Polon 210

Polon 210 , oznaczonych 210, pow , jest izotop z polon , którego masa liczba jest równa 210. Jest to najbardziej bogaty z trzydziestu trzech izotopów polon. Jego okres półtrwania wynosi 138,376 dni. Został odkryty w 1898 roku przez Marie Curie . Ten naturalny radionuklid jest obecny w powietrzu i wodzie tylko w śladowych ilościach, ale jest wszechobecny w środowisku lądowym, gdzie może być skoncentrowany przez określone sieci pokarmowe . Zwykle występuje razem z jego dwoma bezpośrednimi prekursorami ( radon 222 , ołów 210 ).

Jest to bardzo niebezpieczny pierwiastek ze względu na swoją ekstremalną radiotoksyczność . Jest rzeczywiście bardzo lotny i szybko przyswajany przez organizmy żywe ze względu na jego skład chemiczny zbliżony do telluru i bizmutu . Jest rakotwórczy . Jest on częściowo wyjaśnia, przynajmniej na raka płuc z palaczem i że od górnika narażone na pozostałości uranu. Można go znaleźć w niektórych wodach pitnych.

Właściwości fizyczne

Jest to bardzo lotny pierwiastek promieniotwórczy: czysta próbka traci 50% swojej masy w ciągu 45 godzin, gdy jest podgrzewana tylko do 55  ° C (jej temperatura topnienia wynosi 254  ° C ), być może w wyniku rozpadu na l. silna aktywność α , która ma również wpływ na utrzymanie go w wysokiej temperaturze.

Jego jądro atomowe ma 84 protony i 126 neutronów o spinie 0+ dla masy atomowej 209,982 873 7  g / mol . Charakteryzuje się zwarciem doziemnym 15 968 230 ± 2909  eV / c 2 i energią wiązania jądra równą 1 645 228 334  ±  2922  eV .

Sztuczna produkcja

To może być uzyskane poprzez przemiany przez bombardowanie bizmutu 209 z neutronów , które generuje bizmut 210 , która przechodzi polon 210 o okresie półtrwania od 5,012 dni.

Cykl naturalny

Występuje w śladowych ilościach we wszystkich przedziałach środowiska naturalnego ( woda , powietrze , gleba , ekosystemy ), skąd pochodzi z rozpadu radonu-222 .

Wraz z 210 Pb jest dość szeroko rozpowszechniony geograficznie w środowisku ziemskim jako część łańcucha rozpadu 238 U (bardzo obecny w płaszczu i głęboko w skorupie ziemskiej).

Pochodzenie

Jego prekursorem jest gaz radioaktywny (radon 222), polon 210 powstaje głównie w zawiesinie w powietrzu (średnie stężenie atmosferyczne: w powietrzu rzędu 50  Bq / m 3) Drugie źródło „emisji - ważne - to wulkanizm .

Kinetyka środowiska

Modele biokinetyczne są nadal w trakcie budowy, ale wiadomo, że rośliny są skażone radioaktywnymi radionuklidami zarówno poprzez pobieranie przez korzenie przez wodę glebową, jak i przez pierwiastki solubilizowane przez kwasy organiczne wytwarzane przez ich korzenie, a także przez ich sieć mikoryzową . Są również skażone przez ich części nadziemne (głównie liście) z osadów (suchych i / lub mokrych) opadu radioaktywnego.

W świeżych liściach roślin lądowych poziom 210 Po jest szczególnie wysoki (w porównaniu z resztą rośliny) z powodu tych bezpośrednich złogów radioaktywnych produktów rozkładu radonu ( 222 Rn).
Zanieczyszczenie to jest większe w kontekście granitu i uranu (w obecności odpadów przemysłowych i górniczych bogatych w uran). Tytoniowego wiadomo wchłonąć szczególnie wysokie ilości (radioaktywność równoważnik średnio 13 ± 2  Bq / kg ), a z powodów nie całkowicie zrozumiałych, szybkość wydaje się prawie stała w czasie i pochodzenie geograficzne (zjawisko bardzo podobne zaobserwowano dla 210 Pb, często kojarzony z 210 Pb ).

Rośliny w warstwie śluzowej ( mszaki (mchy) i porosty rosnące w bezpośrednim kontakcie z glebą lub na skałach, a także na torfowiskach ) mogą skutecznie wychwytywać zarówno 210 Po, jak i 210 Pb z opadu atmosferycznego z jednej strony i z z drugiej strony emanacje gleby lub gleby i spływu lub wód powierzchniowych.

Porosty i mchy epifityczne są narażone głównie na osady powietrzne.

W tundrze i tajdze renifery i karibu to dwa gatunki, które w celach spożywczych pasą się na duże ilości porostów i kilka mszaków . Podąża za ich miąższem w stężeniu aktywności 210 Po i 210 Pb równoważnych 1 do 15  Bq / kg .
Ponieważ zwierzęta te produkują mleko, różne produkty uboczne i mięso konsumowane przez ludzi (głównie w strefie okołarktycznej, ale renifery zostały wprowadzone do części półkuli południowej; na Wyspach Kerguelen występuje znaczna populacja ). Renifer z łańcucha pokarmowego lub karibu → → człowiek był przedmiotem badań i był nawet postrzegany jako model do badania wchłaniania i zatrzymywania 210 Po (i 210 Pb) oraz zagrożeń związanych z „człowiekiem”.

W środowiskach podwodnych ( słodkowodnych i środowiska morskiego , zwierząt ( filtratorzy zwłaszcza) biokoncentracji do 210 PO i 210 Pb, co wyjaśnia owoce morza zawierają wyższe dawki (a więc znaczna radioaktywności), które glony lub naziemne Żywność wegetariańska
regularni konsumenci owoce morza są narażone na skuteczna dawka radioaktywna, która „mogłaby być od 5 do 15 razy większa” niż w przypadku spożycia wyłącznie produktów roślinnych.

W ludziach

Narażenie ludzi ma inne źródła niż żywność ( wdychanie powietrza skażonego polonem lub radonem, palenie tytoniu i wdychanie dymu lub popiołu drzewnego w szczególności), ale bardziej dotyczy to niektórych źródeł żywności; wiele pokarmów roślinnych zawiera niskie dawki 210 Pb i 210 Pb, ale które mogą być skoncentrowane w łańcuchu pokarmowym u roślinożerców, a następnie u mięsożerców lub padlinożerców  : zgodnie z danymi dostępnymi na początku 2010 r. , oprócz owoców morza (patrz wyżej), regularny konsument mięsa renifera lub karibu ( dziczyzny ze zwierzyny łownej lub mięsa z hodowli ekstensywnej, tj. zwierząt żyjących w środowisku naturalnym i żywionych przemysłowo) jest narażony na skuteczną roczną dawkę radioaktywności z powodu 210 Po i 210 Pb około 260  μSv przy spożyciu reniferów i 132  μSv przy spożyciu karibu.

Skutkuje to medianą średnich dziennych pobrań składników odżywczych (obliczonych dla światowej populacji dorosłych), które wyniosłyby odpowiednio około 160  mBq i 110  mBq . Odpowiada to efektywnym rocznym dawkom 70  μSv dla 210 Po i 28  μSv dla 210 Pb, co jest często z tym związane; podczas gdy ściśle wegetariańskie spożycie żywności wynosi tylko około 70  mBq / dzień dla 210 Po i 40  mBq / dzień dla 210 Pb (tj. efektywne dawki roczne odpowiednio 30,6  μSv i 10  μSv ).

Radioaktywność

Jeden gram polonu 210 ma wysoką radioaktywność : 166,4 T Bq (= 1,66 × 10 14  Bq na gram 210 Po).

Daje to przewód 206 przez rozpad alfa o energii rozkładu z 5,304,330  eV , wyjście określonego z 141,3  kW / kg , a okres półtrwania od 138.376 dni osadza się bezpośrednio i bardzo lokalnie w dziedzinie (po kilku mikronów Path) 0,001 % energii promieniowania gamma przy 0,80  MeV .

.

Jest więc szczególnie silnym emiterem promieniowania α : jeden miligram polonu 210 emituje tyle cząstek α, ile 4,5 grama radu 226 .

W polon-210 rozpadów poprzez złożenie tylko cząstki alfa do 5,304,330  eV , z wyjątkiem statystycznie w przypadku około stu tysięcy, gdzie uwalnia alfa cząstek do 4,516,530  eV następnie przez fotonu y z 803, 1  keV wynikającą z wzbudzenia o 206 Jądro Pb produkowane przejściowo w stanie metastabilnym.
Niska energia tego promieniowania γ , jak również jego bardzo mała ilość, utrudnia wykrycie polonu 210 metodą spektroskopii γ ; α spektroskopia pozostaje najpewniejszą drogą do scharakteryzowania 210 pow. Jednak obecność tego promieniowania może być bezcenne, jeśli jest to niemożliwe, aby przetestować bezpośredni kontakt (np obecność polonu tylko wewnątrz innego materiału, który nie chcemy niszczyć).

Użyj jako źródła radioaktywnego

Te cząstki alfa są szybko wchłaniane przez materiał otaczający źródło emitujący ich energia jest przekształcana w ciepło, które w rzeczywistości użyć polon-210 w przeszłości jako źródło energii w kotłów i elektrycznych generatory izotopów promieniotwórczych z sond przestrzeni i planetarnych roboty, takie jak Lunokhod Soviets , gdzie służył do utrzymywania ich w odpowiedniej temperaturze przyrządów podczas księżycowej nocy. Niemniej jednak, względna krótkość jego rozpadu czyni go szczególnie przydatnym do zastosowań wymagających uwolnienia dużej ilości energii w krótkim czasie, dzięki czemu radioizotop o dłuższym okresie półtrwania jak pluton 238 (prawie 88 lat) reaguje znacznie lepiej. potrzeby misji kosmicznej na odległe planety.

Oprócz pola kosmicznego polon 210 jest również używany w zastosowaniach antystatycznych , takich jak niektóre szczotki przemysłowe do materiałów wrażliwych na elektryczność statyczną ( polon 210 jonizuje powietrze, co tłumi elektryczność statyczną ).

W połączeniu z berylem może być również używany jako źródło neutronów ( jednak generalnie preferowane są źródła β, ponieważ są one znacznie mniej niebezpieczne).

Radiotoksyczność

Radiotoksyczność z polon 210 wynosi 0,51 uSv / Bq po spożyciu i 2,5  uSv / Bq gdy wdychania.
Pięć mikrogramów wystarczy, aby zabić dorosłego człowieka (jest prawie milion razy bardziej toksyczny niż cyjanek sodu lub potasu).

Śmiertelne dawki

Kinetyka w organizmie człowieka

Był badany od lat 1950-1960 na ludziach i zwierzętach laboratoryjnych  : około 50% polonu 210 wchłoniętego w dawkach nieśmiercionośnych jest wydalane z moczem z biologicznym okresem półtrwania wynoszącym około 50 dni (czas niezbędny do wyeliminowania połowy wbudowanego polonu z korpusu). Druga połowa krąży we krwi i zostanie utrwalona (za pośrednictwem pewnych białek zwanych w szczególności metalotioneiną ) na poziomie wątroby , śledziony , nerek i szpiku kostnego, gdzie może nadal powodować uszkodzenia (w szczególności w szpiku kostnego, to zniszczy komórki macierzyste, które wytwarzają komórki krwi ( krwinek czerwonych , białych krwinek i płytek krwi ), powodując niedokrwistość i poważne straty układu odpornościowego człowieka.

Objawy

Nie ma specyficznych objawów przewlekłego zatrucia bardzo małymi dawkami, ale objawy ostrego zatrucia są objawami ostrego zespołu popromiennego ( nudności , wymioty , wypadanie włosów i immunosupresja ).

Przykłady

W fikcji

Uwagi i odniesienia

  1. IRSN Effects on people Wpływ polonu 210 na ludzi (dostęp: 3 lutego 2017)
  2. Yuile CL, Berke HL i Hull T (1967), Rak płuc po inhalacji polonu-210 0,00on u szczurów , Radiation Research , 31 (4), 760-774.
  3. Little JB, McGandy RB i Kennedy AR (1978), Interakcje między polonem-210 α-promieniowaniem, benzo (a) pirenem i 0,9% roztworem NaCl wkraplanie w indukcji eksperymentalnego raka płuc , Cancer Research , 38 (7) 1929-1935.
  4. Wagoner JK, Archer VE, Lundin Jr. FE, Holaday DA i Lloyd JW, Promieniowanie jako przyczyna raka płuc u górników uranu , New England Journal of Medicine , 1965, 273 (4), 181-188.
  5. Novak LJ i Panov D., Polon-210 we krwi i moczu pracowników kopalni uranu w Jugosławii , Am. Ind. Hyg. Doc. J. , marzec 1972, 33 (3): 192-6
  6. Gerasimo P. i Laroche P., Radiologiczny monitoring wody pitnej , Revue française des Laboratoires , 2004 (364), 55-62.
  7. „  Matpack - Periodic Table of the Elements  ” ( Archiwum • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire? ) (Dostęp 8 kwietnia 2013 ) Properties of Nuclides: 84-Po-210
  8. Persson BR i Holm E (2011), Polon-210 i ołów-210 w środowisku ziemskim: przegląd historyczny , Journal of Environmental Radioactivity , 102 (5 ), 420-429.
  9. Leggett RW i Eckerman KF, Systemowy model biokinetyczny dla polonu , Sci. Razem ok. 25 lipca 2001; 275 (1-3): 109-25.
  10. (w) "  Polonium  " , Argonne National Laboratory (dostęp 22 września 2009 )
  11. (w) „  Disintegration of 210 Po  ” (dostęp: 22 września 2009 )
  12. Hill CR, Polonium-210 in man , Nature , październik 1965, 30; 208 (9): 423-8.
  13. Casarett LJ, Morrow PE (1964), Dystrybucja i wydalanie polonu 210 , XI. Autoradiograficzne badaniach po podaniu do tchawicy u królików , Radiat. Res. , 51: SUPPL 5: 175+.
  14. Campbell JE i Talley LH, Związek polonu-210 z krwią , Proc. Natl. Soc. Exp. Biol. Med. , 1954 październik, 87 (1): 221-3.
  15. Aposhian HV i Bruce DC (1991), Wiązanie polonu-210 z metalotioneiną wątroby , Radiat. Res. , Czerwiec, 126 (3): 379–82
  16. Bruenger FW, Lloyd RD, Taylor GN, Miller SC i Mays CW (1990), Choroba nerek u psów rasy beagle, którym wstrzyknięto polon-210 , Radiat. Res. , Czerwiec; 122 (3): 241–51
  17. Baratta EJ, Apidianakis JC i Ferri ES, stężenia cezu-167, ołowiu-210 i polonu-210 w wybranych tkankach ludzkich w Stanach Zjednoczonych , Am. Ind. Hyg. Doc. J. , wrzesień-październik 1969, 30 (5): 443-8.
  18. Berke HL i Dipasqua AC (1964), Dystrybucja i wydalanie polonu-210. VIII. Po inhalacji przez szczura , Radiat. Res. ; 51: SUPPL 5: 133+
  19. Casarett LJ, Dystrybucja i wydalanie polonu 210. IX. Osadzanie, retencja i los po inhalacji przez narażenie „tylko przez nos”, z uwagami na temat mechaniki osadzania się i usuwania oraz porównaniem dróg podania , Radiat. Res. , 1964; 51: SUPPL 5: 148+
  20. Casarett LJ (1964), Dystrybucja i wydalanie polonu-210. V. Autoradiograficzne badanie wpływu drogi podania na rozmieszczenie polonu , Radiat. Res. 51: Dodatek 5:93
  21. Cohen BS, Eisenbud M, Wrenn ME, Harley NH. (1979), Distribution of polonium-210 in the human lung , Radiat. Res. , Lipiec, 79 (1): 162–8.
  22. Fellman A, Ralston L, Hickman D, Ayres L i Cohen N, Metabolizm polonu u dorosłych samic pawianów , Radiat. Res. , Luty 1994, 137 (2): 238-50
  23. Finkel MP, Norris WP, Kisieleski WE i Hirsch GM, Toksyczność polonu 210 u myszy. I. Trzydziestodniowe LD50, retencja i dystrybucja , Am. J. Roentgenol. Radium Ther. Nucl. Med. , Wrzesień 1953, 70 (3): 477-85.
  24. Lanzola EE, Allegrini ME, Taylor DM., Wiązanie polonu-210 z tkankami szczura , Radiat. Res. 1973 listopad 56 (2): 370-84.
  25. Morrow PE, Smith FA, Dellarosa RJ, Casarett LJ and Stannard JN (1964), Distribution and excretion of polonium-210. II. Wczesny los kotów , Radiat. Res. , 51: SUPPL 5: 60-6
  26. Nathwani AC, Down JF, Goldstone J, Yassin J, Dargan PI, Virchis A, Gent N, Lloyd D, Harrison JD, zatrucie polonem-210: relacja z pierwszej ręki , Lancet, 2016; 388: 1075–1080
  27. (w) „  Arafat polonium: the imbroglio that przechodzi przez Lausanne  ” , Tribune de Genève (dostęp 12 lipca 2012 )
  28. (in) Momoshima N., Song LX, Osaki S. i Maeda Y, „  Tworzenie i emisja lotnego związku polonu przez aktywność drobnoustrojów i metylacja metylokobalaminą polon  ” , Ok. Sci. Technol. , vol.  35 N O  15, 2001, s.  2956–2960 ( DOI  10.1021 / es001730 + , czytaj online )
  29. (w) Momoshima N., Song LX, Osaki S. i Maeda Y, „  Biologically induced Po issuance from fresh water  ” , J. Environ. Radioact. , vol.  63, 2002, s.  187 ( DOI  10.1016 / S0265-931X (02) 00028-0 )
  30. Khater AE, Polonium-210 budget in cigarettes , Journal of Environmental Radioactivity , 2004, 71 (1), 33-41, czytaj online .

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

Bibliografia


1  H.                                                             Hej
2  Li Być   b VS NIE O fa Urodzony
3  Nie dotyczy Mg   Glin tak P. S Cl Ar
4  K. To   Sc Ti V Cr Mn Fe Współ Lub Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Płyta CD W Sn Sb ty ja Xe
6  Cs Ba Plik To Pr Nd Po południu Sm Miał Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Czytać Hf Twój W Re Kość Ir Pt W Hg Tl Pb Bi Po W Rn
7  Ks Ra Ac Cz Rocznie U Np Mógłby Jestem Cm Bk Por Jest Fm Md Nie Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Poz Ts Og
Okresowego z izotopami <img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">