Polonium
```mediawiki Polonium (chemická značka Po, latinsky Polonium) je chemický prvek s protonovým číslem 84. Jedná se o vzácný a extrémně radioaktivní metaloid (polokov), který nemá žádné stabilní izotopy. V přírodě se vyskytuje jen ve stopových množstvích jako produkt rozpadu uranu.
Bylo objeveno v roce 1898 Marií Curie-Skłodowskou a jejím manželem Pierrem Curiem a pojmenováno na počest Mariiny vlasti, Polska. Díky své intenzivní radioaktivitě je polonium jedním z nejtoxičtějších známých prvků. Jeho nejznámější a nejběžnější izotop, polonium-210 (²¹⁰Po), je silným zdrojem alfa záření.
Polonium má omezené, ale specializované využití, například v antistatických zařízeních nebo jako lehký zdroj tepla pro termoelektrické generátory ve vesmírných sondách. Do širšího povědomí veřejnosti se dostalo v roce 2006 v souvislosti s otravou a smrtí bývalého ruského agenta Alexandra Litviněnka. ```
```mediawiki
⏳ Historie
Objev polonia je neoddělitelně spjat s průkopnickým výzkumem radioaktivity na konci 19. století. Poté, co Henri Becquerel v roce 1896 objevil, že uranové soli vyzařují neviditelné paprsky, začala se tomuto jevu věnovat polsko-francouzská vědkyně Marie Curie-Skłodowská.
Společně se svým manželem Pierrem zkoumala uranovou rudu zvanou smolinec (uraninit) z Jáchymova. Zjistili, že smolinec je mnohem radioaktivnější, než by odpovídalo obsahu uranu. To je vedlo k hypotéze, že ruda musí obsahovat jeden nebo více dosud neznámých, mnohem aktivnějších prvků.
Systematickou chemickou analýzou se jim podařilo z tun smolince izolovat dvě nové radioaktivní frakce. První z nich, chemicky podobná bismutu, byla izolována v červenci 1898. Marie Curie-Skłodowská navrhla pro tento nový prvek název polonium na počest své rodné země, Polska, které v té době bylo rozděleno mezi 
, .svg){kind=small}
a .svg){kind=small}
a neexistovalo jako samostatný stát. Doufala, že pojmenováním prvku upozorní na boj Polska za nezávislost. Polonium se tak stalo prvním chemickým prvkem, který byl pojmenován s politickým podtextem. O několik měsíců později objevili Curiovi druhý, ještě radioaktivnější prvek – radium.
```
```mediawiki
🔬 Fyzikální a chemické vlastnosti
Fyzikální vlastnosti
Polonium je stříbřitě šedý, měkký kov. Vyskytuje se ve dvou alotropických modifikacích. Za normální teploty je to α-forma s jednoduchou kubickou krystalovou strukturou, což je mezi kovy velmi vzácné. Nad 36 °C přechází na β-formu s romboedrickou strukturou.
Nejvýraznější vlastností polonia je jeho intenzivní radioaktivita. Izotop ²¹⁰Po je silný alfa zářič s poločasem rozpadu 138,4 dne. Radioaktivní rozpad uvolňuje obrovské množství energie, což způsobuje, že se prvek silně zahřívá. Jeden gram polonia-210 generuje přibližně 140 wattů tepla a může dosáhnout teploty přes 500 °C. Tato energie je také zodpovědná za charakteristickou modrou záři, kterou polonium emituje v důsledku excitace okolních molekul vzduchu.
Chemické vlastnosti
Chemicky se polonium podobá svým sousedům v periodické tabulce, zejména telluru a bismutu. Snadno se rozpouští ve zředěných kyselinách a tvoří růžově zbarvené roztoky iontů Po²⁺. Vytváří sloučeniny v oxidačních stavech -2, +2, +4 a +6, přičemž nejstabilnější je +4.
Vzhledem k extrémní radioaktivitě je studium jeho chemie velmi obtížné a nebezpečné. Vyžaduje specializované vybavení a postupy, protože i mikrogramová množství mohou být smrtelná. Radioaktivita také způsobuje radiolýzu (rozklad) jeho vlastních sloučenin a rozpouštědel. ```
```mediawiki
🌍 Výskyt a výroba
Přirozený výskyt
Polonium je jedním z nejvzácnějších prvků na Zemi. V přírodě se vyskytuje pouze jako produkt radioaktivního rozpadu těžších prvků. Konkrétně ²¹⁰Po je součástí rozpadové řady uranu-238. Nachází se proto ve všech uranových rudách, jako je smolinec. Jeho koncentrace je však extrémně nízká – v jedné tuně uranové rudy se nachází přibližně jen 100 mikrogramů (0,0001 gramu) polonia. Získávání polonia z přírodních zdrojů je proto naprosto neekonomické.
Stopová množství polonia-210 se nacházejí také v atmosféře, kam se uvolňuje z rozpadu radonu, a v tabákovém kouři. Tabákové rostliny ho absorbují z půdy a z fosfátových hnojiv, která obsahují stopy radia a olova-210, jež se rozpadají na polonium-210.
Umělá výroba
Prakticky veškeré polonium používané pro komerční a vojenské účely se vyrábí uměle v jaderných reaktorech. Výchozím materiálem je stabilní izotop bismutu, bismut-209 (²⁰⁹Bi). Terče z bismutu se ozařují proudem neutronů. Po záchytu neutronu se bismut-209 přemění na radioaktivní bismut-210 (²¹⁰Bi):
²⁰⁹Bi + n → ²¹⁰Bi
Bismut-210 se následně beta rozpadem s poločasem přibližně 5 dní přeměňuje na polonium-210:
²¹⁰Bi → ²¹⁰Po + β⁻
Po ozáření se polonium chemicky oddělí od zbývajícího bismutu. Celosvětová roční produkce se odhaduje na pouhých 100 gramů, přičemž hlavním producentem je .
```
```mediawiki
⚛️ Izotopy
Polonium má 33 známých izotopů, všechny jsou radioaktivní. Jejich nukleonová čísla se pohybují od 188 do 220. Nejstabilnějším izotopem je polonium-209 (²⁰⁹Po) s poločasem rozpadu 125 let, který se však v přírodě nevyskytuje a jeho výroba je složitá.
Nejdůležitějším a nejběžnějším izotopem je polonium-210 (²¹⁰Po).
- Poločas rozpadu: 138,376 dne.
- Druh rozpadu: Téměř výhradně alfa rozpad, při kterém se přeměňuje na stabilní izotop olova-206 (²⁰⁶Pb) a uvolňuje alfa částici (jádro helia).
- Energie alfa částice: 5,3 MeV.
Právě tato vlastnost – emise vysokoenergetických alfa částic a relativně krátký poločas rozpadu – činí z ²¹⁰Po jak užitečný zdroj energie, tak extrémně nebezpečnou látku. ```
```mediawiki
🛠️ Využití
Navzdory své nebezpečnosti má polonium několik specializovaných využití, která těží z jeho unikátních vlastností.
- Antistatická zařízení: Alfa záření z polonia-210 ionizuje vzduch v jeho okolí. Vzniklé ionty neutralizují statický náboj na površích. Tato zařízení se používají například v průmyslu při výrobě papíru, plastových fólií nebo v laboratořích k odstranění statické elektřiny z citlivých vah. Často mají podobu kartáčů nebo štětců.
- Zdroj tepla pro radioizotopové termoelektrické generátory (RTG): Díky vysokému tepelnému výkonu (140 W/g) se ²¹⁰Po používalo jako lehký zdroj energie pro vesmírné aplikace. Například sovětské lunární vozítko Lunochod bylo vybaveno topnou jednotkou s poloniem-210, která udržovala přístroje v teple během chladných lunárních nocí. Pro dlouhodobé mise je však vhodnější plutonium-238 kvůli mnohem delšímu poločasu rozpadu.
- Neutronový zdroj: V kombinaci s berylliem tvoří polonium kompaktní zdroj neutronů. Alfa částice emitované poloniem interagují s jádry beryllia, což vede k uvolnění neutronů. Tyto Po-Be zdroje se v minulosti používaly jako iniciátory (tzv. "triggers") pro spuštění řetězové reakce v prvních typech jaderných zbraní.
```
```mediawiki
☣️ Biologická role a toxicita
Polonium nemá žádnou známou biologickou roli a je pro živé organismy extrémně toxické. Jeho nebezpečnost nespočívá v chemické toxicitě, ale v intenzivní radiotoxicitě. Hmotnostně je polonium-210 považováno za jednu z nejjedovatějších známých látek, odhaduje se, že je asi 250 000krát toxičtější než kyanovodík.
Hlavní nebezpečí představuje vnitřní kontaminace – tedy požití, vdechnutí nebo vstřebání do krevního oběhu. Alfa částice, které polonium emituje, mají velmi krátký dosah (v tkáni jen několik desítek mikrometrů) a jsou zastaveny i listem papíru nebo vnější vrstvou kůže. Pokud se ale zdroj alfa záření dostane dovnitř těla, veškerá jeho destruktivní energie se uvolní na malém prostoru a způsobí masivní poškození buněk, DNA a tkání.
To vede k akutnímu radiačnímu syndromu, jehož příznaky zahrnují nevolnost, zvracení, vypadávání vlasů, poškození kostní dřeně a imunitního systému a selhání orgánů, které končí smrtí. Smrtelná dávka pro člověka se odhaduje na pouhý 1 mikrogram (pro požití) nebo i méně (pro vdechnutí).
Případ Alexandra Litviněnka
Polonium-210 se stalo celosvětově známým v listopadu 2006, kdy jím byl v Londýně otráven Alexandr Litviněnko, bývalý agent ruské tajné služby FSB a kritik Vladimira Putina. Litviněnko zemřel po třech týdnech na akutní radiační syndrom. Vyšetřovatelé zjistili, že mu byla smrtelná dávka ²¹⁰Po podána v šálku čaje během schůzky se dvěma bývalými ruskými agenty. Tento případ je považován za první známý příklad "jaderného terorismu" a vraždy pomocí takto exotického radionuklidu. ```
```mediawiki
👨🏫 Pro laiky: Proč je polonium tak nebezpečné?
Představte si radioaktivitu jako střelbu neviditelnými projektily. Různé radioaktivní prvky střílí různé druhy "municí".
- Gama záření je jako laserový paprsek – pronikne hluboko, ale nemusí hned vše zničit.
- Beta záření je jako střelba z brokovnice – menší projektily, které zastaví tenká překážka.
- Alfa záření, které produkuje polonium, je jako střelba z kanónu bowlingovou koulí. Koule (alfa částice) je obrovská a pomalá. Nedolétne daleko a zastaví ji i papírová stěna (vaše kůže). Zvenku je tedy relativně neškodná.
Problém nastane, když tento "kanón" propašujete dovnitř budovy (vašeho těla). Najednou začne střílet těžké bowlingové koule do vnitřních zdí, nábytku a vybavení (vašich buněk a orgánů). Na krátkou vzdálenost způsobí naprosto devastující škody.
Polonium-210 je jako miniaturní, neúnavný kanón, který vystřelí miliony těchto koulí každou sekundu. I mikroskopický kousek, který spolknete nebo vdechnete, dokáže zevnitř rozstřílet životně důležité orgány a způsobit smrtelnou nemoc z ozáření. Proto je považováno za jeden z nejúčinnějších jedů na světě. ```
```mediawiki