El polonio 210 , denominado 210 Po , es el isótopo del polonio cuyo número de masa es igual a 210. Este es el más abundante de los treinta y tres isótopos del polonio. Su vida media es de 138,376 días. Fue descubierto en 1898 por Marie Curie . Este radionúclido natural solo está presente en el aire y el agua en cantidades mínimas, pero es omnipresente en el medio terrestre, donde puede ser concentrado por determinadas redes alimentarias . Generalmente se encuentra junto con sus dos precursores directos ( radón 222 , plomo 210 ).
Es un elemento muy peligroso debido a su extrema radiotoxicidad . De hecho, es muy volátil y los organismos vivos lo asimilan rápidamente debido a su química cercana a la del telurio y el bismuto . Es cancerígeno . Es él quien explica en parte al menos el cáncer de pulmón del fumador y el del minero expuesto a residuos de uranio. Se puede encontrar en determinadas aguas potables.
Es un radioelemento muy volátil: una muestra pura pierde el 50% de su masa en 45 horas cuando solo se calienta a 55 ° C (su punto de fusión es de 254 ° C ), quizás por desintegración a escala atómica inducida por su muy fuerte α actividad , que también tiene el efecto de mantenerla a alta temperatura.
Su núcleo atómico tiene 84 protones y 126 neutrones con un spin 0+ para una masa atómica de 209,982 873 7 g / mol . Se caracteriza por una falla a tierra 15.968.230 ± 2909 eV / c 2 y una energía de enlace nuclear de 1.645.228.334 ± 2922 eV .
Se puede obtener por transmutación , bombardeando bismuto 209 con neutrones , lo que genera bismuto 210 , que se convierte en polonio 210 con una vida media de 5.012 días.
Está presente en cantidades mínimas en todos los compartimentos del medio ambiente natural ( agua , aire , suelo , ecosistemas ), de donde proviene la descomposición del radón-222 .
Junto con 210 Pb , está geográficamente bastante distribuido en el medio terrestre como parte de la cadena de desintegración de 238 U (muy presente en el manto y profundo en la corteza terrestre).
Como su precursor es un gas radiactivo (radón 222), el polonio 210 se forma en gran medida en suspensión en el aire (concentración atmosférica media: en el aire del orden de 50 Bq / m 3. Una segunda fuente de emisiones, y es importante - es vulcanismo .
Los modelos biocinéticos aún están en construcción, pero se sabe que las plantas se contaminan con radionúclidos radiactivos tanto a través de la absorción de las raíces a través del agua del suelo como a través de elementos solubilizados por ácidos orgánicos producidos por sus raíces, así como a través de su red de micorrizas . También se contaminan a través de sus partes aéreas (principalmente hojas) de depósitos (secos y / o húmedos) de lluvia radiactiva.
En las hojas frescas de las plantas terrestres, el nivel de 210 Po es particularmente alto (en comparación con el resto de la planta) debido a estos depósitos directos de los productos de descomposición radiactiva del radón ( 222 Rn).
Esta contaminación es mayor en contextos de granito y uranio (en presencia de desechos industriales y mineros ricos en uranio).
Se sabe que el tabaco absorbe cantidades particularmente elevadas (radioactividad equivalente en promedio a 13 ± 2 Bq / kg ) y, por razones que no se comprenden completamente, la tasa parece casi constante en el tiempo y los orígenes geográficos (un fenómeno bastante similar se observa en 210 Pb, a menudo asociado con 210 Pb ).
Las plantas de la capa mucinal ( briofitas (musgos) y líquenes que crecen en contacto directo con el suelo o en las rocas, así como en las turberas ) pueden capturar eficazmente 210 Po y 210 Pb de la lluvia atmosférica de '' por un lado y de emanaciones del suelo o del suelo y escorrentías o aguas superficiales por otro lado.
Los líquenes y musgos epífitos están expuestos principalmente a depósitos aéreos.
En la tundra y la taiga , el reno y el caribú son dos especies que, como alimento, pastan grandes cantidades de líquenes y algunas briofitas . Sigue su pulpa en una concentración de actividad de 210 Po y 210 Pb equivalentes a 1 a 15 Bq / kg .
Debido a que estos animales producen leche, diversos subproductos y carne consumida por los humanos (principalmente en la zona periártica, pero se han introducido renos en partes del hemisferio sur; hay una población significativa en las islas Kerguelen ). La chaine alimentaire lichen → renne ou caribou → être humain a fait l'objet d'études et a même été considérée comme un modèle pour étudier l'absorption et la rétention de 210 Po (et du 210 Pb) et les risques associés chez l 'hombre.
En ambientes submarinos ( agua dulce y ambiente marino , los animales ( especialmente los que se alimentan por filtración ) bioconcentran el 210 Po y 210 Pb, lo que explica que los mariscos contienen dosis más altas (y por lo tanto una radiactividad significativa) a las que
están expuestos las algas o los alimentos vegetarianos terrestres una dosis radiactiva eficaz que “podría ser de 5 a 15 veces mayor” que si consumieran solo productos vegetales.
La exposición humana tiene fuentes distintas a los alimentos ( inhalación de aire contaminado con polonio o radón, fumar e inhalación de humo o cenizas de madera en particular), pero ciertas fuentes de alimentos están más preocupadas; muchos alimentos vegetales contienen dosis bajas de 210 Po y 210 Pb, pero que pueden concentrarse a través de la cadena alimentaria en herbívoros y luego carnívoros o carroñeros : según los datos disponibles a principios de la década de 2010 , además de los mariscos (ver arriba), un consumidor habitual de carne de reno o caribú ( venado de caza o carne de cría extensiva, es decir, animales que han vivido en su entorno natural y se han alimentado de alimentos industriales) está expuesto a una dosis anual efectiva de radiactividad debida a 210 Po y 210 Pb de aproximadamente 260 μSv para consumo de reno y 132 μSv para consumo de caribú.
Esto da como resultado una ingesta nutricional diaria promedio (calculada para la población mundial adulta) que sería de aproximadamente 160 mBq y 110 mBq respectivamente. Esto corresponde a dosis anuales efectivas de 70 μSv para 210 Po y 28 μSv para 210 Pb, que a menudo se asocia con él; mientras que la ingesta de alimentos estrictamente vegetarianos es de solo 70 mBq / día para 210 Po y 40 mBq / día para 210 Pb (es decir, dosis anuales efectivas de 30,6 μSv y 10 μSv , respectivamente).
Un gramo de polonio 210 tiene una radiactividad alta: 166,4 T Bq (= 1,66 × 10 14 Bq por gramo de 210 Po).
Da el plomo 206 por desintegración α con una energía de desintegración de 5.304.330 eV , una potencia específica de 141,3 kW / kg y una vida media de 138.376 días.Se deposita de forma inmediata y muy local en la materia (tras unos pocos micrones de trayectoria) y 0,001 % de radiación gamma de energía a 0,80 MeV .
.Por lo tanto, es un emisor particularmente poderoso de radiación α : un miligramo de polonio 210 emite tantas partículas α como 4,5 gramos de radio 226 .
El polonio-210 se descompone emitiendo solo partículas α a 5.304.330 eV , excepto estadísticamente, en un caso de alrededor de cien mil, donde libera una partícula α a 4.516.530 eV seguida de un fotón γ de 803, 1 keV resultante de la desexcitación del 206 Núcleo de Pb producido transitoriamente en un estado metaestable.
La baja energía de esta radiación γ , así como su muy baja cantidad, dificulta la detección del polonio 210 por espectroscopia γ ; la espectroscopía α sigue siendo la forma más segura de caracterizar el 210 Po. Sin embargo, la presencia de esta radiación puede ser invaluable si es imposible probar el contacto directo (por ejemplo, presencia de polonio solo dentro de otro material que no queremos destruir).
Las partículas α son absorbidas rápidamente por el material que rodea la fuente que emite, su energía se convierte en calor, que en el pasado utiliza el polonio-210 como fuente de energía en generadores de calor y radioisótopos de generadores eléctricos de sondas espaciales y exploración planetaria. robots como el Lunokhod Soviets, donde sirvió para mantenerlos a temperatura suficiente los instrumentos durante la noche lunar. Sin embargo, la relativa brevedad de su desintegración lo hace especialmente adecuado para aplicaciones que requieren una gran cantidad de energía para ser liberada en poco tiempo, de modo que un radioisótopo con una vida media más larga como el plutonio 238 (casi 88 años) responde mucho mejor. necesidades de una misión espacial a planetas distantes.
Además del campo espacial, el polonio 210 también se utiliza en aplicaciones antiestáticas , como ciertos cepillos industriales para materiales sensibles a la electricidad estática (el polonio 210 ioniza el aire, lo que suprime la electricidad estática ).
Combinado con berilio , también se puede utilizar como fuente de neutrones ( sin embargo, generalmente se prefieren las fuentes β porque son mucho menos peligrosas).
La radiotoxicidad del polonio 210 es de 0,51 µSv / Bq cuando se ingiere y de 2,5 µSv / Bq cuando se inhala.
Cinco microgramos son suficientes para matar a un ser humano adulto (es casi un millón de veces más tóxico que el cianuro de sodio o potasio).
Se ha estudiado desde los años 1950-1960 en humanos y animales de laboratorio : aproximadamente el 50% del polonio 210 absorbido a dosis no letales se elimina en la orina con una vida media biológica de aproximadamente 50 días (retraso necesario para eliminar la mitad del polonio incorporado del cuerpo). La otra mitad circula en la sangre y se fijará (a través de determinadas proteínas denominadas metalotioneína , en particular) a nivel del hígado , el bazo , los riñones y la médula ósea donde puede seguir dañando (en particular, en el médula ósea, destruirá las células madre que producen los glóbulos ( glóbulos rojos , glóbulos blancos y plaquetas de la sangre ) causando anemia y pérdida severa del sistema inmunológico de la persona.
No hay síntomas específicos para la intoxicación crónica por dosis muy bajas, pero los síntomas de la intoxicación aguda son los del síndrome de radiación aguda ( náuseas , vómitos , caída del cabello e inmunosupresión ).
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