit aastat.
Võta vastu
1 tonn uraanimaaki sisaldab isotoopi poloonium-210 koguses, mis võrdub umbes 100 mikrogrammiga. Neid saab tootmisjäätmete töötlemisel eraldada, kuid elemendi enam-vähem olulise mahu saamiseks tuleks töödelda tohutul hulgal materjali. Palju lihtsam ja tõhusam viis on süntees loodusliku vismuti neutronkiirgusega tuumareaktorites.
Selle tulemusel saadakse pärast veel mõnda protseduuri poloonium-210. Isotoope 208 ja 209 võib saada ka vismuti või plii kiiritamisel alfaosakeste, prootonite või deuteroonide kiirendatud kiirtega.
Radioaktiivsus
Polonium-210, nagu ka teised isotoobid, on alfa-emiter. Raskem rühm kiirgab ka gammakiirgust. Hoolimata asjaolust, et isotoop 210 on ainult alfaosakeste allikas, on see üsna ohtlik, seda ei saa käega võtta ega isegi lähed alt läheneda, sest kuumutamisel läheb see aerosooliks. Äärmiselt ohtlik on ka polooniumi sattumine hingeõhu või toiduga sisse. Seetõttu toimub töö selle ainega spetsiaalsetes suletud kastides. On uudishimulik, et seda elementi leiti tubakalehtedest umbes pool sajandit tagasi. Poloonium-210 lagunemisperiood võrreldes teiste isotoopidega on piisav alt pikk ja seetõttu võib see taimes koguneda ja kahjustadasuitsetaja tervist veelgi. Kõik katsed seda ainet tubakast eraldada on aga ebaõnnestunud.
Oht
Kuna poloonium-210 eraldab ainult alfaosakesi, ei tohiks te kartma sellega töötamist, võttes arvesse teatud ettevaatusabinõusid. Need lained levivad harva üle tosina sentimeetri ja tavaliselt ei suuda nad läbi naha tungida.
Kuid kehasse sattudes põhjustavad need talle suurt kahju. Vereringesse sattudes levib see kiiresti kõikidesse kudedesse – mõne minuti pärast on selle olemasolu näha kõikides elundites. Seda esineb peamiselt neerudes ja maksas, kuid üldiselt jaotub see üsna ühtlaselt, mis võib seletada selle suurt üldist kahjustavat toimet.
Polooniumi mürgisus on nii suur, et isegi väikesed doosid põhjustavad kroonilist kiiritushaigust ja surma 6–11 kuu jooksul. Peamised eritumisteed organismist kulgevad neerude ja seedetrakti kaudu. Sisenemisviisist on sõltuvus. Poolväärtusaeg on 30 kuni 50 päeva.
Juhuslik polooniumimürgitus on täiesti võimatu. Piisava koguse aine saamiseks on vaja pääseda tuumareaktorisse ja panna kannatanule teadlikult isotoop. Diagnoosimise keerukus seisneb ka selles, et ajaloo jooksul on teada vaid üksikud juhtumid. Esimene ohver on polooniumi avastajate tütar Irene Joliot-Curie, kes uuringute käigus lõhkus laboris ainega kapsli ja suri 10 aastat hiljem. Veel kaks juhtumitkuuluvad 21. sajandisse. Esimene neist on 2006. aastal surnud Litvinenko sensatsiooniline juhtum ja teine Yasser Arafati surm, kelle asjadest leiti radioaktiivse isotoobi jälgi. Kuid lõplikku diagnoosi ei kinnitatud kunagi.
Lagunemine
Üks pikima elueaga isotoope koos 208 ja 209 on poloonium-210. Poolväärtusaeg (st aeg, mille jooksul radioaktiivsete osakeste arv väheneb poole võrra) on kahe esimese puhul vastav alt 2, 9 ja 102 aastat ning viimase 138 päeva ja 9 tunni jooksul. Ülejäänud isotoopide puhul arvutatakse nende eluiga peamiselt minutites ja tundides.
Polonium-210 erinevate omaduste kombinatsioon muudab selle seeriast kõige mugavamaks kasutamiseks erinevates eluvaldkondades. Olles spetsiaalses metallkestas, ei saa ta enam oma tervist kahjustada, vaid suudab anda oma energia inimkonna hüvanguks. Milleks siis poloonium-210 tänapäeval kasutatakse?
Moodne rakendus
Mõnede teadete kohaselt on umbes 95% polooniumitoodangust koondunud Venemaale ja aastas sünteesitakse umbes 100 grammi ainet ning peaaegu kogu see eksporditakse Ameerika Ühendriikidesse.
Poloonium-210 kasutatakse mitmes valdkonnas. Esiteks on need kosmoseaparaadid. Oma kompaktse suuruse tõttu on see asendamatu suurepärase energia- ja soojusallikana. Kuigi selle efektiivsus väheneb poole võrra iga 5 kuu järel, on raskemate isotoopide tootmine palju kallim.
V.aPealegi on poloonium tuumafüüsikas absoluutselt asendamatu. Seda kasutatakse laialdaselt alfakiirguse mõju uurimisel teistele ainetele.
Lõpuks veel üks rakendusvaldkond on staatilise elektri eemaldamise seadmete tootmine nii tööstuslikuks kui ka koduseks kasutamiseks. On hämmastav, kuidas sellisest ohtlikust elemendist võib saada peaaegu kööginõu, mis on ümbritsetud usaldusväärse kestaga.
