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Polonio,  84 Po
Polonio.jpg
Polonio
Pronunciación/ P ə l oʊ n i ə m / ( pə- LOH -nee-əm )
Alótroposα, β
Aparienciaplateado
Número de masa[209]
Polonio en la tabla periódica
HidrógenoHelio
LitioBerilioBoroCarbónNitrógenoOxígenoFlúorNeón
SodioMagnesioAluminioSilicioFósforoAzufreCloroArgón
PotasioCalcioEscandioTitanioVanadioCromoManganesoHierroCobaltoNíquelCobreZincGalioGermanioArsénicoSelenioBromoCriptón
RubidioEstroncioItrioCirconioNiobioMolibdenoTecnecioRutenioRodioPaladioPlataCadmioIndioEstañoAntimonioTelurioYodoXenón
CesioBarioLantanoCerioPraseodimioNeodimioPrometeoSamarioEuropioGadolinioTerbioDisprosioHolmioErbioTulioIterbioLutecioHafnioTantalioTungstenoRenioOsmioIridioPlatinoOroMercurio (elemento)TalioDirigirBismutoPolonioAstatineRadón
FrancioRadioActinioTorioProtactinioUranioNeptunioPlutonioAmericioCurioBerkelioCalifornioEinstenioFermioMendelevioNobelioLawrencioRutherfordioDubniumSeaborgioBohriumHassiumMeitnerioDarmstadtiumRoentgenioCopérnicoNihoniumFlerovioMoscoviumLivermoriumTennessineOganesson
Te
↑
Po
↓
Lv
bismuto ← polonio → astato
Número atómico ( Z )84
Grupogrupo 16 (calcógenos)
Períodoperíodo 6
Cuadra  bloque p
Configuración electronica[ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 4
Electrones por capa2, 8, 18, 32, 18, 6
Propiedades físicas
Fase en  STPsólido
Punto de fusion527  K (254 ° C, 489 ° F)
Punto de ebullición1235 K (962 ° C, 1764 ° F)
Densidad (cerca de  rt )alfa: 9,196 g / cm 3
beta: 9,398 g / cm 3
Calor de fusiónCalifornia. 13  kJ / mol
Calor de vaporización102,91 kJ / mol
Capacidad calorífica molar26,4 J / (mol · K)
Presión de vapor
P  (Pa)1101001 k10 k100 k
en  T  (K)(846)10031236
Propiedades atómicas
Estados de oxidación−2 , +2 , +4 , +5, [1] +6 (un óxido anfótero )
ElectronegatividadEscala de Pauling: 2.0
Energías de ionización
  • 1 °: 812,1 kJ / mol
Radio atómicoempírico: 168  pm
Radio covalente140 ± 4 pm
Radio de Van der Waals197 pm
Líneas espectrales de polonio
Otras propiedades
Ocurrencia naturalde la descomposición
Estructura cristalinacúbico

α-Po
Estructura cristalinaromboédrica

β-Po
Expansión térmica23,5 µm / (m · K) (a 25 ° C)
Conductividad térmica20 W / (m · K) (?)
Resistividad electricaα: 0,40 µΩ · m (a 0 ° C)
Orden magnéticono magnético
Número CAS7440-08-6
Historia
Nombrardespués de Polonia , latín para Polonia , patria de Marie Curie
DescubrimientoPierre y Marie Curie (1898)
Primer aislamientoWilly Marckwald (1902)
Isótopos principales del polonio
IsótopoAbundanciaVida media ( t 1/2 )Modo de decaimientoProducto
208 Posyn2.898 añosα204 Pb
β +208 Bi
209 Posyn125,2 años [2]α205 Pb
β +209 Bi
210 Porastro138,376 dα206 Pb
Categoría Categoría: Polonio
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El polonio es un elemento químico con el símbolo Po y número atómico 84. Un metal raro y altamente radiactivo sin isótopos estables , el polonio es químicamente similar al selenio y al telurio , aunque su carácter metálico se asemeja al de sus vecinos horizontales en la tabla periódica : talio , plomo y bismuto . Debido a la corta vida media de todos sus isótopos, su ocurrencia natural se limita a pequeños rastros del fugaz polonio-210.(con una vida media de 138 días) en minerales de uranio , ya que es la penúltima hija del uranio-238 natural . Aunque existen isótopos de vida ligeramente más larga, son mucho más difíciles de producir. Hoy en día, el polonio se produce generalmente en cantidades de miligramos mediante la irradiación de neutrones de bismuto . Debido a su intensa radiactividad, que da como resultado la radiólisis de enlaces químicos y el autocalentamiento radiactivo, su química se ha investigado principalmente en la escala de trazas únicamente.

El polonio fue descubierto en 1898 por Marie y Pierre Curie , cuando fue extraído del mineral de uranio pitchblenda e identificado únicamente por su fuerte radiactividad: fue el primer elemento en ser descubierto. Polonio lleva el nombre de la tierra natal de Marie Curie, Polonia . El polonio tiene pocas aplicaciones, y estas están relacionadas con su radiactividad: calentadores en sondas espaciales , dispositivos antiestáticos , fuentes de neutrones y partículas alfa y veneno . Es extremadamente peligroso para los humanos.

Características [ editar ]

210 Po es un emisor alfa que tiene una vida media de 138,4 días; decae directamente a su isótopo hijo estable , 206 Pb . Un miligramo (5  curies ) de 210 Po emite aproximadamente tantas partículas alfa por segundo como 5 gramos de 226 Ra . [3] Unos pocos curies (1 curie equivale a 37  gigabecquerels , 1 Ci = 37 GBq) de 210 Po emiten un resplandor azul causado por la ionización del aire circundante.

Aproximadamente una de cada 100.000 emisiones alfa provoca una excitación en el núcleo que luego da como resultado la emisión de un rayo gamma con una energía máxima de 803 keV. [4] [5]

Forma de estado sólido [ editar ]

La forma alfa del polonio sólido.

El polonio es un elemento radiactivo que existe en dos alótropos metálicos . La forma alfa es el único ejemplo conocido de una estructura cristalina cúbica simple en una base de un solo átomo en STP , con una longitud de borde de 335,2 picómetros ; la forma beta es romboédrica . [6] [7] [8] La estructura del polonio se ha caracterizado por difracción de rayos X [9] [10] y difracción de electrones . [11]

210 Po (en común con 238 Pu [ cita requerida ] ) tiene la capacidad de ser transportado por el aire con facilidad : si una muestra se calienta en el aire a 55 ° C (131 ° F), el 50% se vaporiza en 45 horas para formar moléculas diatómicas de Po 2 , aunque el punto de fusión del polonio es de 254 ° C (489 ° F) y su punto de ebullición es de 962 ° C (1764 ° F). [12] [13] [1] Existe más de una hipótesis sobre cómo el polonio hace esto; una sugerencia es que los pequeños grupos de átomos de polonio se separan por la desintegración alfa.

Química [ editar ]

La química del polonio es similar a la del telurio , aunque también muestra algunas similitudes con su vecino bismuto debido a su carácter metálico. El polonio se disuelve fácilmente en ácidos diluidos pero solo es ligeramente soluble en álcalis . Las soluciones de polonio son coloreadas primero en rosa por los iones Po 2+ , pero luego rápidamente se vuelven amarillas porque la radiación alfa del polonio ioniza el solvente y convierte Po 2+ en Po 4+ . Como el polonio también emite partículas alfa después de la desintegración, este proceso se acompaña de burbujeo y emisión de calor y luz por la cristalería.debido a las partículas alfa absorbidas; como resultado, las soluciones de polonio son volátiles y se evaporarán en unos días a menos que se sellen. [14] [15] A un pH de aproximadamente 1, los iones de polonio se hidrolizan fácilmente y forman complejos con ácidos como el ácido oxálico , el ácido cítrico y el ácido tartárico . [dieciséis]

Compuestos [ editar ]

El polonio no tiene compuestos comunes y casi todos sus compuestos se crean sintéticamente; se conocen más de 50 de ellos. [17] La clase más estable de compuestos de polonio son los polonidos , que se preparan por reacción directa de dos elementos. Na 2 Po tiene la estructura antifluorita , los polónidos de Ca , Ba , Hg , Pb y los lantánidos forman una red de NaCl, BePo y CdPo tienen la wurtzita y MgPo el arseniuro de níquelestructura. La mayoría de las polonidas se descomponen al calentarlas a aproximadamente 600 ° C, excepto el HgPo que se descompone a ~ 300 ° C y las polonidas lantánidas, que no se descomponen sino que se funden a temperaturas superiores a 1000 ° C. Por ejemplo, PrPo se funde a 1250 ° C y TmPo a 2200 ° C. [18] El PbPo es uno de los pocos compuestos de polonio de origen natural, ya que el polonio alfa se desintegra para formar plomo . [19]

Hidruro de polonio ( PoH
2) es un líquido volátil a temperatura ambiente propenso a disociarse; es térmicamente inestable. [18] El agua es el único otro calcogenuro de hidrógeno conocido que es líquido a temperatura ambiente; sin embargo, esto se debe al enlace de hidrógeno. Los tres óxidos, PoO , PoO 2 y PoO 3 , son productos de oxidación del polonio. [20]

Se conocen haluros de estructura PoX 2 , PoX 4 y PoF 6 . Son solubles en los correspondientes haluros de hidrógeno, es decir, PoCl X en HCl, PoBr X en HBr y PoI 4 en HI. [21] Los dihaluros de polonio se forman por reacción directa de los elementos o por reducción de PoCl 4 con SO 2 y de PoBr 4 con H 2 S a temperatura ambiente. Los tetrahaluros se pueden obtener haciendo reaccionar dióxido de polonio con HCl, HBr o HI. [22]

Otros compuestos de polonio incluyen polonito de potasio como polonito , polonato , acetato , bromato , carbonato , citrato , cromato , cianuro, formiato , hidróxidos (II) y (IV) , nitrato , selenato , selenito , monosulfuro, sulfato , disulfato y sulfito . [21] [23]

Se conoce una química de organopolonio limitada , principalmente restringida a polónidos de dialquilo y diarilo (R 2 Po), haluros de triarilpolonio (Ar 3 PoX) y dihaluros de diarilpolonio (Ar 2 PoX 2 ). [24] [25] El polonio también forma compuestos solubles con algunos agentes quelantes , como el 2,3-butanodiol y la tiourea . [24]

Compuestos de polonio [22] [26]
FórmulaColorpf (° C)
Temp. De sublimación (° C)		SimetríaSímbolo de PearsonGrupo espacialNoa (pm)b (pm)c (pm)Zρ (g / cm 3 )árbitro
PoOnegro
PoO 2de color amarillo pálido500 (dic.)885fcccF12Fm 3 m225563,7563,7563,748,94[27]
PoH 2-35,5
PoCl 2rojo rubí oscuro355130ortorrómbicooP3Mmm4736743545016,47[28]
PoBr 2púrpura-marrón270 (dic.)[29]
PoCl 4amarillo300200monoclínico[28]
PoBr 4rojo330 (dic.)fcccF100Fm 3 m2255605605604[29]
Punto de interés 4negro[30]

Isótopos [ editar ]

Artículo principal: Isótopos de polonio

El polonio tiene 42 isótopos conocidos, todos los cuales son radiactivos . Tienen masas atómicas que van desde 186 a 227 u . 210 Po (vida media 138,376 días) es el más ampliamente disponible y se obtiene mediante la captura de neutrones por el bismuto natural . El 209 Po más longevo (vida media125,2 ± 3,3 años, el más longevo de todos los isótopos de polonio) [2] y 208 Po (vida media 2,9 años) pueden obtenerse mediante el bombardeo alfa, protón o deuterón de plomo o bismuto en un ciclotrón . [31]

Historia [ editar ]

Tentativamente llamado " radio F ", el polonio fue descubierto por Marie y Pierre Curie en 1898, [32] [33] y recibió su nombre de la tierra natal de Marie Curie, Polonia (en latín : Polonia ). [34] [35] Polonia en ese momento estaba bajo la partición rusa , alemana y austrohúngara , y no existía como un país independiente. Curie tenía la esperanza de que nombrar el elemento con el nombre de su tierra natal daría a conocer su falta de independencia. [36] El polonio puede ser el primer elemento nombrado para resaltar una controversia política. [36]

Este elemento fue el primero descubierto por los Curie mientras investigaban la causa de la radiactividad de la pechblenda . La pitchblenda, después de la eliminación de los elementos radiactivos uranio y torio , era más radiactiva que el uranio y el torio combinados. Esto incitó a los Curie a buscar elementos radiactivos adicionales. Primero separaron el polonio de la pecblenda en julio de 1898, y cinco meses después, también aislaron el radio . [14] [32] [37] El científico alemán Willy Marckwaldaisló con éxito 3 miligramos de polonio en 1902, aunque en ese momento creyó que era un elemento nuevo, al que denominó "radio-telurio", y no fue hasta 1905 que se demostró que era lo mismo que el polonio. [38] [39]

En los Estados Unidos, el polonio fue producido como parte del Proyecto Manhattan 's Proyecto Dayton durante la Segunda Guerra Mundial . El polonio y el berilio fueron los ingredientes clave del iniciador " Urchin " en el centro del pozo esférico de la bomba . [40] 'Urchin' inició la reacción en cadena nuclear en el momento de la pronta criticidad para asegurarse de que el arma no se apagara . "Urchin" se utilizó en las primeras armas estadounidenses; Las armas estadounidenses posteriores utilizaron un generador de pulsos de neutrones para el mismo propósito. [40]

Gran parte de la física básica del polonio se clasificó hasta después de la guerra. El hecho de que se utilizara como iniciador se clasificó hasta la década de 1960. [41]

La Comisión de Energía Atómica y el Proyecto Manhattan financiaron experimentos humanos con polonio en cinco personas en la Universidad de Rochester entre 1943 y 1947. A las personas se les administraron entre 9 y 22 microcurios (330 y 810  kBq ) de polonio para estudiar su excreción . [42] [43] [44]

Ocurrencia y producción [ editar ]

El polonio es un elemento muy raro en la naturaleza debido a la corta vida media de todos sus isótopos. Siete isótopos se encuentran en trazas como productos de desintegración : 210 Po, 214 Po y 218 Po se encuentran en la cadena de desintegración de 238 U ; 211 Po y 215 Po ocurren en la cadena de desintegración de 235 U ; 212 Po y 216 Po ocurren en la cadena de desintegración de 232 Th . De estos, 210 Po es el único isótopo con una vida media superior a 3 minutos. [45]

El polonio se puede encontrar en los minerales de uranio en aproximadamente 0,1 mg por tonelada métrica (1 parte en 10 10 ), [46] [47] que es aproximadamente el 0,2% de la abundancia de radio. Las cantidades en la corteza terrestre no son dañinas. Se ha encontrado polonio en el humo del tabaco de las hojas de tabaco cultivadas con fertilizantes fosfatados . [48] [49] [50]

Debido a que está presente en pequeñas concentraciones, el aislamiento de polonio de fuentes naturales es un proceso tedioso. El lote más grande del elemento jamás extraído, realizado en la primera mitad del siglo XX, contenía solo 40 Ci (1,5 TBq) (9 mg) de polonio 210 y se obtuvo procesando 37 toneladas de residuos de la producción de radio. [51] Actualmente, el polonio se obtiene irradiando bismuto con neutrones o protones de alta energía. [14] [52]

En 1934, un experimento mostró que cuando el 209 Bi natural es bombardeado con neutrones , se crea 210 Bi, que luego se desintegra a 210 Po a través de la desintegración beta-menos. La purificación final se realiza piroquímicamente seguida de técnicas de extracción líquido-líquido. [53] El polonio ahora se puede producir en cantidades de miligramos en este procedimiento que utiliza altos flujos de neutrones que se encuentran en los reactores nucleares . [52] Solo se producen alrededor de 100 gramos cada año, prácticamente todo en Rusia, lo que hace que el polonio sea extremadamente raro. [54] [55]

Este proceso puede causar problemas en plomo-bismuto basado metal líquido enfrió reactores nucleares tales como los utilizados en la Armada Soviética 's K-27 . Se deben tomar medidas en estos reactores para hacer frente a la posibilidad no deseada de que se libere 210 Po del refrigerante. [56] [57]

Los isótopos de polonio de vida más larga, 208 Po y 209 Po, pueden formarse mediante bombardeo de protones o deuterones de bismuto utilizando un ciclotrón . Se pueden formar otros isótopos más inestables y deficientes en neutrones mediante la irradiación de platino con núcleos de carbono . [58]

Aplicaciones [ editar ]

En la ex Unión Soviética se produjeron fuentes de partículas alfa basadas en polonio . [59] Estas fuentes se utilizaron para medir el espesor de revestimientos industriales mediante la atenuación de la radiación alfa. [60]

Debido a la intensa radiación alfa, una muestra de un gramo de 210 Po se calentará espontáneamente por encima de los 500 ° C (932 ° F) generando alrededor de 140 vatios de potencia. Por lo tanto, 210 Po se utiliza como fuente de calor atómico para alimentar generadores termoeléctricos de radioisótopos a través de materiales termoeléctricos . [3] [14] [61] [62] Por ejemplo, se utilizaron fuentes de calor de 210 Po en los rovers lunares Lunokhod 1 (1970) y Lunokhod 2 (1973) para mantener calientes sus componentes internos durante las noches lunares, así como los satélites Kosmos 84 y 90 (1965). [59] [63]

Las partículas alfa emitidas por el polonio se pueden convertir en neutrones utilizando óxido de berilio, a una tasa de 93 neutrones por millón de partículas alfa. [61] Así, las mezclas o aleaciones de Po-BeO se utilizan como fuente de neutrones , por ejemplo, en un disparador o iniciador de neutrones para armas nucleares [14] [64] y para inspecciones de pozos de petróleo. Aproximadamente 1500 fuentes de este tipo, con una actividad individual de 1.850 Ci (68 TBq), se habían utilizado anualmente en la Unión Soviética. [sesenta y cinco]

El polonio también formaba parte de cepillos o herramientas más complejas que eliminan las cargas estáticas en planchas fotográficas, fábricas textiles , rollos de papel, láminas de plástico y sobre sustratos (como la automoción) antes de la aplicación de recubrimientos. [66] Las partículas alfa emitidas por el polonio ionizan moléculas de aire que neutralizan las cargas en las superficies cercanas. [67] [68] Algunos cepillos antiestáticos contienen hasta 500 microcurios (20 MBq) de 210 Po como fuente de partículas cargadas para neutralizar la electricidad estática. [69] En los Estados Unidos, los dispositivos con no más de 500 μCi (19 MBq) de 210 Po (sellados) por unidad se pueden comprar en cualquier cantidad con una "licencia general", [70]lo que significa que un comprador no necesita estar registrado por ninguna autoridad. El polonio necesita ser reemplazado en estos dispositivos casi todos los años debido a su corta vida media; también es altamente radiactivo y, por lo tanto, ha sido reemplazado principalmente por fuentes de partículas beta menos peligrosas . [3]

A veces se utilizan pequeñas cantidades de 210 Po en el laboratorio y con fines didácticos, por lo general del orden de 4 a 40 kBq (0,11 a 1,08 μCi), en forma de fuentes selladas, con el polonio depositado en un sustrato o en una resina. o matriz polimérica: a menudo están exentos de la concesión de licencias por parte de la NRC y autoridades similares, ya que no se consideran peligrosos. Pequeñas cantidades de 210 Po se fabrican para la venta al público en los Estados Unidos como 'fuentes de agujas' para experimentación de laboratorio, y las empresas de suministros científicos las venden al por menor. El polonio es una capa de chapado que a su vez está chapado con un material como el oro, que permite la radiación alfa.(utilizado en experimentos como cámaras de nubes) para pasar mientras se evita que el polonio se libere y presente un peligro tóxico. Según United Nuclear , normalmente venden entre cuatro y ocho fuentes de este tipo por año. [71] [72]

Firestone comercializó las bujías de polonio entre 1940 y 1953. Si bien la cantidad de radiación de las bujías era minúscula y no representaba una amenaza para el consumidor, los beneficios de dichas bujías disminuyeron rápidamente después de aproximadamente un mes debido a la corta vida media del polonio y porque la acumulación en los conductores bloquearía la radiación que mejoraba el rendimiento del motor. (La premisa detrás de la bujía de polonio, así como del prototipo de bujía de radio de Alfred Matthew Hubbard que la precedió, era que la radiación mejoraría la ionización del combustible en el cilindro y, por lo tanto, permitiría que el motor se encienda de manera más rápida y eficiente). [73] [74]

Biología y toxicidad [ editar ]

Resumen [ editar ]

El polonio puede ser peligroso y no tiene ningún papel biológico. [14] En masa, el polonio 210 es aproximadamente 250.000 veces más tóxico que el cianuro de hidrógeno (el LD 50 para 210 Po es menos de 1 microgramo para un adulto promedio (ver más abajo) en comparación con aproximadamente 250 miligramos para el cianuro de hidrógeno [75] ) . El principal peligro es su intensa radiactividad (como emisor alfa), lo que dificulta su manipulación con seguridad. Incluso en cantidades de microgramos , manipular 210 Po es extremadamente peligroso y requiere equipo especializado (una caja de guantes alfa de presión negativaequipado con filtros de alto rendimiento), un seguimiento adecuado y procedimientos de manipulación estrictos para evitar cualquier contaminación. Las partículas alfa emitidas por el polonio dañarán el tejido orgánico fácilmente si el polonio se ingiere, inhala o absorbe, aunque no penetran en la epidermis y, por lo tanto, no son peligrosas mientras las partículas alfa permanezcan fuera del cuerpo. El uso de guantes intactos y químicamente resistentes es una precaución obligatoria para evitar la difusión transcutánea del polonio directamente a través de la piel . El polonio suministrado en ácido nítrico concentrado puede difundirse fácilmente a través de guantes inadecuados (por ejemplo, guantes de látex ) o el ácido puede dañar los guantes. [76]

El polonio no tiene propiedades químicas tóxicas. [77]

Se ha informado de que algunos microbios pueden metilar el polonio mediante la acción de la metilcobalamina . [78] [79] Esto es similar a la forma en que el mercurio , el selenio y el telurio se metilan en los seres vivos para crear compuestos organometálicos . Los estudios que investigan el metabolismo del polonio 210 en ratas han demostrado que solo del 0,002 al 0,009% del polonio 210 ingerido se excreta como polonio 210 volátil. [80]

Efectos agudos [ editar ]

La dosis letal mediana (LD 50 ) para la exposición aguda a la radiación es de aproximadamente 4,5  Sv . [81] La dosis equivalente efectiva comprometida de 210 Po es de 0,51 µSv / Bq si se ingiere y de 2,5 µSv / Bq si se inhala. [82] Una dosis fatal de 4.5 Sv puede ser causada por la ingestión de 8.8 MBq (240 μCi), aproximadamente 50  nanogramos (ng), o la inhalación de 1.8 MBq (49 μCi), aproximadamente 10 ng. Así, un gramo de 210 Po podría envenenar en teoría a 20 millones de personas, de las cuales 10 millones morirían. La toxicidad real de 210 Po es menor que estas estimaciones porque la exposición a la radiación que se extiende durante varias semanas (elLa vida media biológica del polonio en humanos es de 30 a 50 días [83] ) es algo menos dañina que una dosis instantánea. Se ha estimado que una dosis letal media de 210 Po es de 15 megabecquerels (0,41 mCi), o 0,089 microgramos (μg), una cantidad todavía extremadamente pequeña. [84] [85] A modo de comparación, un grano de sal de mesa equivale aproximadamente a 0,06 mg = 60 μg. [86]

Efectos a largo plazo (crónicos) [ editar ]

Además de los efectos agudos, la exposición a la radiación (tanto interna como externa) conlleva un riesgo a largo plazo de muerte por cáncer del 5 al 10% por Sv. [81] La población en general está expuesta a pequeñas cantidades de polonio como un derivado del radón en el aire interior; Se cree que los isótopos 214 Po y 218 Po causan la mayoría [87] de las 15 000 a 22 000 muertes estimadas por cáncer de pulmón en los EE. UU. cada año que se han atribuido al radón de interiores. [88] El tabaquismo provoca una exposición adicional al polonio. [89]

Límites reglamentarios de exposición y manipulación [ editar ]

La carga corporal máxima permitida para 210 Po ingerido es de solo 1,1 kBq (30 nCi), lo que equivale a una partícula con una masa de solo 6,8 picogramos. La concentración máxima permitida en el lugar de trabajo de 210 Po en el aire es de aproximadamente 10 Bq / m 3 (3 × 10 -10  Ci / cm 3 ). [90] Los órganos diana del polonio en los seres humanos son el bazo y el hígado . [91] Como el bazo (150 g) y el hígado (1,3 a 3 kg) son mucho más pequeños que el resto del cuerpo, si el polonio se concentra en estos órganos vitales, representa una mayor amenaza para la vida que la dosis que sería sufrido (en promedio) por todo el cuerpo si se distribuyera uniformemente por todo el cuerpo, de la misma manera que el cesio o el tritio (como T 2 O).

210 Po se usa ampliamente en la industria y está fácilmente disponible con poca regulación o restricción. [ cita requerida ] [92] En los Estados Unidos, un sistema de seguimiento dirigido por la Comisión Reguladora Nuclear se implementó en 2007 para registrar compras de más de 16 curies (590 GBq) de polonio-210 (suficiente para hacer 5.000 dosis letales). Se dice que el OIEA "está considerando reglamentaciones más estrictas ... Se habla de que podría endurecer el requisito de información sobre el polonio en un factor de 10, a 1,6 curies (59 GBq)". [93] A partir de 2013, este sigue siendo el único subproducto emisor de alfa disponible, como una cantidad exenta de la NRC, que puede conservarse sin una licencia de material radiactivo. [ cita requerida ]

El polonio y sus compuestos deben manipularse en una guantera , que además está encerrada en otra caja, mantenida a una presión ligeramente más alta que la guantera para evitar que los materiales radiactivos se escapen. Los guantes hechos de caucho natural no brindan suficiente protección contra la radiación del polonio; son necesarios guantes quirúrgicos. Los guantes de neopreno protegen la radiación del polonio mejor que el caucho natural. [94]

Casos de envenenamiento [ editar ]

Siglo XX [ editar ]

El polonio se administró a los seres humanos con fines experimentales desde 1943 hasta 1947; se inyectó en cuatro pacientes hospitalizados y se administró por vía oral a un quinto. Estudios como este fueron financiados por el Proyecto Manhattan.y el AEC y realizado en la Universidad de Rochester. El objetivo era obtener datos sobre la excreción humana de polonio para correlacionarlos con datos más extensos de ratas. Los pacientes seleccionados como sujetos fueron elegidos porque los experimentadores querían personas que no hubieran estado expuestas al polonio por el trabajo o por accidente. Todos los sujetos tenían enfermedades incurables. Se siguió la excreción de polonio y en ese momento se realizó una autopsia al paciente fallecido para determinar qué órganos absorbían el polonio. Las edades de los pacientes iban desde "principios de los treinta" hasta "principios de los cuarenta". Los experimentos se describen en el Capítulo 3 de Estudios biológicos con polonio, radio y plutonio, Serie Nacional de Energía Nuclear, Volumen VI-3, McGraw-Hill, Nueva York, 1950. No se especifica el isótopo en estudio.pero en ese momento el polonio 210 era el isótopo de polonio más fácilmente disponible. La hoja informativa del DoE enviada para este experimento no informó ningún seguimiento sobre estos temas.[95]

También se ha sugerido que Irène Joliot-Curie fue la primera persona en morir por los efectos de la radiación del polonio. Fue expuesta accidentalmente al polonio en 1946 cuando una cápsula sellada del elemento explotó en su mesa de laboratorio. En 1956 murió de leucemia . [96]

Según el libro de 2008 La bomba en el sótano , 210 Po causaron varias muertes en Israel durante 1957-1969 . [97] Se descubrió una fuga en un laboratorio del Instituto Weizmann en 1957. Se encontraron rastros de 210 Po en las manos del profesor Dror Sadeh, un físico que investigó materiales radiactivos. Las pruebas médicas no indicaron ningún daño, pero las pruebas no incluyeron la médula ósea. Sadeh murió de cáncer . Uno de sus estudiantes murió de leucemia y dos colegas murieron a los pocos años, ambos de cáncer. El asunto se investigó en secreto y nunca se admitió formalmente que hubiera existido una conexión entre la filtración y las muertes. [98]

Siglo XXI [ editar ]

Más información: Envenenamiento de Alexander Litvinenko

Se determinó que la causa de la muerte en el homicidio de 2006 de Alexander Litvinenko , un agente del FSB ruso que había desertado a la agencia de inteligencia británica MI6 , fue envenenamiento por 210 Po. [99] [100] Según el profesor Nick Priest de la Universidad de Middlesex , un toxicólogo ambiental y experto en radiación, hablando en Sky News el 3 de diciembre de 2006, Litvinenko fue probablemente la primera persona en morir por los efectos agudos de la radiación α de 210 Correos. [101]

En julio de 2012 se detectaron concentraciones anormalmente elevadas de 210 Po en la ropa y los efectos personales del líder palestino Yasser Arafat , un fumador empedernido, que murió el 11 de noviembre de 2004 por causas inciertas. El portavoz del Institut de Radiophysique en Lausana, Suiza, donde se analizaron esos elementos, destacó que "los síntomas clínicos descritos en los informes médicos de Arafat no eran consistentes con el polonio-210 y que no se podían sacar conclusiones sobre si el líder palestino estaba envenenado o no ", y que" la única forma de confirmar los hallazgos sería exhumar el cuerpo de Arafat para analizar el polonio-210 ". [102] Esta investigación se publicó posteriormente el 12 de octubre de 2013, en The Lancet. Se encontraron altos niveles del elemento en la sangre, la orina y las manchas de saliva de Arafat en su ropa y cepillo de dientes. [103] El 27 de noviembre de 2012, el cuerpo de Arafat fue exhumado y expertos de Francia, Suiza y Rusia tomaron muestras para su análisis por separado. [104] Las pruebas francesas encontraron más tarde algo de polonio, pero afirmaron que era de "origen ambiental natural". [105] Después de las pruebas rusas posteriores, Vladimir Uiba, el jefe de la Agencia Federal Médica y Biológica de Rusia, declaró en diciembre de 2013 que Arafat murió de causas naturales y que no tenían planes de realizar más pruebas. [105]

Tratamiento [ editar ]

Se ha sugerido que se pueden usar agentes quelantes , como British Anti-Lewisite ( dimercaprol ), para descontaminar a los seres humanos. [106] En un experimento, las ratas recibieron una dosis letal de 1,45 MBq / kg (8,7 ng / kg) de 210 Po; todas las ratas no tratadas murieron después de 44 días, pero el 90% de las ratas tratadas con el agente quelante HOEtTTC permanecieron vivas durante 5 meses. [107]

Detección en muestras biológicas [ editar ]

El polonio-210 se puede cuantificar en muestras biológicas mediante espectrometría de partículas alfa para confirmar un diagnóstico de intoxicación en pacientes hospitalizados o para proporcionar evidencia en una investigación médico-legal de muerte. La excreción urinaria basal de polonio 210 en personas sanas debido a la exposición rutinaria a fuentes ambientales está normalmente en un rango de 5 a 15 mBq / día. Los niveles superiores a 30 mBq / día sugieren una exposición excesiva al radionúclido. [108]

Ocurrencia en humanos y la biosfera [ editar ]

El polonio-210 está muy extendido en la biosfera , incluso en los tejidos humanos, debido a su posición en la cadena de desintegración del uranio-238 . Natural uranio-238 en la corteza de la Tierra decaimientos a través de una serie de intermedios radiactivos sólidos, incluyendo el radio-226 al gas noble radiactivo radón-222 , algunos de los cuales, durante su 3,8-día vida media, se difunde en la atmósfera. Allí se desintegra a través de varios pasos más a polonio-210, gran parte del cual, durante su vida media de 138 días, regresa a la superficie de la Tierra, ingresando así a la biosfera, antes de finalmente descomponerse en plomo-206 estable . [109] [110] [111]

Ya en la década de 1920, el biólogo francés Antoine Lacassagne  [ fr ] , utilizando polonio proporcionado por su colega Marie Curie , demostró que el elemento tiene un patrón específico de captación en los tejidos del conejo, con altas concentraciones, particularmente en hígado , riñón y testículos . [112] Evidencia más reciente sugiere que este comportamiento se debe a que el polonio sustituye a su congénere azufre, también en el grupo 16 de la tabla periódica, en aminoácidos que contienen azufre o moléculas relacionadas [113] y que se producen patrones similares de distribución en humanos. tejidos. [114]De hecho, el polonio es un elemento presente de forma natural en todos los seres humanos, que contribuye apreciablemente a la dosis de fondo natural, con amplias variaciones geográficas y culturales, y niveles particularmente altos en los residentes del Ártico, por ejemplo. [115]

Tabaco [ editar ]

El polonio 210 en el tabaco contribuye a muchos de los casos de cáncer de pulmón en todo el mundo. La mayor parte de este polonio se deriva del plomo 210 depositado en las hojas de tabaco desde la atmósfera; el plomo-210 es un producto del gas radón-222 , gran parte del cual parece originarse por la descomposición del radio-226 de los fertilizantes aplicados a la tierra del tabaco. [50] [116] [117] [118] [119]

La presencia de polonio en el humo del tabaco se conoce desde principios de la década de 1960. [120] [121] Algunas de las empresas tabacaleras más grandes del mundo investigaron formas de eliminar la sustancia, en vano, durante un período de 40 años. Los resultados nunca se publicaron. [50]

Comida [ editar ]

El polonio se encuentra en la cadena alimentaria, especialmente en los mariscos. [122] [123]

Ver también [ editar ]

  • Halo de polonio

Referencias [ editar ]

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Bibliografía [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Polonio en la tabla periódica de videos (Universidad de Nottingham)