Polonio

Yo asi	AÑO	Período	Maryland	Ed	PD
Yo asi	AÑO	Período	Maryland	MeV	PD
208 Po	{syn.}	2.898 a	α ε , β +	5.215 1.401	204 Pb 208 Bi
209 Po	{syn.}	103 a	α ε , β +	4.979 1.893	205 Pb 209 Bi
210 Po	100 %	138.376 días	α	5.407	206 Pb

Propiedades físicas corporales simples

Estado ordinario

sólido

Densidad

9,20 g · cm -3

Sistema de cristal

Cúbico

Color

Plata

254 ° C

962 ° C

60,1 kJ · mol -1

22,97 × 10 -6 m 3 · mol -1

Presión de vapor

0,0176 Pa a 527 K

Conductividad eléctrica

2,19 x 10 6 S · m -1

Conductividad térmica

20 W · m -1 · K -1

Diverso

N o CAS

7440-08-6

N o ECHA

100,028,289

Precauciones

Radioelemento con notable actividad

Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

El polonio es el elemento químico de número atómico 84 y símbolo Po. Es un " metal de postransición " radiactivo . Solo el isótopo 210 Po está presente de forma natural en el estado de trazas en los minerales de uranio (producto de la desintegración radiactiva del radón y uno de los principales factores inductores del cáncer de pulmón llamado radiación inducida por el radón).

Historia

Este es el primer elemento descubierto por Pierre y Marie Skłodowska-Curie , enJulio 1898Durante su investigación sobre la radiactividad de la pecblenda realizada en la Escuela Municipal de Física de Química Industrial (hoy ESPCI París ). Solo más tarde descubrieron el radio . La palabra polonio se eligió así en homenaje a los orígenes polacos de Marie Curie, de soltera Maria Skłodowska.

El polonio tiene 33 radioisótopos , con una masa atómica que varía entre 188 y 220 u . El isótopo de vida más larga es el polonio 209 ( 209 Po) con una vida media de 103 años, y el isótopo natural con la vida más corta es el polonio 210 ( 210 Po) con una vida media de 138.376 días.

Propiedades

El polonio es un metal pobre con un punto de fusión bajo ( 254 ° C ). También es muy volátil y eventualmente se sublimaría por completo incluso a temperatura ambiente. Pierde el 50% de su masa en 45 horas al calentarse a sólo 55 ° C , quizás por desintegración a escala atómica inducida por su muy fuerte actividad α, que tiene el efecto de mantenerla a alta temperatura.

El polonio es asimilado por los organismos vivos debido a su química similar al telurio y al bismuto: se ha demostrado que algunos microorganismos son capaces de metilar el polonio utilizando metilcobalamina, de la misma forma que pueden metilar mercurio, selenio y telurio.

Es un emisor de radiación alfa . El 210 Po tiene una vida media de 138 días y 9 horas.

Posteriormente se genera a partir de desintegraciones que, partiendo del uranio 238 y pasando, entre otros, por el radio 226 , el radón 222 y el plomo 210 , terminan en el polonio 210 y terminan en el plomo 206 , que es estable.

Cadena de desintegración (principal):
238 U α → 234 Th β → 234 Pa β → 234 U α → 230 Th α → 226 Ra α → 222 Rn α → 218 Po α → 214 Pb β → 214 Bi β → 214 Po α → 210 Pb β → 210 Bi β → 210 Po α → 206 Pb (estable)

Decae, emitiendo partículas alfa con una energía típica de 5,3 MeV . A modo de comparación, la energía transportada por los rayos del sol (rango visible) es solo del orden de unos pocos electronvoltios (eV). Estas partículas alfa son radiaciones ionizantes de alta energía capaces de generar daños importantes durante sus interacciones con la materia viva (células, ADN). La exposición a la radiación ionizante aumenta el riesgo de cáncer y anomalías genéticas , y podría tener muchas consecuencias para la salud además del cáncer. El polonio-210 tiene una actividad específica muy alta , 166 T Bq / g . Por lo tanto, un solo gramo de 210 Po puro es el lugar donde se desintegran 1,66 × 10 14 por segundo y, por lo tanto, emite partículas α a la misma velocidad que 4,5 kg de radio 226 o 13,5 toneladas de uranio 238 .

Un elemento radiactivo presente de forma natural en el medio ambiente y la cadena alimentaria , el polonio 210 está presente en cantidades infinitesimales (en masa) en la corteza terrestre . Pero dada su altísima radiactividad, los resultados expresados en bequerelios por kilogramo de suelo no son despreciables.

La radiactividad del polonio 210 es tan alta que emite una gran cantidad de calor (140 vatios por gramo). Por lo tanto, de acuerdo con el Argonne National Laboratory en los EE.UU., la temperatura de una cápsula que contiene aproximadamente la mitad de un gramo de polonio 210 puede exceder de 500 ° C . Esta propiedad se ha utilizado para desarrollar generadores termoeléctricos ligeros utilizados, por ejemplo, en el campo espacial como fuente de energía para satélites.

Producción

Diez gramos de uranio solo pueden producir una mil millonésima parte de un gramo de polonio. Su producción requiere un reactor nuclear de un tipo particular, capaz de irradiar bismuto con neutrones. Solo los países nucleares tienen los conocimientos y el equipo necesarios para su fabricación.

La producción anual se estima en un máximo de 100 gramos, en Rusia en su mayor parte.

Usos

Fuente alfa;
Fuente de neutrones , mezclados con berilio : este último emite un neutrón durante la absorción de una partícula alfa, producido por 210 Po. Este sistema se utiliza como fuente primaria al arrancar reactores nucleares, como detonador en las primeras bombas nucleares o espaciales como una fuente de energía para satélites;
El polonio 210 también se usa en aplicaciones antiestáticas, como ciertos cepillos para materiales sensibles estáticos, aunque las fuentes β son generalmente preferidas porque son mucho menos peligrosas;
Fuente de calor. El polonio-210 emite 140 vatios por gramo. Por lo tanto, de acuerdo con el Argonne National Laboratory en los EE.UU., la temperatura de una cápsula que contiene aproximadamente la mitad de un gramo de polonio 210 puede exceder de 500 ° C . Esta propiedad se ha utilizado para desarrollar generadores termoeléctricos ligeros utilizados, por ejemplo, en el campo espacial como fuente de energía para satélites y robots de exploración planetaria, como los Lunokhods soviéticos.

Envenenamiento por polonio

El polonio es un elemento altamente radiactivo y tóxico. Incluso para pequeñas cantidades (unos pocos microgramos ), la manipulación de 210 PB es muy peligrosa y requiere equipo especial y procedimientos estrictos. Absorbido en los tejidos, causa daño directo por emisión de partículas alfa . Tomar de 1 a 10 microgramos es suficiente para causar la muerte.

La actividad máxima permisible para el polonio ingeridas es sólo 1,100 becquerel , o el equivalente de 6,6 × 10 -12 gramos. En la misma masa, el polonio es aproximadamente 106 veces más tóxico que el cianuro de sodio o el cianuro de potasio .

Se sospechaba que la intoxicación por polonio era la causa de la muerte de Yasser Arafat , tras los análisis realizados por expertos suizos. Sus resultados arrojaron una concentración de esta sustancia superior a la esperada en los restos del estadista, al tiempo que alcanzan umbrales que no permiten una conclusión definitiva. Por otro lado, análisis realizados a petición de la justicia francesa han descartado la hipótesis de envenenamiento.

El espía ruso Alexander Litvinenko fue asesinado por envenenamiento con esta sustancia en 2006. La cantidad de polonio 210 supuestamente "administrado" probablemente fue muy alta, ya que provocó su muerte en tres semanas. Usando datos toxicológicos en animales de laboratorio, uno puede imaginar que eran unos pocos microgramos de polonio 210 . El costo de la dosis de polonio 210 que habría matado a este último se estima en US $ 25 millones por el Berliner Zeitung .

Presencia en el tabaco

Debido al uso de fertilizantes a base de apatitas , el tabaco contiene 210 Po. El humo inhalado o exhalado por los fumadores contiene una pequeña pero ya potencialmente peligrosa proporción de polonio, del orden de 5 a 10 µSv (micro Sv ) por cigarrillo.

Se estima que el uno por ciento de los cánceres de pulmón en los Estados Unidos es causado por el polonio 210 , debido al efecto de las bajas dosis de radiación acumulada por los fumadores. Sin embargo, esta estimación se basa en una extrapolación a dosis bajas, cuyo impacto real es muy poco conocido, del efecto de las dosis altas mediante modelos lineales sin umbral.

Tras el descubrimiento del polonio en el humo de los cigarrillos a principios de la década de 1960 , los principales fabricantes estadounidenses buscaron métodos que pudieran reducir las cantidades presentes, que iban en el caso de Philip Morris al desarrollo del primer laboratorio capaz de medir de forma fiable las dosis liberadas. A pesar de resultados internos favorables que indicaban que la presencia de polonio era de dos a tres veces menor que las estimaciones iniciales, la decisión fue tomada por los abogados de la empresa de no publicar esta información, percibiéndose el riesgo en términos de relaciones públicas y la demanda como muy superior a los beneficios de tal anuncio. Además, los diversos intentos de las empresas para reducir la presencia de polonio en las plantas resultaron insatisfactorios. Comunicar sobre este tema corría el riesgo, según estos funcionarios, de "despertar a un gigante dormido" al generar nueva polémica.

Notas y referencias

Notas

Se encontró que este elemento, una vez aislado, era 300 veces más radiactivo que la pecblenda.

Referencias

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CEA - Departamento de Ciencias de la Vida del Polonio.
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Le Monde del 16/03/2015 - Muerte de Arafat: los expertos franceses vuelven a desestimar la tesis del envenenamiento .
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Fuentes

[PDF] Bruno Chareyron, Nota CRIIRAD N o 06-92 / Polonium 210 / Estuche Litvi nenko , CRIIRAD , Valence,diciembre de 2006.

Ver también

enlaces externos

Registro de polonio 210 de CRIIRAD .
(en) “ Datos técnicos del polonio ” (consultado el 15 de agosto de 2016 ) , con los datos conocidos de cada isótopo en subpáginas.

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