El polonio-210 ( 210 Po, Po-210, históricamente radio F ) es un isótopo del polonio . Sufre desintegración alfa hasta estabilizar 206 Pb con una vida media de 138,376 días (aproximadamente 4+1 ⁄ meses ), la vida media más larga de todos los isótopos de polonio naturales( 210–218 Po). [1] Identificado por primera vez en 1898, y que también marcó el descubrimiento del elemento polonio, el 210 Po se genera en la cadena de desintegración del uranio-238 y el radio-226 . 210 Po es un contaminante importante en el medio ambiente y afecta principalmente a los mariscos y al tabaco . Su extrema toxicidad se atribuye a la intensa radiactividad, principalmente debida a las partículas alfa , que fácilmente causan daños por radiación, incluido cáncer en el tejido circundante. La actividad específica de210
Po es 166 TBq/g, es decir , 1,66 × 10 14 Bq/g. Al mismo tiempo, los detectores de radiación habituales no detectan fácilmente el 210 Po, porque sus rayos gamma tienen una energía muy baja. Por lo tanto,210
Po puede considerarse como un emisor alfa casi puro.
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En 1898, Marie y Pierre Curie descubrieron una sustancia fuertemente radiactiva en la pechblenda y determinaron que se trataba de un elemento nuevo; fue uno de los primeros elementos radiactivos descubiertos. Una vez identificado como tal, nombraron al elemento polonio en honor al país de origen de Marie, Polonia . Willy Marckwald descubrió una actividad radiactiva similar en 1902 y la llamó radiotelurio , y aproximadamente al mismo tiempo, Ernest Rutherford identificó la misma actividad en su análisis de la cadena de desintegración del uranio y la llamó radio F (originalmente radio E ). En 1905, Rutherford concluyó que todas estas observaciones se debían a la misma sustancia, 210 Po. Otros descubrimientos y el concepto de isótopos, propuesto por primera vez en 1913 por Frederick Soddy , colocaron firmemente al 210 Po como el penúltimo paso en la serie del uranio . [3]
En 1943, se estudió el 210 Po como posible iniciador de neutrones en armas nucleares , como parte del Proyecto Dayton . En las décadas siguientes, la preocupación por la seguridad de los trabajadores que manipulaban 210 Po llevó a estudios exhaustivos sobre sus efectos en la salud. [4]
En la década de 1950, los científicos de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos en Mound Laboratories , Ohio, exploraron la posibilidad de utilizar 210 Po en generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) como fuente de calor para alimentar satélites. En 1958 se desarrolló una batería atómica de 2,5 vatios que utilizaba 210 Po. Sin embargo, se eligió el isótopo plutonio-238 , ya que tiene una vida media más larga, de 87,7 años. [5]
El polonio-210 se utilizó para matar al disidente ruso y ex oficial del FSB Alexander V. Litvinenko en 2006, [6] [7] y se sospechaba como una posible causa de la muerte de Yasser Arafat , luego de la exhumación y el análisis de su cadáver en 2012-2013. . [8] Es posible que el radioisótopo también se haya utilizado para matar a Yuri Shchekochikhin , Lecha Islamov y Roman Tsepov . [9]
210 Po es un emisor alfa que tiene una vida media de 138,376 días; [1] desintegra directamente a 206 Pb estable . La mayoría de las veces, el 210 Po decae únicamente por emisión de una partícula alfa , no por emisión de una partícula alfa y un rayo gamma ; aproximadamente una de cada 100.000 desintegraciones da como resultado la emisión de un rayo gamma. [10]
Esta baja tasa de producción de rayos gamma hace que sea más difícil encontrar e identificar este isótopo. En lugar de la espectroscopia de rayos gamma , la espectroscopia alfa es el mejor método para medir este isótopo.
Debido a su vida media mucho más corta, un miligramo de 210 Po emite tantas partículas alfa por segundo como 5 gramos de 226 Ra . [11] Unos pocos curios de 210 Po emiten un brillo azul causado por la excitación del aire circundante.
El 210 Po se encuentra en cantidades mínimas en la naturaleza, donde es el penúltimo isótopo en la cadena de desintegración en serie del uranio . Se genera mediante desintegración beta a partir de 210 Pb y 210 Bi .
El proceso s astrofísico finaliza con la desintegración de 210 Po, ya que el flujo de neutrones es insuficiente para provocar más capturas de neutrones en la corta vida útil de 210 Po. En cambio, 210 Po alfa decae a 206 Pb, que luego captura más neutrones para convertirse en 210 Po y repite el ciclo, consumiendo así los neutrones restantes. Esto da como resultado una acumulación de plomo y bismuto y garantiza que los elementos más pesados, como el torio y el uranio, solo se produzcan en el proceso r , que es mucho más rápido . [12]
Aunque el 210 Po se encuentra en pequeñas cantidades en la naturaleza, no es lo suficientemente abundante (0,1 ppb ) para que la extracción del mineral de uranio sea factible. En cambio, la mayor parte del 210 Po se produce sintéticamente, mediante bombardeo de neutrones del 209 Bi en un reactor nuclear . Este proceso convierte 209 Bi en 210 Bi, que decae beta a 210 Po con una vida media de cinco días. Mediante este método, se producen aproximadamente 8 gramos (0,28 oz) de 210 Po en Rusia y se envían a los Estados Unidos cada mes para aplicaciones comerciales. [4] Al irradiar ciertas sales de bismuto que contienen núcleos de elementos ligeros como el berilio, también se puede inducir una reacción en cascada (α,n) para producir 210 Po en grandes cantidades. [13]
La producción de polonio-210 es una desventaja de los reactores enfriados con eutéctico de plomo-bismuto en lugar de plomo puro. Sin embargo, dadas las propiedades eutécticas de esta aleación, algunos diseños de reactores de Generación IV propuestos todavía dependen del plomo-bismuto.
Un solo gramo de 210 Po genera 140 vatios de potencia. [14] Debido a que emite muchas partículas alfa , que se detienen en una distancia muy corta en medios densos y liberan su energía, el 210 Po se ha utilizado como fuente de calor ligera para alimentar células termoeléctricas en satélites artificiales ; por ejemplo, también había una fuente de calor de 210 Po en cada uno de los rovers Lunokhod desplegados en la superficie de la Luna , para mantener calientes sus componentes internos durante las noches lunares. [15] Algunos cepillos antiestáticos, utilizados para neutralizar la electricidad estática en materiales como películas fotográficas, contienen unos pocos microcurios de 210 Po como fuente de partículas cargadas. [16] El 210 Po también se utilizó en iniciadores de bombas atómicas mediante la reacción (α,n) con berilio . [17] Las pequeñas fuentes de neutrones que dependen de la reacción (α,n) también suelen utilizar polonio como una fuente conveniente de partículas alfa debido a sus emisiones gamma comparativamente bajas (lo que permite un fácil blindaje) y su alta actividad específica .
210 Po es extremadamente tóxico; Éste y otros isótopos de polonio son algunas de las sustancias más radiotóxicas para los humanos. [6] [18] Dado que un microgramo de 210 Po es más que suficiente para matar a un adulto promedio, es 250.000 veces más tóxico que el cianuro de hidrógeno en peso. [19] Un gramo de 210 Po sería hipotéticamente suficiente para matar a 50 millones de personas y enfermar a otros 50 millones. [6] Esto es consecuencia de su radiación alfa ionizante , ya que las partículas alfa son especialmente dañinas para los tejidos orgánicos del interior del cuerpo. Sin embargo, el 210 Po no supone ningún riesgo de radiación cuando se encuentra fuera del cuerpo. [20] Las partículas alfa que produce no pueden penetrar la capa externa de células muertas de la piel. [21]
La toxicidad del 210 Po se debe enteramente a su radiactividad. No es químicamente tóxico en sí mismo, pero su solubilidad en solución acuosa , así como la de sus sales, plantea un peligro porque en solución se facilita su propagación por el cuerpo. [6] La ingesta de 210 Po se produce principalmente a través de aire, alimentos o agua contaminados, así como a través de heridas abiertas. Una vez dentro del cuerpo, el 210 Po se concentra en los tejidos blandos (especialmente en el sistema reticuloendotelial ) y en el torrente sanguíneo . Su vida media biológica es de aproximadamente 50 días. [22]
En el medio ambiente, el 210 Po puede acumularse en los mariscos. [23] Se ha detectado en varios organismos en el Mar Báltico , donde puede propagarse y, por lo tanto, contaminar la cadena alimentaria. [18] También se sabe que el 210 Po contamina la vegetación, principalmente debido a la descomposición del radón-222 atmosférico y la absorción del suelo. [24]
En particular, 210 Po se adhiere a las hojas de tabaco y se concentra en ellas. [4] [22] Ya en 1964 se documentaron concentraciones elevadas de 210 Po en el tabaco, por lo que se descubrió que los fumadores de cigarrillos estaban expuestos a dosis considerablemente mayores de radiación del 210 Po y su pariente 210 Pb. [24] Los fumadores empedernidos pueden estar expuestos a la misma cantidad de radiación (las estimaciones varían de 100 µSv [18] a 160 mSv [25] por año) que los individuos en Polonia a la lluvia radiactiva de Chernobyl que viajaban desde Ucrania. [18] Como resultado, el 210 Po es más peligroso cuando se inhala del humo del cigarrillo. [26]
El polonio-210 se ha utilizado en asesinatos silenciosos. Se encontraron cantidades significativas en el cuerpo de Alexander Litvinenko [27] en el momento de su asesinato en Londres en 2006.
![{\displaystyle \mathrm {^{210}_{\ 84}Po\ {\xrightarrow[{138.376\ d}]{}}\ _{\ 82}^{206}Pb\ +_{\ 2}^{ \ 4}Él} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/284da02d50c3b36c9caaca8bb97afe36da8b41c5)