Polonio-210

Polonio-210 (²¹⁰Po, Po-210, históricamente radio F) es un isótopo del polonio. Sufre desintegración alfa hasta 206Pb estable con una vida media de 138,376 días (aproximadamente 4+1⁄2 meses), la vida media más larga de todos los isótopos de polonio naturales (^{210–218Po). Identificado por primera vez en 1898, y que también marcó el descubrimiento del elemento polonio, el 210Po se genera en la cadena de desintegración del uranio-238 y el radio-226. 210Po es un contaminante importante en el medio ambiente y afecta principalmente a los mariscos y al tabaco. Su extrema toxicidad se atribuye a la intensa radiactividad, principalmente debida a las partículas alfa, que fácilmente causan daños por radiación, incluido cáncer en el tejido circundante. La actividad específica de 210
Po es 166 TBq/g, es decir,, 1,66 × 10 14 Bq/g. Al mismo tiempo, 210Po no es fácilmente detectado por los detectores de radiación comunes, porque sus rayos gamma tienen una energía muy baja. Por lo tanto, 210
Po puede considerarse como un emisor alfa casi puro.}

Historia

En 1898, Marie y Pierre Curie descubrieron una sustancia fuertemente radiactiva en la pechblenda y determinaron que se trataba de un elemento nuevo; fue uno de los primeros elementos radiactivos descubiertos. Una vez identificado como tal, nombraron al elemento polonio en honor al país natal de Marie, Polonia. Willy Marckwald descubrió una actividad radiactiva similar en 1902 y la llamó radiotelurio, y aproximadamente al mismo tiempo, Ernest Rutherford identificó la misma actividad en su análisis de la cadena de desintegración del uranio y la llamó radio F (originalmente radio E). En 1905, Rutherford concluyó que todas estas observaciones se debían a la misma sustancia, ²¹⁰Po. Otros descubrimientos y el concepto de isótopos, propuesto por primera vez en 1913 por Frederick Soddy, colocaron firmemente al ²¹⁰Po como el penúltimo paso en la serie del uranio.

En 1943, se estudió el ²¹⁰Po como posible iniciador de neutrones en armas nucleares, como parte del Proyecto Dayton. En las décadas siguientes, la preocupación por la seguridad de los trabajadores que manipulaban ²¹⁰Po llevó a estudios exhaustivos sobre sus efectos en la salud.

En la década de 1950, los científicos de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos en Mound Laboratories, Ohio, exploraron la posibilidad de utilizar ²¹⁰Po en generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) como fuente de calor para alimentar satélites. En 1958 se desarrolló una batería atómica de 2,5 vatios que utilizaba ²¹⁰Po. Sin embargo, se eligió el isótopo plutonio-238, ya que tiene una vida media más larga, de 87,7 años.

Polonio-210 se utilizó para matar a disidente ruso y ex oficial de FSB Alexander V. Litvinenko en 2006, y se sospechó como una posible causa de la muerte de Yasser Arafat, luego de la exhumación y análisis de su cadáver en 2012–22. 2013. El radioisótopo también puede haberse utilizado para matar a Yuri Shchekochikhin, Lecha Islamov y Roman Tsepov.

Propiedades de descomposición

210 po es un emisor alfa que tiene una vida media de 138.376 días; se descompone directamente al establo 206pb. La mayor parte del tiempo, 210 po deca en la emisión de una partícula alfa, no por la emisión de una partícula alfa y un rayo gamma; Aproximadamente una de cada 100,000 desata da como resultado la emisión de un rayo gamma.

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Esta baja tasa de producción de rayos gamma hace que sea más difícil encontrar e identificar este isótopo. En lugar de la espectroscopía de rayos gamma, la espectroscopía alfa es el mejor método para medir este isótopo.

Debido a su vida media mucho más corta, un miligramo de 210 po emite tantas partículas alfa por segundo como 5 gramos de 226RA. Unos pocos curios de 210 emiten un brillo azul causado por la excitación del aire circundante.

210 PO ocurre en mínimos cantidades en la naturaleza, donde es el penúltimo isótopo en la cadena de descomposición de la serie de uranio. Se genera a través de la descomposición beta de 210 pb y 210 bi.

El proceso S astrofísico termina mediante la decadencia de 210 po, ya que el flujo de neutrones es insuficiente para conducir a mayores capturas de neutrones en la corta vida de 210 PO PO. En su lugar, 210 Po Alpha se decela a 206 Pb, que luego captura más neutrones para convertirse en 210 po y repite el ciclo, consumiendo así los neutrones restantes. Esto da como resultado una acumulación de plomo y bismuto, y asegura que elementos más pesados como el torio y el uranio solo se producen en el proceso R mucho más rápido.

Production

deliberado

Aunque 210 PO ocurre en pequeñas cantidades en la naturaleza, no es lo suficientemente abundante (0.1 ppb) para que la extracción del mineral de uranio sea factible. En cambio, la mayoría de 210 PO se produce sintéticamente, a través del bombardeo de neutrones de 209BI en un reactor nuclear. Este proceso convierte 209 bi a 210 bi, que beta decae a 210 po con una vida media de cinco días. A través de este método, se producen aproximadamente 8 gramos (0.28 oz) de 210 PO en Rusia y se envían a los Estados Unidos cada mes para aplicaciones comerciales. Al irradiar ciertas sales de bismuto que contienen núcleos de elementos de luz, como el berilio, también se puede inducir una reacción en cascada (α, N) para producir 210 po en grandes cantidades.

subproducto

La producción de Polonio-210 es un inconveniente de los reactores enfriados con plomo eutéctico en lugar de plomo puro. Sin embargo, dadas las propiedades eutécticas de esta aleación, algunos diseños de reactores de generación IV propuestos aún dependen del plomo-bismuth.

aplicaciones

Un solo gramo de 210 PO genera 140 vatios de potencia. Debido a que emite muchas partículas alfa, que se detienen a una distancia muy corta en medios densos y liberan su energía, 210 PO se ha utilizado como una fuente de calor liviana para alimentar las células termoeléctricas en satélites artificiales; Por ejemplo, una fuente de calor 210 po también estaba en cada uno de los rovers de Lunokhod desplegados en la superficie de la luna, para mantener sus componentes internos calientes durante las noches lunares. Algunos cepillos antiestáticos, utilizados para neutralizar la electricidad estática en materiales como una película fotográfica, contienen algunas microcurias de 210 PO como fuente de partículas cargadas. 210 PO también se usó en iniciadores para bombas atómicas a través de la reacción (α, N) con berilio. Pequeñas fuentes de neutrones que dependen de la reacción (α, N) también generalmente usan polonio como una fuente conveniente de partículas alfa debido a sus emisiones gamma relativamente bajas (permitiendo un fácil blindaje) y una alta actividad específica.

peligros

210 po es extremadamente tóxico; IT y otros isótopos de polonio son algunas de las sustancias más radiotóxicas para los humanos. Con un micrograma de 210 PO que es más que suficiente para matar al adulto promedio, es 250,000 veces más tóxico que el cianuro de hidrógeno en peso. Un gramo de 210 po sería hipotéticamente suficiente para matar a 50 millones de personas y enfermar otros 50 millones. Esto es una consecuencia de su radiación alfa ionizante, ya que las partículas alfa son especialmente dañinas para los tejidos orgánicos dentro del cuerpo. Sin embargo, 210 PO no representa un peligro de radiación cuando se contiene fuera del cuerpo. Las partículas alfa que produce no pueden penetrar la capa externa de las células de la piel muerta.

La toxicidad de 210 po se deriva completamente de su radiactividad. No es químicamente tóxico en sí mismo, pero su solubilidad en la solución acuosa, así como la de sus sales, plantea un peligro porque su propagación por todo el cuerpo se facilita en solución. La ingesta de 210 po ocurre principalmente a través del aire, alimentos o agua contaminados, así como a través de heridas abiertas. Una vez dentro del cuerpo, 210 PO se concentra en tejidos blandos (especialmente en el sistema reticuloendotelial) y el torrente sanguíneo. Su vida media biológica es de aproximadamente 50 días.

En el medio ambiente, 210 PO puede acumularse en mariscos. Se ha detectado en varios organismos en el Mar Báltico, donde puede propagarse y, por lo tanto, contaminar, la cadena alimentaria. También se sabe que 210 PO contamina la vegetación, que se origina principalmente a partir de la descomposición del radón-222 atmosférico y la absorción del suelo.

En particular, 210 po se adhiere y se concentra en las hojas de tabaco. Las concentraciones elevadas de 210 po en el tabaco se documentaron ya en 1964, y los fumadores de cigarrillos estaban expuestos a dosis considerablemente mayores de radiación de 210 po y sus padres < Sup> 210 Pb. Los fumadores pesados pueden estar expuestos a la misma cantidad de radiación (las estimaciones varían de 100 µSV a 160 msV por año) ya que las personas en Polonia eran de Chernobyl Fallout que viajaban desde Ucrania. Como resultado, 210 PO es más peligroso cuando se inhalan del humo del cigarrillo.

Polonio-210 se ha utilizado en asesinatos silenciosos. Se encontraron cantidades significativas en el cuerpo de Alexander Litvinenko en el momento de su asesinato en Londres en 2006.