Форум

Гостевая книга

















НАУКА

Путешествия

Стиль

Наука

История

 







 

Полоний. Руководство для «чайников»


Используя радиоактивные изотопы как яд, нужно знать, к чему готовиться


Компания «United Nuclear Scientific Supplies» оперативно выпустила новые сувенирные чашки. Надпись гласит: «Опасно! Радиоактивные материалы. Содержит полоний-210 в жидкой взвеси. 210 Po 950 микрокюри». Фото: United Nuclear Scientific Supplies

События последних месяцев показали, что даже такое редкое и дорогостоящее вещество, как полоний, может оказаться в руках людей, не умеющих с ним обращаться. А когда рядом оказываются другие люди, вообще не подозревавшие о его существовании, пора выпускать руководство «для чайников» по использованию полония.

Откуда он взялся, этот полоний?

Как только Анри Беккерель ( Antoine Henri Becquerel , 1852–1908) открыл радиоактивность урана, изучением смоляной обманки (урановой руды) занялись супруги Пьер Кюри ( Pierre Curie , 1859–1906) и Мария Склодовская-Кюри ( Maria Sklodowska-Curie , 1867–1934). Они соблюдали разделение труда: Мария в лаборатории вела практическую работу и проводила измерения, а Пьер пытался объяснить, что означают результаты этих измерений.

13 июня 1898 года Мария записала в лабораторном журнале, что выделила вещество «активнее урана в 150 раз», то есть полученный ею образец засвечивал фотопластинку в 150 раз быстрее, чем урановые образцы Беккереля. Пьер предположил, что это новый, доселе неизвестный металл, который выдает себя только радиоактивностью.


Мария Склодовская-Кюри не только сумела убедить мир, что полоний действительно существует. Она высказала крамольную мысль, что один химический элемент может превращаться в другой, и сумела ее доказать. Мадам Кюри остается единственным ученым, удостоенным Нобелевской премии и по физике, и по химии. Фото: George Grantham Bain Collection из архива Библиотеки Конгресса США
Мария сумела получить порошок, представляющий собой смесь хорошо знакомого химикам висмута с похожим на него неизвестным радиоактивным металлом. Пьер не сомневался, что это и есть новый элемент.

Первооткрыватели XIX века называли химические элементы в честь своей родной страны. В таблице Менделеева уже были германий, скандий (в честь Скандинавии ) и рутений (в честь России ). Мария заявила Пьеру: «У Польши может не быть другого шанса. Так как мы его назовем?» Если бы Мария знала, что через полгода обнаружит ещё и радий, который по своей известности превзойдет только что найденный металл, она бы так не спешила. А тогда, 18 июля 1898 года, Пьер ответил ей, что раз Польша по-латыни «Polonia», то и металл должен называться «полоний» (polonium).

Химики, надо отдать им должное, не пожелали сразу признать полоний новым элементом. Техника того времени не позволяла получить его в чистом виде, без висмута. Вот почему химики говорили: «Конечно, это просто радиоактивный висмут». К тому же полгода спустя радиоактивность полония сильно ослабела.

Куда же он делся, этот полоний?

За полгода полоний наполовину превратился в свинец. При радиоактивном распаде он испускает альфа-частицу, состоящую из двух протонов и двух нейтронов, и так из элемента №84 превращается в свинец, элемент №82.

У самого долгоживущего изотопа, 210 Po, то есть полония-210, период полураспада равен 138,3 суток. Полоний образуется при распаде радона, при этом по цепочке превращение проходит через 7 изотопов: от 218 до 210. Другие изотопы живут совсем недолго, из них самый большой период полураспада имеет 218-й полоний: 3 минуты и 3 секунды. Так что именно долгоживущий полоний-210 был открыт Марией Кюри в 1898 году, и он же обрел всемирную известность спустя 108 лет.

Каков он из себя?

Те, кто видел полоний, утверждают, что это металл серебристого цвета, плотность 9,392 г/см 3 , плавится при совсем невысокой температуре — от 246 до 254 °С. Как и все металлы с низкой температурой плавления, он сравнительно летуч (вспомните ртуть ). Даже при комнатной температуре, если просто положить полоний на стол и побыть рядом какое-то время, можно надышаться парами. Это, кстати, самая распространенная причина поражения полонием среди «чайников» и беспечных специалистов.

Полоний так радиоактивен, что в темноте воздух вокруг него светится. Правда, радиоактивность эта — одна из самых безобидных. Этот металл практически не испускает гамма-излучения, от которого защищает лишь толстая свинцовая стенка. Все, что испускает чистый полоний — это тяжелые альфа-частицы, которые даже в воздухе не летят дальше 3,8 см. В биологических тканях пробег частиц всего 40–50 микрон. Но и этого хватит, чтобы при контакте со слизистой оболочкой вызвать сильный радиоактивный ожог или тяжелую лучевую болезнь. Поэтому рекомендуется не вынимать полоний из упаковки и не пробовать его на вкус, как это делали исследователи XVIII столетия.


Пример бытовой техники с содержанием полония — антистатическая щетка, к которой не пристает пыль. Заряд стекает со щетинок потому, что испускаемые полонием альфа-частицы ионизуют воздух. Держать такую щетку в руках совершенно безопасно, извлечь из неё радиоактивный изотоп невозможно. Цена $30, полониевые картриджи по $19 заменяются раз в год. Фото: Staticmaster

Для чего нам нужен полоний?

Марии Склодовской-Кюри этот элемент понадобился для прославления родины. В течение 30 лет он был интересен только семье Кюри, пока в 1932 году физик Джеймс Чедвик ( James Chadwick , 1891–1974) не выпросил у Ирен Жолио-Кюри ( Irene Joliot-Curie , 1897–1956) лабораторный журнал её матери. Он прочел записи и понял, что в смеси с висмутом полоний испускает не альфа-частицы, а только более мелкие нейтральные частицы. Чедвика вдохновил этот факт, ибо он давно задумывался о существовании нейтральной частицы, равной по весу протону. Так вот, частицы, которые испускает сплав полония с висмутом, Чедвик назвал нейтронами.

Следующие 30 лет полоний был интересен только физикам. Они приспособили его для производства детонаторов ядерного оружия: как источник нейтронов сплав полония с висмутом может запустить цепную реакцию. У такого детонатора есть неприятное свойство: его надо сделать хотя бы за 138 суток до ядерной войны, никак не позже: иначе он распадется до полной непригодности. Ожидать от противника такой любезности, как предупреждение о нападении за 138 суток, можно было только во времена Крестовых походов.

После 1965 года последовал новый 30-летний цикл интереса к полонию. Его стали использовать в мирной технике там, где не боялись больших расходов. В частности, советские луноходы долгими лунными ночами получали тепло от полониевой «атомной печки» .

Как материал детонатора 210 Po небезупречен, как источник тепла годится только в экзотических случаях, потому что дорог. Для создания реактора мощностью один киловатт нужно 20 граммов полония. Чтобы их получить, 270 килограммов химически чистого висмута загружают в реактор. Потом облученный висмут дистиллируют в вакууме, в три стадии, при температурах от 300 до 750°С. Все это с соблюдением правил радиационной безопасности, что возводит стоимость в третью степень . Просто удивительно, как при таких расходах кому-то пришла в голову мысль использовать полоний как яд для отравления одного-единственного человека.


Установлено, что любители суши и морепродуктов получают в 10 раз больше полония, чем остальные люди. Но полоний стал причиной закрытия только того суши-бара, где был отравлен Александр Литвиненко. Фото ( Creative Commons license ): .Martin.

Что делать при встрече с полонием?

В ходе расследования убийства проявилось ещё одно замечательное свойство этого металла — способность адсорбироваться на любой поверхности. Полоний просто впивается в металл , фарфор , стекло — в любой материал, на который его поместят. Нанограммы яда положили в чашку — и он остался на чашке в обнаружимом количестве. Чашку вынесли из номера и поместили в посудомоечную машину — полоний остается на деталях этой машины. Он и на одежде исполнителя, и в самолете. Создается впечатление, что этот яд выбран специально, чтобы пометить весь путь того, кто его применил.

Попадая в организм человека, полоний проявляет те же поверхностно-активные свойства. Он выказывает удивительное сродство к белкам, с которыми тут же реагирует и остается в белковых молекулах (где его и обнаруживают эксперты-криминалисты ). Если просто коснуться полония, то 6% молекул с поверхности металла всасываются в кожу. В этом случае кожу надо немедленно дезактивировать: хотя бы помыть хозяйственным мылом — раза 3 по 2 минуты. Ещё лучше подходит стиральный порошок в смеси с тиомочевиной.

Проглотившему полоний нужно немедленно принять рвотное. В таких обстоятельствах рвотное дают не в таблетках — ждать нельзя — апоморфин колют подкожно. Потом, разумеется, слабительное: горькая соль (сульфат магния) или глауберова соль (сульфат натрия) и очистительные клизмы.

В случае, если полоний успел присосаться к белкам отравленного организма, в ход идут комплексные соединения. Они создаются с помощью унитиола или оксатиола, которые выменивают полоний у белков, берут его в клещи и переносят в раствор. Просто таблетками тут тоже не отделаешься. Приходится лежать в больнице, где унитиол вводят капельницей по 30 минут два раза в сутки. Избавление от полония в таких случаях наступает через неделю.

Куда девать полоний, который оказался у вас совершенно случайно?

Большое счастье, что плотно упакованный полоний не может причинить вреда. Его даже можно пересылать по почте и возить в кармане. Однако полоний испускает настолько мощное излучение, что стеклянные и кварцевые емкости с его растворами трескаются. Поэтому лучше всего разделить большое количество полония (если вы так богаты) на меньшие части, каждую изолировать в пластиковом мешочке, а мешочек положить в пластмассовую или металлическую коробочку — как Кащееву смерть. И запереть это в сейф. И не доставать оттуда до 2008 года. А там и выбросить можно.

 

 



РОССИЯ МОСКВА По всем вопросам связанным с организацией отдыха, прошу писать -
E-mail : info@seostatik.ru