Ensiklopedia

Polonium-210 ( ²¹⁰ Po atau Po-210 , dahulu radium F ) adalah sebuah isotop polonium . Ia mengalami peluruhan alfa menjadi ²⁰⁶ Pb yang stabil dengan waktu paruh 138,376 hari (sekitar 4 ½ bulan), waktu paruh terpanjang dari semua isotop polonium yang terjadi secara alami. ^{[ 1 ]} Pertama kali diidentifikasi pada tahun 1898, dan juga menandai penemuan unsur polonium, ²¹⁰ Po dihasilkan dalam rantai peluruhan uranium-238 dan radium-226 . ²¹⁰ Po adalah kontaminan utama di lingkungan, sebagian besar mempengaruhi makanan laut dan tembakau . Toksisitas ekstremnya dikaitkan dengan radioaktivitas yang intens, yang mampu membahayakan manusia.

Pada tahun 1898, Marie dan Pierre Curie menemukan zat radioaktif kuat dalam bijih uranium dan menetapkan bahwa itu adalah unsur baru; itu adalah salah satu unsur radioaktif pertama yang ditemukan. Setelah mengidentifikasinya seperti itu, mereka menamai unsur itu sebagai polonium, dinamai dari negara asal Marie, Polandia . menemukan aktivitas radioaktif serupa pada tahun 1902 dan menamakannya radio-telurium , dan pada waktu yang hampir bersamaan, Ernest Rutherford mengidentifikasi aktivitas yang sama dalam analisisnya tentang rantai peluruhan uranium dan menamainya radium F (aslinya radium E ). Pada tahun 1905, Rutherford menyimpulkan bahwa semua pengamatan ini disebabkan oleh zat yang sama, ²¹⁰ Po. Penemuan lebih lanjut dan konsep isotop, pertama kali diusulkan pada tahun 1913 oleh Frederick Soddy , dengan tegas menempatkan ²¹⁰ Po sebagai isotop kedua dari belakang dalam deret uranium . ^{[ 3 ]}

Pada tahun 1943, ²¹⁰ Po dipelajari sebagai kemungkinan inisiator neutron dalam senjata nuklir , sebagai bagian dari . Dalam dekade berikutnya, kekhawatiran akan keselamatan pekerja yang menangani ²¹⁰ Po menyebabkan penelitian ekstensif tentang efek kesehatannya. ^{[ 4 ]}

Pada 1950-an, para ilmuwan dari Komisi Energi Atom Amerika Serikat di , Ohio mengeksplorasi kemungkinan penggunaan ²¹⁰ Po dalam generator termoelektrik radioisotop ( radioisotope thermoelectric generator RTG) sebagai sumber panas untuk menggerakkan satelit. Baterai atom 2,5 watt yang menggunakan ²¹⁰ Po dikembangkan pada tahun 1958. Namun, isotop plutonium-238 dipilih sebagai gantinya, karena memiliki waktu paruh yang lebih lama yaitu 87,7 tahun. ^{[ 5 ]}

Polonium-210 digunakan untuk membunuh pembangkang Rusia dan mantan perwira FSB Alexander V. Litvinenko pada tahun 2006, ^{[ 6 ] [ 7 ]} dan diduga sebagai kemungkinan , setelah penggalian dan analisis mayatnya pada 2012–2013. ^{[ 8 ]}

²¹⁰ Po adalah pemancar alfa yang memiliki waktu paruh 138,376 hari; ^{[ 1 ]} ia meluruh langsung menjadi ²⁰⁶ Pb yang stabil. Sebagian besar dari total waktu, ²¹⁰ Po meluruh hanya dengan emisi partikel alfa , bukan dengan emisi partikel alfa dan sinar gama ; sekitar satu dari 100.000 peluruhan menghasilkan emisi sinar gama. ^{[ 9 ]} Tingkat produksi sinar gamma yang rendah ini membuat lebih sulit untuk menemukan dan mengidentifikasi isotop ini. Daripada , adalah metode terbaik untuk mengukur isotop ini.

Karena waktu paruhnya yang jauh lebih pendek, satu miligram ²¹⁰ Po memancarkan partikel alfa sebanyak 5 gram ²²⁶ Ra . ^{[ 10 ]} Beberapa curie ²¹⁰ Po memancarkan cahaya biru yang disebabkan oleh eksitasi udara di sekitarnya.

²¹⁰ Po terjadi dalam jumlah kecil di alam, di mana ia adalah isotop kedua dari belakang dalam rantai peluruhan deret uranium . Ia dihasilkan melalui peluruhan beta dari ²¹⁰ Pb dan ²¹⁰ Bi .

Proses s astrofisika diakhiri dengan peluruhan ²¹⁰ Po, karena fluks neutron tidak cukup untuk menyebabkan penangkapan neutron lebih lanjut dalam masa hidup ²¹⁰ Po yang singkat. Sebaliknya, ²¹⁰ Po meluruh menjadi ²⁰⁶ Pb melalui peluruhan alfa, yang kemudian menangkap lebih banyak neutron menjadi ²¹⁰ Po dan mengulangi siklusnya, sehingga memakan sisa neutron. Hal ini menghasilkan penumpukan timbal dan bismut , dan memastikan bahwa unsur-unsur yang lebih berat seperti torium dan uranium hanya diproduksi dalam proses r yang jauh lebih cepat. ^{[ 11 ]}

Meskipun ²¹⁰ Po terdapat dalam jumlah kecil di alam, namun tidak cukup melimpah (0,1 ppb ) untuk ekstraksi dari bijih uranium menjadi layak. Sebaliknya, sebagian besar ²¹⁰ Po diproduksi secara sintetis, melalui pemborbardiran neutron ²⁰⁹ Bi dalam reaktor nuklir . Proses ini mengubah ²⁰⁹ Bi menjadi ²¹⁰ Bi , yang meluruh menjadi ²¹⁰ Po melalui peluruhan beta dengan waktu paruh lima hari. Melalui metode ini, sekitar 8 gram (0,28 oz) of ²¹⁰ Po diproduksi di Rusia dan dikirim ke Amerika Serikat setiap bulan untuk pengaplikasian komersial. ^{[ 4 ]}

Produksi polonium-210 adalah kerugian dari reaktor yang didinginkan dengan daripada timbal murni, namun, mengingat sifat eutektik dari paduan ini, beberapa desain yang diusulkan masih mengandalkan timbal-bismut.

Satu gram ²¹⁰ Po menghasilkan daya 140 watt. ^{[ 12 ]} Karena memancarkan banyak partikel alfa , yang berhenti dalam jarak yang sangat pendek pada media padat dan melepaskan energinya, ²¹⁰ Po telah digunakan sebagai sumber panas ringan untuk menggerakkan sel termoelektrik pada satelit buatan ; misalnya, sumber panas ²¹⁰ Po juga ada di setiap penjelajah Lunokhod yang ditempatkan di permukaan Bulan , untuk menjaga komponen internalnya tetap hangat selama malam di bulan. ^{[ 13 ]} Beberapa sikat anti-statis, yang digunakan untuk menetralkan listrik statis pada bahan seperti film fotografi, mengandung beberapa mikrocurie ²¹⁰ Po sebagai sumber partikel bermuatan. ^{[ 14 ] 210} Po juga digunakan sebagai inisiator untuk bom atom melalui reaksi (α,n) dengan berilium . ^{[ 15 ]} Sumber neutron kecil yang bergantung pada reaksi (α,n) juga biasanya menggunakan polonium sebagai sumber partikel alfa yang nyaman karena emisi gama yang relatif rendah (memungkinkan perlindungan yang mudah) dan yang tinggi.

²¹⁰ Po sangat beracun; ia dan isotop polonium lainnya adalah beberapa zat yang paling radiotoksik bagi manusia. ^{[ 6 ] [ 16 ]} Dengan satu mikrogram lebih dari cukup untuk membunuh rata-rata orang dewasa, ²¹⁰ Po 250.000 kali lebih beracun daripada hidrogen sianida menurut beratnya; ^{[ 17 ]} juga diperkirakan bahwa satu gram ²¹⁰ Po cukup untuk membunuh 50 juta orang dan membuat 50 juta lainnya jatuh sakit. ^{[ 6 ]} Hal ini merupakan konsekuensi dari radiasi alfa pengionnya , karena partikel alfa sangat merusak jaringan organik di dalam tubuh. Namun, ²¹⁰ Po tidak menimbulkan ancaman di luar tubuh, karena partikel alfa tidak dapat menembus kulit manusia. ^{[ 6 ]}

Toksisitas ²¹⁰ Po sepenuhnya berasal dari radioaktivitasnya. Ia sendiri tidak beracun secara kimia, tetapi kelarutannya dalam larutan berair serta garamnya menimbulkan bahaya karena penyebarannya ke seluruh tubuh difasilitasi dalam larutan. ^{[ 6 ]} Asupan ²¹⁰ Po terjadi terutama melalui udara, makanan, atau air yang terkontaminasi, serta melalui luka terbuka. Begitu berada di dalam tubuh, ²¹⁰ Po terkonsentrasi di jaringan lunak (terutama di ) dan aliran darah . Waktu paruh biologisnya sekitar 50 hari. ^{[ 18 ]}

Di lingkungan, ²¹⁰ Po dapat terakumulasi dalam makanan laut. ^{[ 19 ]} Ia telah terdeteksi di berbagai organisme di Laut Baltik , di mana ia dapat menyebar, dan dengan demikian mencemari rantai makanan . ^{[ 16 ] 210} Po juga diketahui mencemari vegetasi , terutama yang berasal dari peluruhan radon-222 di atmosfer dan penyerapan dari tanah. ^{[ 20 ]}

Secara khusus, ²¹⁰ Po menempel dan terkonsentrasi pada daun tembakau. ^{[ 4 ] [ 18 ]} Peningkatan konsentrasi ²¹⁰ Po dalam tembakau didokumentasikan pada awal tahun 1964, dan dengan demikian perokok diketahui terkena dosis radiasi yang jauh lebih besar dari ²¹⁰ Po dan induknya ²¹⁰ Pb. ^{[ 20 ]} Perokok berat mungkin terkena jumlah radiasi yang sama (perkiraan bervariasi dari 100 µSv ^{[ 16 ]} hingga 160 mSv ^{[ 21 ]} per tahun) karena individu di Polandia berasal dari luruhan Chernobyl yang bepergian dari Ukraina. ^{[ 16 ]} Akibatnya, ²¹⁰ Po paling berbahaya ketika dihirup dari asap rokok, memberikan bukti lebih lanjut untuk hubungan antara merokok dan kanker paru-paru . ^{[ 22 ]}