폴로늄 (Po)은 매우 드물고 휘발성이 높은 방사성 금속입니다. 1898 년 폴란드 물리학 자 마리 큐리 (Mari Curie)가 폴로늄을 발견하기 전에 우라늄과 토륨이 유일하게 알려진 방사성 원소였다. Curie는 고향 폴란드의 이름을 따서 폴로늄을 명명했습니다.
폴로늄은 일부 위협적인 응용 프로그램을 제외하고는 인간에게 거의 쓸모가 없습니다. 첫 번째 원자 폭탄의 방아쇠로 사용되었으며 두 번의 사망으로 인해 독이 의심됩니다.
상용 응용 분야에서 폴로늄은 때때로 사진 필름에서 기계류 또는 먼지의 정전기를 제거하는 데 사용됩니다. 우주 위성의 열전 전력을위한 경량 열원으로 사용할 수도 있습니다.
분류
폴로늄은 주기율표에서 그룹 16과 기간 6에 있습니다. Royal Society of Chemistry에 따르면 폴로늄의 전기 전도도가 온도가 상승함에 따라 감소하기 때문에 금속으로 분류됩니다.
이 원소는 칼 코겐의 가장 무거운 금속으로, "산소 계열"이라고도 알려진 원소 그룹입니다. 모든 칼 코겐은 구리 광석에서 발견됩니다. 칼 코겐 그룹의 다른 원소는 산소, 황, 셀레늄 및 텔 루륨을 포함합니다.
폴로늄에는 33 개의 알려진 동위 원소 (중립자가 다른 동일한 원소의 원자)가 있으며 모두 방사성입니다. 이 원소의 방사성 불안정성은 원자 폭탄에 사용하기에 적합한 후보입니다.
물리적 특성
- 원자 수 (핵의 양성자 수) : 84
- 원자 기호 (요소 주기율표) : Po
- 원자량 (원자의 평균 질량) : 209
- 밀도 : 입방 센티미터 당 9.32g
- 실온에서의 상 : 고체
- 녹는 점 : 화씨 489.2도 (섭씨 254도)
- 끓는점 : 962 ° C (1,763.6 ° F)
- 가장 일반적인 동위 원소 : 반감기가 138 일인 Po-210
발견
큐리와 그녀의 남편 인 피에르 큐리 (Pierre Curie)는 폴로늄을 발견했을 때, 피치블렌드라고 불리는 자연적으로 발생하는 우라늄이 풍부한 광석에서 방사능의 근원을 찾고있었습니다.
두 사람은 정제되지 않은 피치블렌드가 분리 된 우라늄보다 방사능이 더 강한 것으로 나타났습니다. 따라서 그들은 피치블렌드가 적어도 하나의 다른 방사성 요소를 가지고 있어야한다고 추론했다.
Curies는 미네랄에서 화합물을 화학적으로 분리 할 수 있도록 많은 양의 피치블렌드를 구입했습니다. IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)에 따르면, 수개월의 노력 끝에 최종적으로 방사성 원소 (우라늄보다 400 배 더 많은 방사성 물질)를 분리했습니다.
폴로늄을 추출하는 것은 아주 적은 양이 있었기 때문에 도전적이었습니다. 1 톤의 우라늄 광석은 약 100 마이크로 그램 (0.0001 그램)의 폴로늄 만 함유합니다.
그럼에도 불구하고, 왕립 화학 협회에 따르면, Curies는 현재 폴로늄 -209로 알려진 동위 원소를 뽑을 수있었습니다.
출처
토양과 공기에서 미량의 Po-210이 발견 될 수 있습니다. 예를 들어, Po-210은 라돈 -222 가스의 붕괴 동안 생성되며, 이는 라듐 붕괴의 결과이다. 차례로 라듐은 우라늄의 붕괴 산물로, 거의 모든 암석과 암석으로 형성된 토양에 존재합니다.
이끼는 대기에서 직접 폴로늄을 흡수 할 수 있습니다. Smithsonian.com에 따르면, 순록을 먹는 사람들은 순록이 이끼를 먹기 때문에 순록을 먹는 사람들은 혈액에 더 높은 농도의 폴로늄을 가질 수 있습니다.
폴로늄은 드문 자연 성분으로 간주됩니다. 제퍼슨 연구소 (Jefferson Lab)에 따르면 우라늄 광석에서 발견되지만 1 톤 (0.9 톤)의 우라늄 광석에 약 100 마이크로 그램의 폴로늄이 있기 때문에 추출하는 것이 경제적이지 않다.
대신에, 원자로에서 중성자로 비스무트 -209 (안정성 동위 원소)를 충격으로 폴로늄을 얻는다. 이것은 로얄 화학 협회에 따르면 방사성 비스무트 -210을 생성하고 베타 붕괴라는 과정을 통해 폴로늄으로 붕괴된다.
미국 핵 규제위원회는 매년 전 세계적으로 약 100 그램 (3.5 온스)의 폴로늄 -210이 생산되는 것으로 추정합니다.
상업적 용도
폴로늄은 방사능이 높기 때문에 상업적 용도가 거의 없습니다. 소자의 제한된 용도 중에는 기계류의 정전기 제거 및 사진 필름의 먼지 제거가 있습니다. 두 응용 분야에서, 폴로늄은 사용자를 보호하기 위해 조심스럽게 밀봉되어야합니다.
이 요소는 위성 및 기타 우주선의 열전 전력을위한 경량 열원으로도 사용됩니다. 폴로늄은 빠르게 붕괴되기 때문에 열 형태로 많은 양의 에너지를 방출하기 때문입니다. 영국 왕립 화학 협회 (Royal Society of Chemistry)에 따르면, 1 그램의 폴로늄 만이 분해 될 때 500 ℃ (932 ℉)의 온도에 도달 할 것이라고한다.
원자 폭탄
제 2 차 세계 대전 중 육군 공병대는 세계 최초의 핵무기를 생산하는 일급 비밀 연구 개발 프로그램 인 맨해튼 엔지니어 지구를 조직하기 시작했습니다.
1940 년대 이전에는 폴로늄을 순수한 형태로 분리하거나 실질적인 양으로 생산할 이유가 없었습니다. 왜냐하면 알려진 용도가 없었고 그것에 대해 알려진 것이 거의 없기 때문입니다. 그러나이 지역의 엔지니어들은 폴로늄을 연구하기 시작했으며 핵무기의 중요한 성분 인 요소를 발견했습니다.
원자 유산 재단 (Atomic Heritage Foundation)에 따르면, 또 다른 희귀 원소 인 폴로늄과 베릴륨의 조합이 폭탄의 개시제 역할을했다.
전쟁 후 폴로늄 연구 프로젝트는 오하이오 주 마이애미 버그의 마운드 연구소로 이전되었습니다. 1949 년에 완공 된 Mound Lab은 핵무기 개발을위한 최초의 영구 원자력위원회 시설이었습니다.
중독
폴로늄은 매우 소량이라도 인간에게 유독합니다.
폴로늄 중독으로 사망 한 첫 번째 사람은 Marie Curie의 딸 Irène Joliot-Curie 일 수 있습니다. Smith946ian.com에 따르면 1946 년에 폴로늄 캡슐이 실험실 벤치에서 폭발하여 백혈병을 앓고 10 년 후 사망했을 수 있습니다.
폴로늄 중독은 또한 정치적 망명을 주장한 후 2006 년 런던에 살았던 전 러시아 스파이 알렉산더 리트비넨코를 죽였다.
월스트리트 저널에 따르면 2004 년 팔레스타인 지도자 야세르 아라파트 (Yasser Arafat)가 사망 한 것으로 의심된다.
Nicotine & Tobacco Research 저널에 발표 된 2011 년 연구에 따르면 담배 회사는 담배 및 기타 담배 함유 제품에 낮은 수준의 폴로늄이 포함되어 있음을 알고 있습니다. 이 연구의 저자는 담배에서 폴로늄의 방사능이 25 년 동안 1,000 명의 흡연자마다 최대 138 명의 사망에 책임이 있다고 계산했다.
또 다른 연구에 따르면 미국 국립 건강 독성 연구소 (National Institute of Health 's Toxicology Data Network)에 따르면 비 흡연자보다 흡연자의 갈비뼈에서 두 배의 폴로늄이 발견되는 것으로 나타났습니다.
더 읽을 거리 :
