Полоній – це хімічний елемент, що має в періодичній системі Д.І. Менделєєва порядковий номер 84 і позначається символом Po (від латинського слова Polonium). Відкрито в 1898 році подружжям Пьєром Кюрі та Марією Склодовською-Кюрі й названо на честь батьківщини Марії – Польщі (лат. Polonia).

Радіоактивний напівметал сріблисто-білого кольору. Не має стабільних ізотопів. Усього відомо 27 ізотопів полонію з масовими числами від 192 до 218. Це один із самих багатоізотопних, якщо можна так виразитися, хімічних елементів.

Період напіврозпаду «довгожителя» – полонію-209 становить 103 роки. Тому й зрозуміло, що у земній корі є тільки радіогенний полоній, і його там винятково мало – 2·10^–14 масових відсотка. У декількох ізотопів полонію є власні імена та символи, що визначають їхнє місце у так званих радіоактивних рядах. Ось найбільш відомий ізотоп полоній-210 ще називають радієм F. При цьому кожна з існуючих назв має свою, часто досить привабливу історію. І всі вони пов'язані з «батьківськими» ізотопами того або іншого атомного різновиду полонію. Так що вірніше було б назвати їх не «іменами», а «по батькові». З появою в хіміків сучасної системи позначення ізотопів, їх старі назви поступово вийшли з ужитку.

Елемент-84 – фактично це перший хімічний елемент, що вписано до таблиці Менделєєва після відкриття радіоактивності. Він же перший (за порядком атомних номерів) і найлегший з елементів, що не мають стабільних ізотопів. Він же один із перших радіоактивних елементів, що був застосований у космічних дослідженнях. У той же час елемент-84, мабуть, один з найменш відомих, найменш популярних радіоактивних елементів. Бо спочатку він залишався в тіні слави іменитого радію. Ну, а пізніше його не занадто афішували, як майже всі матеріали для атомних та космічних досліджень.

У справах космічних та земних

Полоній фахівці ще авторитетно називають елементом сьогоднішнього й завтрашнього дня. Насамперед, це відноситься до найбільш відомого ізотопу полонію-210 – типового випромінювача альфа-частинок.

Енергія їхнього проміння має величину 5,3 Мега електроновольт. У твердій речовині альфа-частинки швидко гальмуються, проходячи всього тисячні частки міліметра й віддаючи при цьому свою високу енергію. Ось саме це й дозволяє використовувати полоній як джерело енергії в атомних батареях космічних кораблів.

Уявіть собі, що для одержання стабільної потужності в 1 кВт достатньо всього лише 7,5 грамів полонію!  Таке джерело енергії працювало, наприклад, на самохідному апараті для дослідження місячної поверхні «Луноход-2», обігріваючи його апаратуру під час довгої та холодної місячної ночі. А температура там сягає нижче мінус 130 градусів за Цельсієм.

Зокрема, цей ізотоп «злітав» за межі Землі на радянських супутниках «Космос-84» і «Космос-90». Там було встановлено радіоізотопні термоелектричні генератори «Оріон-1». Звичайно, потужність полонієвих джерел енергії згодом убуває – вдвічі кожні 4,5 місяці. Однак більш «довгоживучі» ізотопи полонію нині залишаються  ще надто дорогими.

Аналогічні  пристрої використовують і в земних умовах.  Наприклад, відомі прилади – джерела альфа-частинок типу «Факт-1», автоматизовані опромінювальні установки – для радіаційної обробки напівпровідникових виробів (транзисторів, мікросхем) тощо. Крім них, важливі полоній-берилієві й полоній-борні джерела нейтронів. Це герметичні металеві ампули, у які вкладено покриту полонієм-210 керамічну таблетку з карбіду бору або карбіду берилію. Потік нейтронів з ядра атома бору або берилію породжують альфа-частинки, що випускаються полонієм. Такі нейтронні джерела легкі та портативні, зовсім безпечні в роботі, а, що головне – надійні.

Серед інших земних справ хімічного елемента-84 варто згадати його застосування в спеціальних стандартних електродних сплавах. Ці сплави потрібні для запальних свічок двигунів внутрішнього згоряння. Випромінювані полонієм-210 альфа-частинки знижують напругу, що необхідна для утворення іскри, тож полегшують запуск двигуна.

Повідомлялося, що в 2004 р. інспектори Міжнародного агентства по атомній енергії (МАГАТЕ) виявили в Ірані програму з виробництва полонію. Це привело до підозри, що він може бути використаний у берилієвому джерелі для «запуску» за допомогою нейтронів ланцюгової ядерної реакції в урані, що приводить до ядерного вибуху.

Техніка безпеки

Полоній при попаданні до живого організму можна вважати однією з самих отруйних речовин. Так, для ізотопу-210 гранично допустимий вміст у повітрі становить всього 40 мільярдних часток мікрограма в 1 м³ повітря, тобто цей ізотоп в 4 трильйони разів токсичні ший за відому отруту – синильну кислоту!

Шкоду наносять випромінювані ізотопом ті ж альфа-частинки. Вони активно руйнують живу тканину та викликають злоякісні пухлини. Крім того, металевий полоній здатний досить легко утворювати дрібні частки аерозолів. Тому всі роботи з полонієм фахівці проводять дистанційно в герметичних боксах і в герметичних костюмах.

P.S. Тож нині з хіміками зв'язують глобальне забруднення навколишнього середовища, що супроводжує більшість промислових процесів, глобальне потепління на планеті, створення хімічної зброї, наркотиків й інші сумнівні досягнення «хімічних геніїв».

Все це послужило причиною виникнення наприкінці XX століття хемофобії. Однак, не варто забувати, що хімічне знання саме по собі не може бути злим чи добрим,  воно – тільки потужний інструмент.

А результат роботи залежить від того, у чиїх руках цей інструмент виявиться. Адже користуючись одними і тими ж самими хімічними законами, можна придумати нову технологію синтезу наркотиків або ж отрут, а можна – нові чудодійні ліки або новий косметичний чи ж будівельний матеріал.

Ось чому в хімії надзвичайно важлива роль особистості – хіміка! Зрозуміло ж, що хімією повинні займатися тільки високоосвічені, глибоко порядні, та інтелектуально розвинені професіонали.

Г.О. Ковтун, член-кореспондент НАН України