El polonio es un elemento químico ; tiene símbolo Po y número atómico 84. Un metal raro y altamente radiactivo (aunque a veces clasificado como metaloide ) sin isótopos estables , el polonio es un calcógeno y químicamente similar al selenio y el telurio , aunque su carácter metálico se parece al de sus vecinos horizontales. en la tabla periódica : talio , plomo y bismuto . Debido a la corta vida media de todos sus isótopos, su aparición natural se limita a pequeñas trazas del fugaz polonio-210 (con una vida media de 138 días) en minerales de uranio , ya que es la penúltima hija del uranio- natural. 238 . Aunque existen isótopos de vida más larga, como la vida media de 124 años del polonio-209, son mucho más difíciles de producir. Hoy en día, el polonio se produce normalmente en cantidades de miligramos mediante la irradiación de neutrones del bismuto . Debido a su intensa radiactividad, que da como resultado la radiólisis de los enlaces químicos y el autocalentamiento radiactivo, su química se ha investigado principalmente a escala de trazas.
El polonio fue descubierto en julio de 1898 por Marie Skłodowska-Curie y Pierre Curie , cuando lo extrajeron del mineral de uranio pechblenda y lo identificaron únicamente por su fuerte radiactividad: fue el primer elemento descubierto de esta manera. El polonio lleva el nombre de Polonia, la tierra natal de Marie Curie . El polonio tiene pocas aplicaciones, y éstas están relacionadas con su radiactividad: calentadores en sondas espaciales , dispositivos antiestáticos , fuentes de neutrones y partículas alfa , y veneno , por ejemplo, el envenenamiento de Alexander Litvinenko . Es extremadamente peligroso para los humanos.
210 Po es un emisor alfa que tiene una vida media de 138,4 días; se desintegra directamente en su isótopo hijo estable , 206 Pb . Un miligramo (5 curies ) de 210 Po emite aproximadamente tantas partículas alfa por segundo como 5 gramos de 226 Ra , [3] lo que significa que es 5.000 veces más radiactivo que el radio. Unos pocos curios (1 curio equivale a 37 gigabequerelios , 1 Ci = 37 GBq) de 210 Po emiten un brillo azul causado por la ionización del aire circundante.
Aproximadamente una de cada 100.000 emisiones alfa provoca una excitación en el núcleo que luego da como resultado la emisión de un rayo gamma con una energía máxima de 803 keV. [4] [5]
El polonio es un elemento radiactivo que existe en dos alótropos metálicos . La forma alfa es el único ejemplo conocido de una estructura cristalina cúbica simple en una base de un solo átomo en STP ( grupo espacial Pm 3 m, no. 221). La celda unitaria tiene una longitud de borde de 335,2 picómetros ; la forma beta es romboédrica . [6] [7] [8] La estructura del polonio se ha caracterizado por difracción de rayos X [9] [10] y difracción de electrones . [11]
210 Po (en común con 238 Pu [ cita necesaria ] ) tiene la capacidad de transportarse por el aire con facilidad : si una muestra se calienta en el aire a 55 ° C (131 ° F), el 50% se vaporiza en 45 horas para formar moléculas diatómicas de Po 2 , a pesar de que el punto de fusión del polonio es 254 °C (489 °F) y su punto de ebullición es 962 °C (1764 °F). [12] [13] [1] Existe más de una hipótesis sobre cómo el polonio hace esto; una sugerencia es que pequeños grupos de átomos de polonio se desprenden debido a la desintegración alfa. [14]
La química del polonio es similar a la del telurio , aunque también muestra algunas similitudes con su vecino bismuto debido a su carácter metálico. El polonio se disuelve fácilmente en ácidos diluidos pero es sólo ligeramente soluble en álcalis . Las soluciones de polonio primero se colorean de rosa por los iones Po 2+ , pero luego rápidamente se vuelven amarillas porque la radiación alfa del polonio ioniza el solvente y convierte Po 2+ en Po 4+ . Como el polonio también emite partículas alfa después de la desintegración, este proceso va acompañado de burbujeo y emisión de calor y luz por parte de los objetos de vidrio debido a las partículas alfa absorbidas; como resultado, las soluciones de polonio son volátiles y se evaporarán en cuestión de días a menos que estén selladas. [15] [16] A un pH de aproximadamente 1, los iones de polonio se hidrolizan y forman complejos fácilmente con ácidos como el ácido oxálico , el ácido cítrico y el ácido tartárico . [17]
El polonio no tiene compuestos comunes y casi todos sus compuestos se crean sintéticamente; se conocen más de 50 de ellos. [18] La clase más estable de compuestos de polonio son las polonidas , que se preparan mediante reacción directa de dos elementos. El Na 2 Po tiene la estructura antifluorita , las polonidas de Ca , Ba, Hg, Pb y los lantánidos forman una red de NaCl, BePo y CdPo tienen la estructura de wurtzita y MgPo la estructura de arseniuro de níquel . La mayoría de las polonidas se descomponen al calentarlas a aproximadamente 600 °C, excepto el HgPo que se descompone a ~300 °C y las polonidas de lantánidos , que no se descomponen sino que se funden a temperaturas superiores a 1000 °C. Por ejemplo, la polonida de praseodimio (PrPo) se funde a 1250 °C y la de tulio (TmPo) a 2200 °C. [19] PbPo es uno de los pocos compuestos de polonio naturales, ya que el polonio alfa se desintegra para formar plomo . [20]
Hidruro de polonio ( PoH
2) es un líquido volátil a temperatura ambiente propenso a la disociación; es térmicamente inestable. [19] El agua es el único otro calcogenuro de hidrógeno conocido que es líquido a temperatura ambiente; sin embargo, esto se debe a los enlaces de hidrógeno. Los tres óxidos, PoO , PoO 2 y PoO 3 , son productos de la oxidación del polonio. [21]
Se conocen haluros de estructura PoX 2 , PoX 4 y PoF 6 . Son solubles en los haluros de hidrógeno correspondientes, es decir, PoCl X en HCl, PoBr X en HBr y PoI 4 en HI. [22] Los dihaluros de polonio se forman por reacción directa de los elementos o por reducción de PoCl 4 con SO 2 y de PoBr 4 con H 2 S a temperatura ambiente. Los tetrahaluros se pueden obtener haciendo reaccionar dióxido de polonio con HCl, HBr o HI. [23]
Otros compuestos de polonio incluyen la polonita, polonita de potasio; varias soluciones de polonato; y las sales de acetato , bromato , carbonato , citrato , cromato , cianuro , formiato , (II) o (IV) hidróxido, nitrato , selenato, selenito, monosulfuro, sulfato , disulfato o sulfito. [22] [24]
Se conoce una química de organopolonio limitada , principalmente restringida a polonuros de dialquilo y diaril (R 2 Po), haluros de triarilpolonio (Ar 3 PoX) y dihaluros de diarilpolonio (Ar 2 PoX 2 ). [25] [26] El polonio también forma compuestos solubles con algunos agentes quelantes , como el 2,3-butanodiol y la tiourea . [25]
El polonio tiene 42 isótopos conocidos, todos los cuales son radiactivos . Tienen masas atómicas que van desde 186 a 227 u . 210 Po (vida media de 138,376 días) es el más disponible y se produce mediante captura de neutrones mediante bismuto natural . El 209 Po de vida más larga (vida media de 124 años, el más largo de todos los isótopos de polonio) [2] y el 208 Po (vida media de 2,9 años) se pueden producir mediante el bombardeo con alfa, protones o deuterones de plomo o bismuto. en un ciclotrón . [32]
Llamado provisionalmente " radio F ", el polonio fue descubierto por Marie y Pierre Curie en julio de 1898, [33] [34] y recibió su nombre de la tierra natal de Marie Curie, Polonia ( latín : Polonia ). [35] [36] Polonia en ese momento estaba bajo la partición rusa , alemana y austrohúngara , y no existía como país independiente. Curie tenía la esperanza de que nombrar el elemento en honor a su tierra natal daría a conocer su falta de independencia. El polonio puede ser el primer elemento nombrado para resaltar una controversia política. [37]
Este elemento fue el primero descubierto por los Curie mientras investigaban la causa de la radiactividad de la pechblenda . La pechblenda, después de eliminar los elementos radiactivos uranio y torio , era más radiactiva que el uranio y el torio combinados. Esto impulsó a los Curie a buscar elementos radiactivos adicionales. En julio de 1898 separaron por primera vez el polonio de la pechblenda y, cinco meses después, también aislaron el radio . [15] [33] [38] El científico alemán Willy Marckwald aisló con éxito 3 miligramos de polonio en 1902, aunque en ese momento creía que se trataba de un elemento nuevo, al que denominó "radio-teluro", y no fue hasta 1905 que Se demostró que era lo mismo que el polonio. [39] [40]
En los Estados Unidos, el polonio se produjo como parte del Proyecto Dayton del Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial . El polonio y el berilio fueron los ingredientes clave del iniciador ' Uchin ' en el centro del pozo esférico de la bomba . [41] 'Urchin' inició la reacción nuclear en cadena en el momento de pronta criticidad para garantizar que el arma no fallara . 'Urchin' se utilizó en las primeras armas estadounidenses; Las armas estadounidenses posteriores utilizaron un generador de pulsos de neutrones para el mismo propósito. [41]
Gran parte de la física básica del polonio estuvo clasificada hasta después de la guerra. El hecho de que se utilizara un iniciador de polonio-berilio (Po-Be) en las armas nucleares tipo pistola estuvo clasificado hasta los años 1960. [42]
La Comisión de Energía Atómica y el Proyecto Manhattan financiaron experimentos humanos utilizando polonio en cinco personas en la Universidad de Rochester entre 1943 y 1947. A las personas se les administraron entre 9 y 22 microcurios (330 y 810 kBq ) de polonio para estudiar su excreción . [43] [44] [45]
El polonio es un elemento muy raro en la naturaleza debido a las cortas vidas medias de todos sus isótopos. Nueve isótopos, del 210 al 218 inclusive, se encuentran en trazas como productos de desintegración : 210 Po, 214 Po y 218 Po se encuentran en la cadena de desintegración del 238 U ; 211 Po y 215 Po ocurren en la cadena de desintegración de 235 U ; 212 Po y 216 Po ocurren en la cadena de desintegración de 232 Th ; y 213 Po y 217 Po ocurren en la cadena de desintegración de 237 Np . (No sobrevive ningún 237 Np primordial, pero sus rastros se regeneran continuamente a través de reacciones de eliminación (n,2n) en el 238 U natural.) [46] De estos, el 210 Po es el único isótopo con una vida media superior a 3 minutos. [47]
El polonio se puede encontrar en minerales de uranio en aproximadamente 0,1 mg por tonelada métrica (1 parte en 10 10 ), [48] [49] , que es aproximadamente el 0,2% de la abundancia de radio. Las cantidades contenidas en la corteza terrestre no son dañinas. Se ha encontrado polonio en el humo del tabaco procedente de hojas de tabaco cultivadas con fertilizantes fosfatados . [50] [51] [52]
Debido a que está presente en pequeñas concentraciones, el aislamiento del polonio de fuentes naturales es un proceso tedioso. El lote más grande jamás extraído del elemento, realizado en la primera mitad del siglo XX, contenía sólo 40 Ci (1,5 TBq) (9 mg) de polonio-210 y se obtuvo procesando 37 toneladas de residuos de la producción de radio. [53] Actualmente, el polonio se obtiene normalmente irradiando bismuto con neutrones o protones de alta energía. [15] [54]
En 1934, un experimento demostró que cuando el 209 Bi natural es bombardeado con neutrones , se crea 210 Bi, que luego decae a 210 Po mediante desintegración beta-menos. 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. [55] La purificación final se realiza piroquímicamente seguida de técnicas de extracción líquido-líquido. [56] Ahora se puede producir polonio en cantidades de miligramos mediante este procedimiento que utiliza altos flujos de neutrones que se encuentran en los reactores nucleares . [54] Sólo se producen unos 100 gramos cada año, prácticamente todo en Rusia, lo que hace que el polonio sea extremadamente raro. [57] [58]
Este proceso puede causar problemas en reactores nucleares refrigerados por metal líquido a base de plomo-bismuto , como los utilizados en el K-27 de la Armada Soviética . En estos reactores deben tomarse medidas para hacer frente a la posibilidad no deseada de que se libere 210 Po del refrigerante. [59] [60]
Los isótopos de polonio de vida más larga, 208 Po y 209 Po, pueden formarse mediante bombardeo de bismuto con protones o deuterones utilizando un ciclotrón . Otros isótopos más inestables y deficientes en neutrones pueden formarse mediante la irradiación de platino con núcleos de carbono . [61]
En la antigua Unión Soviética se produjeron fuentes de partículas alfa a base de polonio . [62] Estas fuentes se aplicaron para medir el espesor de revestimientos industriales mediante la atenuación de la radiación alfa. [63]
Debido a la intensa radiación alfa, una muestra de un gramo de 210 Po se calentará espontáneamente hasta más de 500 °C (932 °F), generando alrededor de 140 vatios de potencia. Por lo tanto, el 210 Po se utiliza como fuente de calor atómico para alimentar generadores termoeléctricos de radioisótopos a través de materiales termoeléctricos . [3] [15] [64] [65] Por ejemplo, se utilizaron fuentes de calor de 210 Po en los vehículos lunares Lunokhod 1 (1970) y Lunokhod 2 (1973) para mantener calientes sus componentes internos durante las noches lunares, así como los satélites Kosmos 84 y 90 (1965). [62] [66]
Las partículas alfa emitidas por el polonio se pueden convertir en neutrones utilizando óxido de berilio, a una velocidad de 93 neutrones por millón de partículas alfa. [64] Las mezclas de Po-BeO se utilizan como fuentes pasivas de neutrones con una relación de producción de rayos gamma y neutrones de 1,13 ± 0,05, inferior a la de las fuentes de neutrones basadas en fisión nuclear . [67] Ejemplos de mezclas o aleaciones de Po-BeO utilizadas como fuentes de neutrones son un disparador o iniciador de neutrones para armas nucleares [15] [68] y para inspecciones de pozos petroleros. En la Unión Soviética se utilizaban anualmente unas 1.500 fuentes de este tipo, con una actividad individual de 1.850 Ci (68 TBq). [69]
El polonio también formaba parte de cepillos o herramientas más complejas que eliminan cargas estáticas en placas fotográficas, fábricas textiles , rollos de papel, láminas de plástico y en sustratos (como los de automoción) antes de la aplicación de recubrimientos. [70] Las partículas alfa emitidas por el polonio ionizan las moléculas de aire que neutralizan las cargas en las superficies cercanas. [71] [72] Algunos cepillos antiestáticos contienen hasta 500 microcurios (20 MBq) de 210 Po como fuente de partículas cargadas para neutralizar la electricidad estática. [73] En los EE. UU., los dispositivos con no más de 500 μCi (19 MBq) de 210 Po (sellados) por unidad se pueden comprar en cualquier cantidad bajo una "licencia general", [74] lo que significa que el comprador no necesita estar registrado por cualquier autoridad. El polonio debe sustituirse en estos dispositivos casi todos los años debido a su corta vida media; también es altamente radiactivo y, por lo tanto, ha sido reemplazado en su mayor parte por fuentes de partículas beta menos peligrosas . [3]
A veces se utilizan pequeñas cantidades de 210 Po en el laboratorio y con fines didácticos, normalmente del orden de 4 a 40 kBq (0,11 a 1,08 μCi), en forma de fuentes selladas, con el polonio depositado sobre un sustrato o en una resina. o matriz polimérica, a menudo están exentos de licencia por parte de la NRC y autoridades similares, ya que no se consideran peligrosos. En los Estados Unidos se fabrican pequeñas cantidades de 210 Po para su venta al público como "fuentes de agujas" para experimentación en laboratorio, y las empresas de suministros científicos las venden al por menor. El polonio es una capa de revestimiento que a su vez está recubierta con un material como el oro, que permite el paso de la radiación alfa (utilizada en experimentos como cámaras de niebla) evitando al mismo tiempo que el polonio se libere y presente un peligro tóxico. [ cita necesaria ]
Firestone comercializó bujías de polonio entre 1940 y 1953. Si bien la cantidad de radiación de las bujías era minúscula y no representaba una amenaza para el consumidor, los beneficios de dichas bujías disminuyeron rápidamente después de aproximadamente un mes debido a la corta vida media del polonio y a que la acumulación en los conductores bloquearía la radiación que mejoraba el rendimiento del motor. (La premisa detrás de la bujía de polonio, así como del prototipo de bujía de radio de Alfred Matthew Hubbard que la precedió, era que la radiación mejoraría la ionización del combustible en el cilindro y así permitiría que el motor se disparara más rápida y eficientemente.) [75] [76]
El polonio puede ser peligroso y no tiene ningún papel biológico. [15] En masa, el polonio-210 es alrededor de 250.000 veces más tóxico que el cianuro de hidrógeno (la LD 50 para 210 Po es menos de 1 microgramo para un adulto promedio (ver más abajo) en comparación con aproximadamente 250 miligramos para el cianuro de hidrógeno [77] ). . El principal peligro es su intensa radiactividad (como emisor alfa), lo que dificulta su manipulación con seguridad. Incluso en cantidades de microgramos , la manipulación de 210 Po es extremadamente peligrosa y requiere equipo especializado (una caja de guantes alfa de presión negativa equipada con filtros de alto rendimiento), monitoreo adecuado y procedimientos de manipulación estrictos para evitar cualquier contaminación. Las partículas alfa emitidas por el polonio dañarán fácilmente el tejido orgánico si se ingiere, inhala o absorbe, aunque no penetran en la epidermis y, por lo tanto, no son peligrosas mientras las partículas alfa permanezcan fuera del cuerpo. El uso de guantes intactos y químicamente resistentes es una precaución obligatoria para evitar la difusión transcutánea del polonio directamente a través de la piel . El polonio administrado en ácido nítrico concentrado puede difundirse fácilmente a través de guantes inadecuados (p. ej., guantes de látex ) o el ácido puede dañar los guantes. [78]
El polonio no tiene propiedades químicas tóxicas. [79]
Se ha informado que algunos microbios pueden metilar el polonio mediante la acción de la metilcobalamina . [80] [81] Esto es similar a la forma en que el mercurio , el selenio y el telurio se metilan en los seres vivos para crear compuestos organometálicos . Los estudios que investigan el metabolismo del polonio-210 en ratas han demostrado que sólo del 0,002 al 0,009% del polonio-210 ingerido se excreta como polonio-210 volátil. [82]
La dosis letal media (LD50 ) para la exposición aguda a la radiación es de aproximadamente 4,5 Sv . [83] La dosis equivalente efectiva comprometida de 210 Po es 0,51 µSv/ Bq si se ingiere y 2,5 µSv/Bq si se inhala. [84] Una dosis mortal de 4,5 Sv puede ser causada por la ingestión de 8,8 MBq (240 μCi), aproximadamente 50 nanogramos (ng), o la inhalación de 1,8 MBq (49 μCi), aproximadamente 10 ng. Así pues, en teoría , un gramo de 210 Po podría envenenar a 20 millones de personas, de las cuales 10 millones morirían. La toxicidad real del 210 Po es inferior a estas estimaciones porque la exposición a la radiación que se extiende a lo largo de varias semanas (la vida media biológica del polonio en humanos es de 30 a 50 días [85] ) es algo menos dañina que una dosis instantánea. Se ha estimado que una dosis letal media de 210 Po es de 15 megabecquerelios (0,41 mCi), o 0,089 microgramos (μg), una cantidad aún extremadamente pequeña. [86] [87] A modo de comparación, un grano de sal de mesa equivale aproximadamente a 0,06 mg = 60 μg. [88]
Además de los efectos agudos, la exposición a la radiación (tanto interna como externa) conlleva un riesgo a largo plazo de muerte por cáncer del 5 al 10% por Sv. [83] La población general está expuesta a pequeñas cantidades de polonio como derivado del radón en el aire interior; Se cree que los isótopos 214 Po y 218 Po causan la mayoría [89] de las 15.000 a 22.000 muertes por cáncer de pulmón que se estiman cada año en los EE. UU. y que se han atribuido al radón en interiores. [90] Fumar tabaco provoca una exposición adicional al polonio. [91]
La carga corporal máxima permitida de 210 Po ingerido es de sólo 1,1 kBq (30 nCi), lo que equivale a una partícula con una masa de sólo 6,8 picogramos. La concentración máxima permitida en el lugar de trabajo de 210 Po en el aire es de aproximadamente 10 Bq/m 3 (3 × 10 −10 µCi/cm 3 ). [92] Los órganos diana del polonio en humanos son el bazo y el hígado . [93] Como el bazo (150 g) y el hígado (1,3 a 3 kg) son mucho más pequeños que el resto del cuerpo, si el polonio se concentra en estos órganos vitales, constituye una amenaza mayor para la vida que la dosis que Lo sufriría (en promedio) todo el cuerpo si se distribuyera uniformemente por todo el cuerpo, del mismo modo que el cesio o el tritio (como T 2 O). [ cita necesaria ]
El 210 Po se utiliza ampliamente en la industria y está disponible con poca regulación o restricción. [94] } [95] En Estados Unidos, se implementó en 2007 un sistema de seguimiento administrado por la Comisión Reguladora Nuclear para registrar compras de más de 16 curios (590 GBq) de polonio-210 (suficiente para preparar 5.000 dosis letales). La OIEA "se dice que está considerando regulaciones más estrictas... Se habla de que podría endurecer el requisito de presentación de informes sobre polonio en un factor de 10, a 1,6 curies (59 GBq)". [96] A partir de 2013, este sigue siendo el único material subproducto emisor alfa disponible, como Cantidad Exenta de la NRC, que puede mantenerse sin una licencia de material radiactivo. [ cita necesaria ]
El polonio y sus compuestos deben manipularse con precaución dentro de cajas especiales con guantes alfa , equipadas con filtros HEPA y mantenidas continuamente en depresión para evitar que los materiales radiactivos se filtren. Los guantes hechos de caucho natural ( látex ) no resisten adecuadamente los ataques químicos, entre ellos los del ácido nítrico concentrado (por ejemplo, HNO 3 6 M ), comúnmente utilizado para mantener el polonio en solución y al mismo tiempo minimizar su absorción en el vidrio. No brindan suficiente protección contra la contaminación por polonio ( difusión de la solución 210 Po a través de la membrana de látex intacta, o peor aún, contacto directo a través de pequeños agujeros y grietas que se producen cuando el látex comienza a sufrir degradación por ácidos o rayos UV de la luz ambiental); Se necesitan guantes quirúrgicos adicionales (dentro de la guantera para proteger los guantes principales cuando se manipulan ácidos y bases fuertes, y también desde el exterior para proteger las manos del operador contra la contaminación de 210 Po por difusión o contacto directo a través de guantes defectuosos). Los guantes de neopreno y butilo , químicamente más resistentes y también más densos, protegen mejor las partículas alfa emitidas por el polonio que el caucho natural. [97] No se recomienda el uso de guantes de caucho natural para manipular soluciones de 210 Po.
A pesar de las propiedades altamente peligrosas del elemento, las circunstancias en las que puede ocurrir el envenenamiento por polonio son raras. Su extrema escasez en la naturaleza, las cortas vidas medias de todos sus isótopos, las instalaciones y equipos especializados necesarios para obtener cualquier cantidad significativa y las precauciones de seguridad contra accidentes de laboratorio hacen que los eventos de exposición perjudiciales sean improbables. Como tal, sólo se han confirmado unos pocos casos de envenenamiento por radiación específicamente atribuibles a la exposición al polonio. [ cita necesaria ]
En respuesta a las preocupaciones sobre los riesgos de la exposición ocupacional al polonio, se administraron cantidades de 210 Po a cinco voluntarios humanos en la Universidad de Rochester entre 1944 y 1947, para estudiar su comportamiento biológico. Estos estudios fueron financiados por el Proyecto Manhattan y la AEC. Participaron cuatro hombres y una mujer, todos padecían cánceres terminales y tenían edades comprendidas entre los treinta y los cuarenta años; todos fueron elegidos porque los experimentadores querían sujetos que no hubieran estado expuestos al polonio ni por trabajo ni por accidente. [98] Se inyectó 210 Po a cuatro pacientes hospitalizados y se le administró por vía oral a un quinto. Ninguna de las dosis administradas (todas entre 0,17 y 0,30 μ Ci kg −1 ) se aproximaron a cantidades mortales. [99] [98]
La primera muerte documentada como resultado directo del envenenamiento por polonio ocurrió en la Unión Soviética , el 10 de julio de 1954. [100] [101] Un hombre no identificado de 41 años se presentó para recibir tratamiento médico el 29 de junio, con vómitos intensos y fiebre; El día anterior había estado trabajando durante cinco horas en una zona en la que, sin que él lo supiera, una cápsula que contenía 210 Po se había despresurizado y comenzado a dispersarse en forma de aerosol. Durante este período, su ingesta total de 210 Po en el aire se estimó en 0,11 GBq (casi 25 veces la LD 50 estimada por inhalación de 4,5 MBq). A pesar del tratamiento, su condición siguió empeorando y murió 13 días después del evento de exposición. [100]
De 1955 a 1957, Windscale Piles había estado liberando polonio-210. El incendio de Windscale generó la necesidad de realizar pruebas en la tierra a favor del viento para detectar contaminación por materiales radiactivos, y así fue como se descubrió. Se ha realizado una estimación de 8,8 terabecquerelios (240 Ci) de polonio-210.
También se ha sugerido que la muerte de Irène Joliot-Curie en 1956 por leucemia se debió a los efectos de la radiación del polonio. Quedó expuesta accidentalmente en 1946 cuando una cápsula sellada del elemento explotó en la mesa de su laboratorio. [102]
Además, se alega que varias muertes en Israel durante 1957-1969 fueron el resultado de la exposición al 210 Po. [103] Se descubrió una fuga en un laboratorio del Instituto Weizmann en 1957. Se encontraron rastros de 210 Po en manos del profesor Dror Sadeh, un físico que investigaba materiales radiactivos. Las pruebas médicas no indicaron ningún daño, pero las pruebas no incluyeron la médula ósea. Sadeh, uno de sus alumnos y dos colegas murieron de varios cánceres en los años siguientes. El asunto se investigó en secreto, pero nunca hubo una admisión formal de una conexión entre la filtración y las muertes. [104]
Se informa que el derrame del molino de uranio de Church Rock el 16 de julio de 1979 liberó polonio-210 . El informe afirma que los animales tenían concentraciones más altas de plomo-210, polonio-210 y radio-226 que los tejidos de los animales de control. [105]
Se identificó que la causa de la muerte en 2006 de Alexander Litvinenko , un ex agente ruso del FSB que había desertado al Reino Unido en 2001, fue el envenenamiento con una dosis letal de 210 Po; [106] [107] Posteriormente se determinó que el 210 Po probablemente le había sido administrado deliberadamente por dos ex agentes de seguridad rusos, Andrey Lugovoy y Dmitry Kovtun . [108] [109] Como tal, la muerte de Litvinenko fue el primer (y, hasta la fecha, el único) caso confirmado en el que la extrema toxicidad del polonio se ha utilizado con intenciones maliciosas. [110] [111] [112]
En 2011, surgió una acusación de que la muerte del líder palestino Yasser Arafat , que murió el 11 de noviembre de 2004 por causas inciertas, también se debió a un envenenamiento deliberado con polonio, [113] [114] y, en julio de 2012, concentraciones de 210 Po muchas veces mayores. de lo normal fueron detectados en la ropa y pertenencias personales de Arafat por el Instituto de Radiofísica de Lausana, Suiza. [115] [116] Aunque los síntomas de Arafat eran gastroenteritis aguda con diarrea y vómitos, [117] el portavoz del instituto dijo que a pesar de las pruebas, los síntomas descritos en los informes médicos de Arafat no eran consistentes con el envenenamiento por 210 Po, y no se podían sacar conclusiones. . [116] En 2013, el equipo encontró niveles de polonio en las costillas y la pelvis de Arafat de 18 a 36 veces el promedio, [118] [119] a pesar de que en ese momento la cantidad había disminuido en un factor de 2 millones. [120] El científico forense Dave Barclay declaró: "En mi opinión, es absolutamente seguro que la causa de su enfermedad fue el envenenamiento por polonio... Lo que tenemos es la prueba irrefutable: lo que causó su enfermedad y le fue dado a él con malicia." [117] [118] Posteriormente, los equipos franceses y rusos afirmaron que los niveles elevados de 210 Po no fueron el resultado de un envenenamiento deliberado y no causaron la muerte de Arafat. [121] [122]
También se sospecha que el empresario ruso Roman Tsepov fue asesinado con polonio. Tenía síntomas similares a los de Aleksander Litvinenko. [123]
Se ha sugerido que se pueden utilizar agentes quelantes , como la antilewisita británica ( dimercaprol ), para descontaminar a los seres humanos. [124] En un experimento, se administró a ratas una dosis letal de 1,45 MBq/kg (8,7 ng/kg) de 210 Po; todas las ratas no tratadas murieron después de 44 días, pero el 90% de las ratas tratadas con el agente quelante HOEtTTC permanecieron vivas durante cinco meses. [125]
El polonio-210 puede cuantificarse en muestras biológicas mediante espectrometría de partículas alfa para confirmar un diagnóstico de intoxicación en pacientes hospitalizados o para proporcionar evidencia en una investigación médico-legal de muerte. La excreción urinaria inicial de polonio-210 en personas sanas debido a la exposición rutinaria a fuentes ambientales normalmente está en un rango de 5 a 15 mBq/día. Los niveles superiores a 30 mBq/día sugieren una exposición excesiva al radionucleido. [126]
El polonio-210 está muy extendido en la biosfera , incluidos los tejidos humanos, debido a su posición en la cadena de desintegración del uranio-238 . El uranio-238 natural en la corteza terrestre se desintegra a través de una serie de intermedios radiactivos sólidos, incluido el radio-226 , hasta convertirse en el gas noble radiactivo radón-222 , parte del cual, durante su vida media de 3,8 días, se difunde en la atmósfera. Allí se desintegra mediante varios pasos más hasta convertirse en polonio-210, gran parte del cual, durante su vida media de 138 días, regresa a la superficie de la Tierra, entrando así en la biosfera, antes de desintegrarse finalmente hasta convertirse en plomo -206 estable . [127] [128] [129]
Ya en la década de 1920, el biólogo francés Antoine Lacassagne , utilizando polonio proporcionado por su colega Marie Curie , demostró que el elemento tiene un patrón específico de absorción en los tejidos de los conejos, con altas concentraciones, particularmente en el hígado , los riñones y los testículos . [130] Evidencia más reciente sugiere que este comportamiento se debe a que el polonio sustituye a su congénere azufre, también en el grupo 16 de la tabla periódica, en aminoácidos que contienen azufre o moléculas relacionadas [131] y que patrones similares de distribución ocurren en humanos. tejidos. [132] De hecho, el polonio es un elemento presente de forma natural en todos los seres humanos, que contribuye apreciablemente a la dosis de fondo natural, con amplias variaciones geográficas y culturales, y niveles particularmente altos en los residentes del Ártico, por ejemplo. [133]
El polonio-210 presente en el tabaco contribuye a muchos de los casos de cáncer de pulmón en todo el mundo. La mayor parte de este polonio se deriva del plomo-210 depositado en la atmósfera en las hojas de tabaco; El plomo-210 es un producto del gas radón-222 , gran parte del cual parece originarse de la descomposición del radio-226 de los fertilizantes aplicados a los suelos de tabaco. [52] [134] [135] [136] [137]
La presencia de polonio en el humo del tabaco se conoce desde principios de los años sesenta. [138] [139] Algunas de las empresas tabacaleras más grandes del mundo investigaron formas de eliminar la sustancia, sin éxito, durante un período de 40 años. Los resultados nunca fueron publicados. [52]
El polonio se encuentra en la cadena alimentaria, especialmente en los mariscos. [140] [141]
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )Traducción en inglés.{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )Se llega a la conclusión de que es probable que 0,1 a 0,3 GBq o más absorbidos en la sangre de un varón adulto sean mortales en 1 mes.
Esto corresponde a la ingestión de 1 a 3 GBq o más, suponiendo una absorción del 10% en la sangre.
{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
