Мария Склодовская-Кюри

Из полония, вернее, из его изотопа полоний-210 выполнялся взрыватель (или инициатор реакции) для атомной бомбы. Период полураспада изотопа 138 дней, излучаются только альфа-частицы, доля гамма-квантов ничтожна. Когда распад произошел, остается стабильный свинец-206.

Если обернуть полоний оболочкой из вещества, в котором альфа-частицы вызывают превращение с эмиссией нейтронов (такие существуют), появится мощный нейтронный источник, который и способен инициировать ядерную реакцию.

Однако такой взрыватель достаточно быстро портится. Поэтому после первых атомных бомб, когда американцы смогли продемонстрировать чудовищную эффективность этого оружия массового поражения, начались поиски других взрывателей. Сейчас полоний в этом качестве не используют.

Где еще применяют полоний-210

Главное использование полония в настоящее время — ионизация воздуха альфа-частицами. Одно время это свойство использовалось для облегчения зажигания топлива в двигателях внутреннего сгорания: полоний добавлялся в сплав, из которого изготавливались электроды свечи зажигания.

Также контейнер с микроскопическими количествами полония применяют для устранения заряда с самых разных поверхностей — от частиц порошков до автомобилей перед покраской. Для этого организован выпуск ионизаторов со сменными полониевыми картриджами, которые сохраняют активность в течение года. Иногда ионизатор прикрепляют к кисточке для сметания пыли. Для безопасности слой полония окружен слоями меди, серебра и никеля — эти слои удерживают частички радиоактивного металла, однако альфа-частицы легко проходят сквозь слои и, соединяясь с электронами на обрабатываемой поверхности, снимают с нее заряд, затем, превращаясь в атомы гелия-4, улетают прочь.

В чем опасность полония

Главная опасность связана с высоким удельным энерговыделением полония: из-за такого энерговыделения монолитный полоний может сам по себе расплавиться и начать испаряться. Нестабилен даже твердый полоний: слиток полония всегда окружен облачком ядовитого аэрозоля. Если его случайно вдохнуть, организм получит высокую дозу облучения. Альфа-частицы обладают малой проникающей способностью, но большой разрушающей силой, поэтому вокруг каждой частички полония, попавшей в организм, возникает зона серьезных поражений. Существуют немногочисленные данные о поражающей способности полония: он поражает костный мозг, вызывая проблемы с кроветворением, и разрушает слизистую оболочку кишечника (если попадает туда вместе с пищей).

Сколько природного полония получает человек

Полоний-210 всегда присутствует в окружающей среде — это один из продуктов распада урана-238. В фосфорных удобрениях повышенное содержание урана и его продуктов, таким образом, и культурные растения обогащены ураном и полонием. Больше всего полония в дыме сигарет, что существенно повышает риск рака гортани и легких у курильщиков.

Радий

Радий — самое радиоактивное долгоживущее вещество на свете: уровень облучения от 1 г радия примерно такой же, как от 1 т урана. Если держать образец радия в герметично закрытой ампуле, со временем его радиоактивность многократно возрастает. Позднее Эрнест Резерфорд объяснил причину этого явления: при распаде радий порождает цепочку короткоживущих изотопов различных элементов. Вот пример распада радия-226, самого долгоживущего изотопа радия с периодом полураспада 1600 лет: радон-222 — 3,8 дней, полоний-218 — 3,1 месяца, свинец-214 — 26,8 месяца, висмут-214 — 19,9 месяца, полоний-214 — 164 микросекунды, свинец-210 — 22,3 года, висмут-210 — 5 дней, полоний-210 — 138 дней; в результате радий превращается в стабильный свинец-206. Как видно, первым в цепочке стоит газ радон; если он не улетучится, то в сосуде количество радиоактивных веществ возрастет многократно. В конечном счете радий излучает и гамма-лучи, и альфа-частицы, и бета-электроны — и все благодаря продуктам распада.

Откуда берется радий

Он образуется при распаде урана и тория: уран-238 дает долгоживущий радий-226, уран-235 — радий-223 с периодом полураспада 11,4 суток, торий-232 — радий-228 с периодом полураспада 5,75 лет, торий-228 — радий-224 с периодом полураспада 3,7 суток. Поэтому в природе радий встречается в тех же минералах, которые содержат уран и торий.

Искусственные изотопы изготавливают с помощью ускорителей: бомбардируя протонами с энергией 800 МэВ мишень из природного тория, получают актиний-225 и радий-223. Радий-223 образуется и в результате распада актиния-227, который работает в актиний-бериллиевых генераторах нейтронов. Из такого генератора радий можно извлечь, а очищенный актиний снова использовать. О том, где находит применение радий-223, будет сказано ниже.

Что такое радиевый эквивалент