Polon (Po, łac. polonium) − pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 84, radioaktywny metal. W układzie okresowym leży w bloku p (grupa 16, okres 6). Polon bywa błędnie klasyfikowany jako półmetal, mimo że wykazuje on typowe właściwości metalu^[2][3].

Historia odkrycia

Pierwiastek ten został odkryty w 1898 r. przez Marię Skłodowską-Curie i Piotra Curie – w tym samym roku co rad. Curie nadała mu nazwę na cześć Polski (od łacińskiego słowa Polonia), która była wówczas pod zaborami, licząc na to, iż odkrycie nagłośni ten fakt na arenie międzynarodowej. Został on w ten sposób prawdopodobnie pierwszym pierwiastkiem, którego nazwa nosi w sobie wątek polityczny^[4].

Właściwości radioaktywne

Polon jest silnie radioaktywnym, srebrzystoszarym metalem. Jego właściwości fizyczne i chemiczne zbliżone są do selenu.

Jest silnym emiterem promieniowania alfa – miligram ²¹⁰Po emituje tyle samo cząstek alfa co 4,5 grama ²²⁶Ra. Próbka polonu emanuje niebieską poświatą – jest to efekt wzbudzenia otaczającego ją powietrza. Jeden gram polonu wydziela 140 watów mocy, ogrzewając się przy tym do ponad 500 °C^[6]. Z tego względu był on niegdyś używany jako lekkie źródło ciepła w satelitach i pojazdach kosmicznych, na przykład w radzieckich Łunochodach do ogrzewania podzespołów podczas zimnych nocy księżycowych. Obecnie jest jeszcze czasami stosowany jako wygodne, wysokowydajne źródło cząstek α.

Izotopy

Polon ma 33 izotopy z przedziału mas 188–220. Nie ma stabilnych izotopów. Najtrwalszy izotop 209, o okresie połowicznego rozpadu wynoszącym 103 lata, nie występuje naturalnie. Jego nukleosynteza, podobnie jak izotopu 208 (t_½ = 2,9 lat), wymaga bombardowania ołowiu lub bizmutu naładowanymi cząstkami (protonami, deuteronami lub cząstkami α) w synchrotronie^[7][8]. Najtrwalszym naturalnie występującym izotopem jest ²¹⁰Po o t_½ = 138,3 dnia. Produktem tego rozpadu jest stabilny izotop ołowiu ²⁰⁶Pb. Praktycznie wszystkie badania polonu prowadzone są z użyciem izotopu 210^[7].

Występowanie

Polon występuje w skorupie ziemskiej w śladowych ilościach w rudach uranu oraz jako tlenek. Jego stężenie w tych rudach jest jednak tak małe (7,4×10⁻¹¹ g ²¹⁰Po/g ²³⁸U), że przemysłowo opłaca się go otrzymywać na drodze bombardowania bizmutu neutronami^[7]:

20983Bi + 10n ^__͕ 21083Bi + γ ^{_t½ = 5,01 dnia_͕} 21084Po + β⁻ + ν_e

Powstały ²¹⁰Po jest oczyszczany przez destylację próżniową. Roczne naświetlanie kilograma bizmutu strumieniem 10²⁴ n/(cm²·s) daje ok. 25 mg ²¹⁰Po, co jest ilością niemożliwą do wyizolowania ze źródeł naturalnych^[7]. Światowa produkcja tego izotopu wynosi ok. 100 gramów rocznie^[6]. Ilość polonu w skorupie ziemskiej jest na tyle mała, że nie podaje się żadnych, nawet szacunkowych danych na ten temat. Jego zawartość w wodzie morskiej oceniana jest na 2×10⁻¹¹ ppb^[9].

Związki chemiczne

Znanych jest kilkanaście związków chemicznych polonu: tlenki PoO₂ i PoO₃, wodorek PoH₂, wodorotlenek Po(OH)₂, halogenki, np. PoCl₂, PoBr₄, siarczek PoS i związki metaloorganiczne. Związki te nie mają jednak żadnego praktycznego zastosowania ze względu na gigantyczny koszt produkcji samego polonu. PoF₆ był używany w latach sześćdziesiątych XX wieku w ZSRR jako aktywator lakierów luminescencyjnych stosowanych w świetlówkach, obecnie został już jednak zastąpiony tańszymi zamiennikami.

Oddziaływanie na organizmy żywe

Polon wprowadzony do organizmu jest silnie toksyczny. LD₅₀ dla polonu wynosi ok. 1 mikrograma, co czyni go około 50 000 razy bardziej trującym niż cyjanowodór. Emitowane cząstki alfa z łatwością niszczą strukturę tkanek ludzkiego organizmu, jeśli tylko dostanie się on tam poprzez inhalację, połknięcie lub absorpcję. Polon nie przenika przez skórę, toteż znajdując się na zewnątrz ciała nie stanowi tak wielkiego zagrożenia. Izotopy polonu ²¹²Po, ²¹⁴Po i ²¹⁸Po, jako produkty rozpadu radonu, w śladowych ilościach znajdują się w powietrzu wewnątrz pomieszczeń. Dodatkowe zagrożenie stwarza palenie tytoniu, do którego liści przenika polon obecny w nawozach fosforowych. Duże stężenie ²¹⁰Po stwierdzono w organizmie Aleksandra Litwinienki, otrutego w listopadzie 2006 roku w Londynie. Sól polonu, prawdopodobnie azotan, pochodził z jednego z rosyjskich reaktorów jądrowych i został mu podany w herbacie. Litwinienko zmarł po 23 dniach. Istnieją podejrzenia, że polonem mógł być otruty Jasir Arafat^[10].