Polonyum (Po) çok nadir görülen ve oldukça uçucu bir radyoaktif metaldir. 1898 yılında Polonya-Fransız fizikçi Marie Curie’nin polonyum keşfinden önce bilinen radyoaktif elementler olan uranyum ve toryumdur. Curie anavatanı Polonya olduğu için bu radyoaktif elemente polonyum adını vermiştir. Polonyum, bazı tehdit edici uygulamaların haricinde insanlar için çok kullanışlı değildir. İlk atom bombasında tetikleyici olarak kullanılmıştır ve birkaç şüpheli ölümde tespit edilmiştir, ayrıca yüksek profilli bir zehirdir. Ticari uygulamalarda polonyum, zaman zaman makine veya tozdaki statik elektriği fotografik filmden çıkarmak için kullanılır. Ayrıca uzay uydularındaki termoelektrik enerji için hafif bir ısı kaynağı olarak da kullanılmaktadır.

Sınıflandırma

Polonyum Grup 16’da ve periyodik elementler tablosunda 6. periyodda bulunur. Kraliyet Kimya Derneği’ne göre, polonyumun elektrik iletkenliği sıcaklık arttıkça azaldığı için metal olarak sınıflandırılmaktadır. Bu element, oksijen ailesi olarak da bilinen bir element grubu olan kalkojenlerin en ağır metalidir ve tüm kalkojenler bakır cevherlerinde bulunur. Kalkojen grubundaki diğer elementler arasında oksijen, kükürt,

selenyum ve tellür bulunur. Polonyum bilinen 33 izotop (farklı sayıda nötron ile aynı elementin atomları) vardır ve hepsi radyoaktifdir. Bu elementin radyoaktif dengesizliği, atom bombalarında kullanım için bu elementi uygun bir aday yapan özelliktir.

Fiziksel Özellikleri

• Atom numarası (çekirdekteki proton sayısı): 84
• Atom sembolü (elementlerin periyodik cetvelinde): Po
• Atom ağırlığı (atomun ortalama kütlesi): 209
• Yoğunluk: Santimetreküp başına 9,32 gram
• Oda sıcaklığında faz: Katı
• Erime noktası: 489,2 derece Fahrenheit (254 santigrat derece)
• Kaynama noktası: 1.763,6 derece F (962 derece C)
• En yaygın izotop: Sadece 138 günlük yarı ömre sahip olması Po-210

Keşfi

Polonya-Fransız fizikçi Marie Curie ve eşi Pierre Curie, polonyumu keşfettiğinde, doğal olarak meydana gelen, uranyum bakımından zengin cevherde uraninit (pitchblende) adlı radyoaktivite kaynağını aramışlardır. İki tanesi, rafine edilmemiş uraninit’in ondan ayrılan uranyumdan daha radyoaktif olduğunu fark etmişler ve bu nedenle, uraninit ‘in en az bir başka radyoaktif element barındırması gerektiğine karar vermişlerdir. Curies, mineraller içindeki bileşikleri kimyasal olarak ayırabilmeleri için bir miktar uraninit satın almışlardır. Uluslararası aylar süren çalışmaların ardından nihayet radyoaktif elementi izole etmişlerdir. Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği’ne (IUPAC) göre, uranyumdan 400 kat daha fazla radyoaktif madde bulunmaktadır. Polonyum ayıklamak zordur, çünkü küçük miktarlarda bulunur; 1 ton uranyum cevheri sadece 100 mikrogram (0,0001 gram) polonyum içerir. Bununla birlikte, Kraliyet Kimya Derneği’ne göre, Marie Curies şu anda polonyum-209 olarak bildiğimiz izotopu çıkarmayı başarmıştır.

Kaynakları

Toprakta ve havada Po-210 izleri bulunur. Örneğin, Po-210, bozunma radyumunun bir sonucu olan radon-222 gazının çürümesi sırasında üretilir. Buna karşılık, radyum bir bozunma ürünü olan uranyum hemen hemen tüm kayalar ve kaya oluşan toprakta mevcuttur. Likenler polonyumu doğrudan atmosferden emebilirler. Kuzey bölgelerinde ren geyiği yiyen insanlar kanlarında daha fazla polonyum konsantrasyonuna sahip olabilirler, çünkü ren geyiği liken tüketmektedir.
Polonyum nadir bir doğal element olarak kabul edilir. Jefferson Laboratuvarı’na göre, uranyum cevherlerinde bulunmasına rağmen, 1 ton (0,9 metrik ton) uranyum cevherinde sadece yaklaşık 100 mikrogram polonyum bulunduğundan, elde edilmesi ekonomik değildir. Bunun yerine, bir nükleer reaktörde bizmut-209’u (kararlı bir izotop) nötronlarla bombardıman ederek polonyum elde edilir. Bu, Kraliyet Kimya Derneği’ne göre, radyoaktif bizmut-210’u yaratır ve daha sonra beta bozunması adı verilen bir işlemle polonyuma bozulur. Amerika Birleşik Devletleri Nükleer Düzenleme Komisyonu’na göre her yıl dünya çapında polonyum-210 sadece yaklaşık 100 gram (3,5 ons) üretildiğini tahmin etmektedir.

Ticari Kullanımları

Radyoaktivitesinin yüksek olmasından dolayı, polonyumun çok az ticari uygulaması vardır. Bu elementin sınırlı kullanımları arasında, makinelerde statik elektriğin ortadan kaldırılması ve fotoğraf filmindeki tozun giderilmesi bulunmaktadır. Her iki uygulamada da kullanıcıyı korumak için polonyum dikkatlice kapatılmalıdır. Bu element ayrıca uydulardaki ve diğer uzay araçlarındaki termoelektrik güç için hafif bir ısı kaynağı olarak da kullanılır. Bunun nedeni, polonyumun hızla çürümesi ve olduğu gibi, ısı şeklinde büyük miktarda enerji salmasıdır. Kraliyet Kimya Derneği’ne göre, sadece bir gram polonyum bozulduğunda 500 derece C (932 derece F) sıcaklığa ulaşacaktır.

Atom Bombası

II. Dünya Savaşı’nın ortasında, Mühendisler Ordusu, dünyanın ilk nükleer silahlarını üreten çok gizli bir araştırma ve geliştirme programı olan Manhattan Mühendis Bölgesi’ni organize etmeye başlamışlardır. 1940’lı yıllardan önce, polonyumu nerede kullanacaklarını bilmediklerinden ve bunun hakkında çok az bilgiye sahip olduklarından dolayı, polonyumu saf halde izole etmek veya önemli miktarda üretmek için hiçbir nedenleri bulunmamaktaydı. Ancak bölge mühendisleri polonyum araştırmalarına başlamış ve elementi nükleer silahları için önemli bir bileşen olarak bulmuşlardır.
Atomik Miras Vakfı’na göre, bir başka nadir element olan polonyum ve berilyumdan oluşan bir kombinasyonla bombanın başlatıcısı olarak harekete geçmişlerdir. Savaştan sonra, polonyum araştırma projesi Ohio, Miamisburg’daki Mound Laboratuvarı’na devredilmiştir. 1949 yılında tamamlanan Mound Laboratuvarı, nükleer silah geliştirme için ilk kalıcı Atom Enerjisi Komisyonu tesisidir.

Zehirlemeler

• Polonyum insanlar için çok küçük miktarlarda olsa bile zehirlidir. Polonyum zehirlenmesinden ölen ilk kişi Marie Curie’nin kızı Irène Joliot-Curie olduğu tahmin edilmektedir. 1946 yılında, laboratuvarlarında bir kapsül polonyum patlamış ve buna göre, 10 yıl sonra lösemiden ölmüştür sebebi polonyum sorumlu olabileceği düşünülmektedir.
• Polonyum zehirlenmesi, 2006 yılında siyasi sığınma talebinde bulunduktan sonra Londra’da yaşayan eski bir Rus casusu Alexander Litvinenko’yu da öldürmüştür.
• The Wall Street Journal’a göre, Filistinli lider Yasser Arafat’ın 2004 yılında ki ölümünde zehirlenmelerden şüphelenilmiştir. Kıyafetlerinde şaşırtıcı derecede yüksek miktarda polonyum-210 tespit edilmiştir.
• Nicotine & Tobacco Rese arch dergisinde yayınlanan bir 2011 araştırmasına göre, tütün şirketlerinin sigara ve diğer tütün içeren ürünlerin düşük seviyede polonyum içerdiğini tespit etmişlerdir. Bu çalışmanın yazarları, sigaradaki polonyumun radyoaktivitesinin, 25 yıllık bir süre boyunca her 1000 sigara içicisi için 138 ölümden sorumlu olduğunu hesaplanmıştır.
• Diğer araştırmalar, ABD Ulusal Sağlık Toksikoloji Veri Ağı Enstitüsü’nün verilerine göre sigara içenlerin içmeyenlerde iki kat fazla polonyum bulunduğunu göstermiştir.

Polonyumun Diğer Sırları

Polonyum elementinin hakkında bilinen ilginç bilgilerden bazıları aşağıdaki gibidir:
• 2006 yılında, siyasi sığınma talebinde bulunduktan sonra Birleşik Krallık’ta yaşayan Rus eski KGB ajanı Alexander Litvinenko, polonyum-210 ile zehirlendikten sonra ölmüştür. Bir İngiliz soruşturması, olayda ana şüpheli olarak Rusya Federal Koruyucu Hizmetinde eski bir memur olan Andrei Lugovoy’u tanımlamıştır, ancak Rusya Andrei Lugovoy’u iade etmeyi reddetmiştir. Lugovoy Rus alt meclis binası Duma’nın bir üyesidir.
• 1944 yılından önce çok az miktarda polonyum izole edilmiştir. Ancak Manhattan Projesi bunu değiştirmiştir. İlk atom bombasının tetikleyicisi olarak, bir alfa parçacıkları yayıcısı olan polonyum ve alfa parçacıklarını emen ve nötronları yayan berilyum kullanılmıştır. İki unsur, son ana kadar ayrı tutulmuştur; karıştırıldıktan sonra patlamayı bırakmışlardır.
• Polonyum-210 havada bulunabilir elementtir. Radon-222 gazının bozunması sırasında ve fosfat kayadan fosfor üretimi sırasında oluşur. Bitkiler polonyumu köklerinden alabilir veya doğrudan geniş yapraklı bitkilerde biriktirilebilirler. Likenler ayrıca polonyumu doğrudan atmosferden emerler ve kuzey bölgelerinde, insanlar daha fazla polonyum konsantrasyonuna sahip olabilir, çünkü liken yiyen ren geyiğini yerler.
• Polonyumdan gelen alfa parçacıkları epidermisten geçmediğinden, madde vücudun dışına zarar vermez. Vücut polonyum alırsa, elementin yüzde 50 ila 90’ı dışkıdan bırakılır. Gerisi çoğunlukla böbreklerde, karaciğerde ve dalakta toplanır. Radyoaktif olduğu için elementin miktarı her 50 günde bir yarıya düşmektedir. Solunan polonyumun etkileri akciğerlerde lokalizedir. Sigara içenlerin kaburgalarında sigara içmeyenlerin iki katı polonyum vardır.
Marie Curie tarafından keşfedilen bu nadir ve tehlikeli unsur sigaralarda bulunur ve eski bir KGB ajanını zehirlemek için kullanılmıştır. Yüz yıllar önce, Marie Curie kimyadaki, 1898 yılında pitchblende adlı radyoaktif bir uranyum cevherinden titizlikle izole ettiği elementler polonyum ve radyumunu keşfettiği için kimyadaki ikinci Nobel Ödülü’nü kazanmıştır. Polonyum, Dünya yüzeyinde çok düşük konsantrasyonlarda ortaya çıkar. Oldukça dengesiz ve tüm izotoplar radyoaktiftir.

Kaynakça:

toxnet.nlm.nih.gov
cdc.gov
smithsonianmag.com

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here