Polonium: Alkuaine

Polonium (lat. polonium) on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Po ja järjestysluku 84 sekä CAS-numero 7440-08-6. Se on radioaktiivinen puolimetalli, joka nimettiin löytäjänsä Marie Curien syntymämaan Puolan mukaan. Curie löysi poloniumin vuonna 1898 tutkiessaan Joachimsthalin uraniniitin radio­aktiivisuutta.

Poloniumia löytyy luonnosta hyvin pienissä määrin uraanimalmeista. Sen eri isotooppeja kuuluu luonnon pitkäikäisistä radioisotoopeista (uraani-238, uraani-235 ja torium-232) alkaviin hajoamissarjoihin. Poloniumin yleisin isotooppi, polonium-210, on uraani-238:sta alkavan hajoamissarjan viimeinen radioaktiivinen jäsen. Sen puoliintumisaika on 138 päivää, ja se muuttuu hajotessaan (alfahajoaminen) pysyväksi Pb-206-lyijyisotoopiksi. Curiet mittasivat poloniumin olevan 400 kertaa radioaktiivisempaa kuin uraani.

Polonium on ainoa alkuaine, jolla on yksinkertainen kuutiollinen kiderakenne.

Polonium-210:a valmistetaan pommittamalla vismutti-209:ää neutroneilla ydinreaktorissa. Sitä valmistetaan vain 100 grammaa vuosittain, pääasiassa Venäjällä.

Poloniumia voidaan käyttää neutronilähteenä sekoitettaessa sitä lejeeringiksi berylliumin kanssa, staattisen sähkön poistamisessa ja valokuvauksessa käytettävien filmien puhdistamiseen tarkoitetuissa pölyharjoissa. Antistaattisten harjojen hallussapito edellyttää jätehuollon vuoksi turvallisuuslupaa, eikä niitä ole hyväksytty vapaaseen myyntiin.

Poloniumin vaarallisuus johtuu sen erittäin suuresta radioaktiivisuudesta. Se on erittäin toksinen (myrkyllinen) ihmiselle ja muille nisäkkäille, mutta vain jos se joutuu kehon sisälle, jolloin polonium pääsee leviämään kaikkialle elimistöön ja sen lähettämä alfasäteily aiheuttaa kudoksien vahingoittumista. Koska alfasäteilyn pysäyttämiseen riittää jo muutaman solun paksuinen ihon kuollut pintakerros, on iholla oleva polonium varsin harmitonta. Jopa mikrogramman määrä polonium-210:tä nieltynä, hengitettynä tai absorboituna on erittäin vaarallinen. Tämän takia poloniumin käsittelyyn tarvitaan erityislaitteita. Suurin sallittu kehon altistus poloniumille nautittuna on vain 1 100 becquereliä, mikä vastaa noin 7 miljoonasosagrammaa poloniumia (6,8 × 10^-12 g eli 0,0068 μg). (Vertailun vuoksi, yksi ruokasuolakide painaa noin 0,06 mg eli 60 μg.[1])

Akuutit vaikutukset

Poloniumin LD₅₀-arvo akuutille säteilysairaudelle on yleensä noin 4,5 Sv. Kehon sisälle joutuessaan ²¹⁰Po on 0,51 µSv/Bq nieltynä ja 2,5 µSv/Bq hengitettynä. Koska ²¹⁰Po säteilee 166 TBq grammaa kohti (1 gramma tuottaa 166×10¹² hajoamista sekunnissa), kuoleman tuottavan 4,5 Sv:n annoksen voi saada nielemällä 8,8 MBq, noin 50 nanogrammaa, tai hengittämällä 1,8 MBq, noin 10 ng. Teoriassa ²¹⁰Po-grammalla voisi myrkyttää 20 miljoonaa ihmistä, joista puolet kuolisi. ²¹⁰Poloniumin varsinainen myrkyllisyys on näitä pienempi, koska radioaktiivinen altistus vähenee viikkojen kuluessa (puoliintumisaika kehossa on 30–50 päivää). LD₅₀-arvo ²¹⁰Po:lle on 15 megabecquerelliä tai 0,089 mikrogrammaa, joka silti on erittäin pieni annos.

4–6 Sv aiheuttamat säteilysairauden oireet
Akuutit oireet alkavat parin tunnin kuluessa altistuksesta ja kestävät pari päivää. Tämän jälkeen seuraa 7–10 päivän oireeton vaihe, jota seuraa ihokarvojen ja hiusten menetystä, väsymystä ja yleisluontoisia oireita. Valkosolujen määrä romahtaa, verenvuotoa suussa, ihon alla ja munuaisissa. 4,5 Sv annoksella 60 prosenttia potilaista kuolee ilman intensiivistä hoitoa kuukauden kuluessa. Kuolinsyitä ovat infektiot ja sisäinen verenvuoto.

Pitkäaikaiset (krooniset) vaikutukset

Säteilylle altistuminen lisää syöpään kuolemisen riskiä 5–10 % per Sv. Pienelle määrälle poloniumia altistuu radonin hajoamistuotteena sisäilmassa; ²¹⁴Po ja ²¹⁸Po -isotooppien arvioidaan aiheuttavan Yhdysvalloissa suurimman osan vuotuisista 15 000–22 000 keuhkosyöpäkuolemista, jotka pannaan radonin piikkiin. Lannoitteilla kasvatetun tupakan savu sisältää myös poloniumia.

Myrkytystapauksia

Irène Joliot-Curien on arveltu kuolleen poloniumin aiheuttamaan säteilysairauteen. Vuonna 1946 hän altistui poloniumille, kun sitä sisältänyt kapseli räjähti hänen laboratoriossaan. On mahdollista, että juuri tämä altistuminen sai hänet sairastumaan leukemiaan, johon hän kuoli 17. maaliskuuta 1956.

Marraskuussa 2006 Aleksandr Litvinenko murhattiin myrkyttämällä polonium-210:lla. Litvinenkon oireista pääteltiin hänen saaneen kehoonsa 2 GBq, joka vastaa 10:tä mikrogrammaa ²¹⁰Po:a, joka on 200 kertaa enemmän kuin pienin kuolettava annos (50 nanogrammaa nieltynä).

Jasser Arafatin (k. 2004) luista löydettiin 2013 poikkeuksellisia pitoisuuksia poloniumia, mikä tutkijoiden mukaan viittaa myrkytyskuolemaan. Jo aikaisemmin sitä löydettiin hänen vaatteistaan.

• Poloniumhydridi

 

Wiki Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Polonium.

• Ionisoiva säteily Säteilyturvakeskus
• Myrkyllisin aine maan päällä Helsingin Sanomat 29.11.2006.
• Periodictable: Technical data for Polonium (englanniksi)
• Mindat: The Mineralogy of Polonium (englanniksi)
• Luettelo poloniumin isotoopeista The Isotopes Project Home Page (englanniksi)
• The Royal Society of Chemistry (RSC): Polonium (englanniksi)
• PeriodicTable: Polonium (Po) (englanniksi)
• PubChem: Polonium (englanniksi)
• Toxin and Toxin Target Database (T3DB): Polonium-210 (englanniksi)