Polonium

Vismutti ← Polonium → Astatiini
Te
↑
Po
↓
Lv  
 
 


Yleistä
Nimi Polonium
Tunnus Po
Järjestysluku 84
Luokka Puolimetalli
Lohko p
Ryhmä 16, happiryhmä
Jakso 6
Tiheys(n. 20 °C) (alfa) 9,196
(beeta) 9,398 · 103 kg/m3
Kovuus- (Mohsin asteikko)
VäriHopeinen
Löytövuosi 1898
Atomiominaisuudet
Atomipaino (Ar)(209)
Atomisäde, mitattu (laskennallinen)190 (135) pm
Kovalenttisäde- pm
Van der Waalsin säde- pm
Orbitaalirakenne[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 32, 18, 6
Hapetusluvut+II, +IV
KiderakenneYksinkertainen kuutiollinen
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto Kiinteä
Sulamispiste527 K (254 °C)
Kiehumispiste1 235 K (962 °C)
Moolitilavuus(25 °C) 22,97 · 10−3 m3/mol
Höyrystymislämpö102,91 kJ/mol
Sulamislämpönoin 13 kJ/mol
Höyrynpaine10 000 Pa 1 003 K:ssa
Äänen nopeus- m/s - K:ssa
Muuta
Elektronegatiivisuus2,0 (Paulingin asteikko)
Ominaislämpökapasiteetti luotettavaa dataa ei saatavissa kJ/(kg K)
Sähkönjohtavuus(alfa-muoto) 2,5 · 106 S/m
Lämmönjohtavuus(300 K) (epävarma) 20 W/(m·K)
CAS-numero7440-08-6
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa

Polonium (lat. polonium) on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Po ja järjestysluku 84 sekä CAS-numero 7440-08-6. Se on radioaktiivinen puolimetalli, joka nimettiin löytäjänsä Marie Curien syntymämaan Puolan mukaan. Curie löysi poloniumin vuonna 1898 tutkiessaan Joachimsthalin uraniniitin radio­aktiivisuutta.[1]

Poloniumia löytyy luonnosta hyvin pienissä määrin uraanimalmeista. Sen eri isotooppeja kuuluu luonnon pitkäikäisistä radioisotoopeista (uraani-238, uraani-235 ja torium-232) alkaviin hajoamissarjoihin. Poloniumin yleisin isotooppi, polonium-210, on uraani-238:sta alkavan hajoamissarjan viimeinen radioaktiivinen jäsen. Sen puoliintumisaika on 138 päivää, ja se muuttuu hajotessaan (alfahajoaminen) pysyväksi Pb-206-lyijyisotoopiksi.[2] Curiet mittasivat poloniumin olevan 400 kertaa radioaktiivisempaa kuin uraani.[3]

Polonium on ainoa alkuaine, jolla on yksinkertainen kuutiollinen kiderakenne.[4]

Valmistus

Polonium-210:a valmistetaan pommittamalla vismutti-209:ää neutroneilla ydinreaktorissa. Sitä valmistetaan vain 100 grammaa vuosittain, pääasiassa Venäjällä.[5] [6]

Käyttö

Poloniumia voidaan käyttää neutronilähteenä sekoitettaessa sitä lejeeringiksi berylliumin kanssa, staattisen sähkön poistamisessa ja valokuvauksessa käytettävien filmien puhdistamiseen tarkoitetuissa pölyharjoissa.[1] Antistaattisten harjojen hallussapito edellyttää jätehuollon vuoksi turvallisuuslupaa, eikä niitä ole hyväksytty vapaaseen myyntiin.[7]

Vaarat

Poloniumin vaarallisuus johtuu sen erittäin suuresta radioaktiivisuudesta. Se on erittäin toksinen (myrkyllinen) ihmiselle ja muille nisäkkäille, mutta vain jos se joutuu kehon sisälle, jolloin polonium pääsee leviämään kaikkialle elimistöön ja sen lähettämä alfasäteily aiheuttaa kudoksien vahingoittumista. Koska alfasäteilyn pysäyttämiseen riittää jo muutaman solun paksuinen ihon kuollut pintakerros, on iholla oleva polonium varsin harmitonta. Jopa mikrogramman määrä polonium-210:tä nieltynä, hengitettynä tai absorboituna on erittäin vaarallinen.[8] Tämän takia poloniumin käsittelyyn tarvitaan erityislaitteita. Suurin sallittu kehon altistus poloniumille nautittuna on vain 1 100 becquereliä, mikä vastaa noin 7 miljoonasosagrammaa poloniumia (6,8 × 10-12 g eli 0,0068 μg).[9] (Vertailun vuoksi, yksi ruokasuolakide painaa noin 0,06 mg eli 60 μg.[1])

Akuutit vaikutukset

Poloniumin LD50-arvo akuutille säteilysairaudelle on yleensä noin 4,5 Sv.[10] Kehon sisälle joutuessaan 210Po on 0,51 µSv/Bq nieltynä ja 2,5 µSv/Bq hengitettynä.[11] Koska 210Po säteilee 166 TBq grammaa kohti[11] (1 gramma tuottaa 166×1012 hajoamista sekunnissa), kuoleman tuottavan 4,5 Sv:n annoksen voi saada nielemällä 8,8 MBq, noin 50 nanogrammaa, tai hengittämällä 1,8 MBq, noin 10 ng. Teoriassa 210Po-grammalla voisi myrkyttää 20 miljoonaa ihmistä, joista puolet kuolisi. 210Poloniumin varsinainen myrkyllisyys on näitä pienempi, koska radioaktiivinen altistus vähenee viikkojen kuluessa (puoliintumisaika kehossa on 30–50 päivää[12]). LD50-arvo 210Po:lle on 15 megabecquerelliä tai 0,089 mikrogrammaa, joka silti on erittäin pieni annos.[13][14]

4–6 Sv aiheuttamat säteilysairauden oireet
Akuutit oireet alkavat parin tunnin kuluessa altistuksesta ja kestävät pari päivää. Tämän jälkeen seuraa 7–10 päivän oireeton vaihe, jota seuraa ihokarvojen ja hiusten menetystä, väsymystä ja yleisluontoisia oireita. Valkosolujen määrä romahtaa, verenvuotoa suussa, ihon alla ja munuaisissa. 4,5 Sv annoksella 60 prosenttia potilaista kuolee ilman intensiivistä hoitoa kuukauden kuluessa. Kuolinsyitä ovat infektiot ja sisäinen verenvuoto.

Pitkäaikaiset (krooniset) vaikutukset

Säteilylle altistuminen lisää syöpään kuolemisen riskiä 5–10 % per Sv.[10] Pienelle määrälle poloniumia altistuu radonin hajoamistuotteena sisäilmassa; 214Po ja 218Po -isotooppien arvioidaan aiheuttavan Yhdysvalloissa suurimman osan [15] vuotuisista 15 000–22 000 keuhkosyöpäkuolemista, jotka pannaan radonin piikkiin.[16] Lannoitteilla kasvatetun tupakan savu sisältää myös poloniumia.[17]

Myrkytystapauksia

Irène Joliot-Curien on arveltu kuolleen poloniumin aiheuttamaan säteilysairauteen. Vuonna 1946 hän altistui poloniumille, kun sitä sisältänyt kapseli räjähti hänen laboratoriossaan. On mahdollista, että juuri tämä altistuminen sai hänet sairastumaan leukemiaan, johon hän kuoli 17. maaliskuuta 1956.[18][1]

Marraskuussa 2006 Aleksandr Litvinenko murhattiin myrkyttämällä polonium-210:lla.[19] Litvinenkon oireista pääteltiin hänen saaneen kehoonsa 2 GBq, joka vastaa 10:tä mikrogrammaa 210Po:a, joka on 200 kertaa enemmän kuin pienin kuolettava annos (50 nanogrammaa nieltynä).[20]

Jasser Arafatin (k. 2004) luista löydettiin 2013 poikkeuksellisia pitoisuuksia poloniumia, mikä tutkijoiden mukaan viittaa myrkytyskuolemaan. Jo aikaisemmin sitä löydettiin hänen vaatteistaan.[21]

Katso myös

Lähteet

  1. ↑ a b c Timo Paukku: Poloniumin säteily aiheutti leukemian Curien tyttäressä Helsingin Sanomat 13.12.2005. Arkistoitu 14.5.2006. Viitattu 13.12.2005.
  2. ↑ Luonnon radioaktiivisia aineita sisältävät mineraalit (pdf) Säteilyturvakeskus. Viitattu 13.7.2010.
  3. ↑ Polonium www.globalsecurity.com
  4. ↑ Polonium Is The Only Element With Simple Cubic Crystal Structure American Institute of Physics. Arkistoitu 17.12.2013. Viitattu 19.12.2012.
  5. ↑ Swiss study: Polonium found in Arafat’s bones Al Jazeera. Viitattu 7.11.2013.
  6. ↑ https://yle.fi/a/3-8617085 Viitattu 4.1.2024.
  7. ↑ Olavi Pukkila: Säteilevät kuluttajatuotteet (PDF) Säteilyn käyttö. Säteilyturvakeskus. Viitattu 14.12.2009. (suomeksi)
  8. ↑ Kello viiden tee venäläisittäin: Kannussa tappava polonium-sekoitus Yle.fi 22.1.2016
  9. ↑ Polonium (Arkistoitu – Internet Archive) Los Alamos National Laboratory
  10. ↑ a b Health Impacts from Acute Radiation Exposure (pdf) Pacific Northwest National Laboratory. Viitattu 5.5.2009.
  11. ↑ a b Nuclide Safety Data Sheet: Polonium–210 hpschapters.org. Viitattu 5.5.2009.
  12. ↑ Naimark, D.H.: Effective half-life of polonium in the human Technical Report MLM-272/XAB, Mound Lab., Miamisburg, OH. 4.1.1949.
  13. ↑ Polonium Poisoning nuclearweaponarchive.org. Viitattu 5.5.2009.
  14. ↑ Harrison, J. (2007). "Polonium-210 as a poison". J. Radiol. Prot. 27 (1): 17–40. doi:10.1088/0952-4746/27/1/001. PMID 17341802. Bibcode: 2007JRP....27...17H. “The conclusion is reached that 0.1–0.3 GBq or more absorbed to blood of an adult male is likely to be fatal within 1 month. This corresponds to ingestion of 1–3 GBq or more, assuming 10% absorption to blood” 
  15. ↑ (1988) Health Risks of Radon and Other Internally Deposited Alpha-Emitters: BEIR IV. National Academy Press, 5. ISBN 0-309-03789-1. [vanhentunut linkki]
  16. ↑ Health Effects Of Exposure To Indoor Radon 1999. Washington: National Academy Press. Arkistoitu .
  17. ↑ The Straight Dope: Does smoking organically grown tobacco lower the chance of lung cancer? straightdope.com. Viitattu 5.5.2009.
  18. ↑ Innocent chemical a killer The Daily Telegraph (of Australia). 4.12.2006. (englanniksi)
  19. ↑ Brittihallitus: Entinen KGB-agentti kuoli myrkkyyn Helsingin Sanomat. 24.11.2006. Viitattu 13.7.2010.
  20. ↑ Pollonium 3rd1000.com. Viitattu 3.8.2008.
  21. ↑ Al-Jazeera: Arafatin luista löytyi suuri määrä poloniumia Al Jazeera/Yle.fi. Viitattu 7.11.2013.

Aiheesta muualla

Commons
Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Polonium.