Polonyum

Polonyum, ₈₄Po ⓘ
Polonyum
Telaffuz	/pəˈloʊniəm/ (pə-LOH-nee-əm)
Allotroplar	α, β
Görünüş	gümüşi
Kütle numarası	[209]
Periyodik tabloda polonyum
	bizmut ← POLONYUM → astatin
Atom numarası (Z)	84
Grup	grup 16 (kalkojenler)
Dönem	dönem 6
Blok	p-blok
Elektron konfigürasyonu	[[[Ksenon\|Xe]]] 4f14 5d10 6s2 6p4
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 32, 18, 6
Fiziksel özellikler
STP'de Faz	katı
Erime noktası	527 K (254 °C, 489 °F)
Kaynama noktası	1235 K (962 °C, 1764 °F)
Yoğunluk (r.t.'ye yakın)	α-Po: 9,196 g/cm3 ; β-Po: 9,398 g/cm3
Füzyon ısısı	ca. 13 kJ/mol
Buharlaşma ısısı	102,91 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	26,4 J/(mol-K)
Atomik özellikler
Oksidasyon durumları	-2, +2, +4, +5, +6 (amfoterik bir oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 2.0
İyonlaşma enerjileri	1.: 812,1 kJ/mol ; ;
Atomik yarıçap	ampi̇ri̇k: 168 pm
Kovalent yarıçap	140±4 pm
Van der Waals yarıçapı	197 pm
	Polonyumun spektral çizgileri
Diğer özellikler
Doğal oluşum	çürümeden
Kristal yapı	kübik ; α-Po
Kristal yapı	rhombohedral ; β-Po
Termal genleşme	23,5 µm/(m⋅K) (25 °C'de)
Termal iletkenlik	20 W/(m⋅K) (?)
Elektriksel direnç	α-Po: 0,40 µΩ⋅m (0 °C'de)
Manyetik sıralama	Manyetik olmayan
CAS Numarası	7440-08-6
Tarih
İsimlendirme	Marie Curie'nin anavatanı Polonya'nın Latincesi olan Polonia'dan sonra
Keşif	Pierre ve Marie Curie (1898)
İlk izolasyon	Willy Marckwald (1902)
Polonyumun ana izotopları
β+	208Bi
β+	209Bi
	Kategori: Polonyum; görünüm; konuşmak; Düzenle; \| referanslar

Polonyum, sembolü Po ve atom numarası 84 olan kimyasal bir elementtir. Polonyum bir kalkojendir. Nadir bulunan ve kararlı izotopları olmayan oldukça radyoaktif bir metal olan polonyum, kimyasal olarak selenyum ve tellür ile benzerlik gösterse de metalik karakteri periyodik tablodaki yatay komşuları olan talyum, kurşun ve bizmut ile benzerlik gösterir. Tüm izotoplarının kısa yarı ömrü nedeniyle, doğal oluşumu, doğal uranyum-238'in sondan bir önceki kızı olduğu için, uranyum cevherlerinde çok az miktarda bulunan geçici polonyum-210 (138 günlük yarı ömürlü) ile sınırlıdır. Biraz daha uzun ömürlü izotoplar mevcut olsa da, bunların üretilmesi çok daha zordur. Günümüzde polonyum genellikle bizmutun nötron ışınlamasıyla miligram miktarlarda üretilmektedir. Kimyasal bağların radyolizine ve radyoaktif kendi kendine ısınmaya neden olan yoğun radyoaktivitesi nedeniyle, kimyası çoğunlukla sadece eser ölçekte araştırılmıştır. ⓘ

Polonyum, Temmuz 1898'de Marie Skłodowska-Curie ve Pierre Curie tarafından uranyum cevheri pitchblende'den çıkarıldığında keşfedildi ve yalnızca güçlü radyoaktivitesi ile tanımlandı: bu şekilde keşfedilen ilk elementti. Polonyum adını Marie Curie'nin anavatanı olan Polonya'dan almıştır. Polonyumun çok az uygulama alanı vardır ve bunlar da radyoaktivitesiyle ilgilidir: uzay sondalarında ısıtıcılar, antistatik cihazlar, nötron ve alfa parçacıkları kaynakları ve zehir. İnsanlar için son derece tehlikelidir. ⓘ

Polonyum, simgesi Po, atom numarası 84, kütle numarası 210 olan, ilk radyoaktif kimyasal elementtir. Marie Curie ve Pierre Curie'nin 1898'de bulduğu polonyum, uranyumdan 400 kat daha radyoaktif ve en tehlikeli radyasyon türü olan alfa radyoaktivite saçmaktadır. Pekblend cevherinin ayrıştırılmasıyla ortaya çıkmıştır. Sanayide kullanılan ve sigarada bulunan polonyum, böbrek, karaciğer ve dalakta onarılamaz zarar yaratır. Çürümesi halinde büyük enerji ortaya çıkar. Bir gram polonyum, 140 watt ısı enerjisi üretir. İnsan vücudunda çok az miktarda olan polonyum-210, parçacık hızlandırıcı veya nükleer reaktörden elde edilebilir. İsmi Polonya'dan gelmektedir. ⓘ

Özellikleri

²¹⁰Po, yarı ömrü 138,4 gün olan bir alfa yayıcıdır; doğrudan kararlı yavru izotopu ²⁰⁶Pb'ye bozunur. Bir miligram (5 küri) ²¹⁰Po saniyede yaklaşık 5 gram ²²⁶Ra kadar alfa parçacığı yayar. Birkaç küri (1 küri 37 gigabekerele eşittir, 1 Ci = 37 GBq) ²¹⁰Po, çevredeki havanın iyonlaşmasından kaynaklanan mavi bir parıltı yayar. ⓘ

Yaklaşık 100.000 alfa emisyonundan biri çekirdekte bir uyarılmaya neden olur ve bu da maksimum enerjisi 803 keV olan bir gama ışınının yayılmasıyla sonuçlanır. ⓘ

Katı hal formu

Katı polonyumun alfa formu. ⓘ

Polonyum iki metalik allotrop halinde bulunan radyoaktif bir elementtir. Alfa formu, STP'de tek atom bazında basit kübik kristal yapının bilinen tek örneğidir ve kenar uzunluğu 335,2 pikometredir; beta formu ise eşkenar dörtgendir. Polonyumun yapısı X-ışını kırınımı ve elektron kırınımı ile karakterize edilmiştir. ⓘ

²¹⁰Po (²³⁸Pu ile ortak olarak) kolaylıkla havaya karışabilme özelliğine sahiptir: bir numune havada 55 °C'ye (131 °F) ısıtılırsa, polonyumun erime noktası ₂54 °C (489 °F) ve kaynama noktası 962 °C (1,764 °F) olmasına rağmen, %50'si 45 saat içinde buharlaşarak diyatomik Po2 molekülleri oluşturur. Polonyumun bunu nasıl yaptığına dair birden fazla hipotez mevcuttur; bir öneri, küçük polonyum atomu kümelerinin alfa bozunumu tarafından parçalandığı yönündedir. ⓘ

Kimya

Polonyumun kimyası tellürünkine benzer, ancak metalik karakteri nedeniyle komşusu bizmutla da bazı benzerlikler gösterir. Polonyum seyreltik asitlerde kolayca çözünür ancak alkalilerde çok az çözünür. Polonyum çözeltileri önce Po²⁺ iyonları tarafından pembe renge boyanır, ancak daha sonra hızla sarıya dönüşür çünkü polonyumdan gelen alfa radyasyonu çözücüyü iyonize eder ve Po²⁺ 'yi Po⁴⁺ 'e dönüştürür. Polonyum parçalandıktan sonra alfa parçacıkları da yaydığından, bu sürece kabarcıklanma ve emilen alfa parçacıkları nedeniyle cam eşyalar tarafından ısı ve ışık yayılması eşlik eder; sonuç olarak, polonyum çözeltileri uçucudur ve kapatılmadığı sürece günler içinde buharlaşır. Yaklaşık 1 pH değerinde polonyum iyonları oksalik asit, sitrik asit ve tartarik asit gibi asitler tarafından kolayca hidrolize edilir ve kompleks haline getirilir. ⓘ

Bileşikler

Polonyumun yaygın bileşikleri yoktur ve neredeyse tüm bileşikleri sentetik olarak oluşturulur; bunların 50'den fazlası bilinmektedir. Polonyum bileşiklerinin en kararlı sınıfı, iki elementin doğrudan reaksiyonuyla hazırlanan polonidlerdir. Na₂Po antiflorit yapısına sahiptir, Ca, Ba, Hg, Pb ve lantanitlerin polonitleri NaCl kafesi oluşturur, BePo ve CdPo wurtzit ve MgPo nikel arsenit yapısına sahiptir. Polonidlerin çoğu, ~300 °C'de ayrışan HgPo ve ayrışmayan ancak 1000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda eriyen lantanid polonidler hariç, yaklaşık 600 °C'ye kadar ısıtıldığında ayrışır. Örneğin, praseodimyum polonidi (PrPo) 1250 °C'de ve tulyum polonidi (TmPo) 2200 °C'de erir. PbPo, polonyum alfa bozunarak kurşun oluşturduğundan, doğal olarak oluşan çok az polonyum bileşiğinden biridir. ⓘ

Polonyum hidrür (PoH
₂) oda sıcaklığında ayrışmaya eğilimli uçucu bir sıvıdır; termal olarak kararsızdır. Su, oda sıcaklığında sıvı olan bilinen diğer tek hidrojen kalkojenittir; ancak bu hidrojen bağından kaynaklanmaktadır. Üç oksit, PoO, PoO₂ ve PoO₃, polonyumun oksidasyon ürünleridir. ⓘ

PoX₂, PoX₄ ve PoF₆ yapısındaki halojenürler bilinmektedir. Bunlar karşılık gelen hidrojen halojenürlerde, yani HCl içinde PoCl_X, HBr içinde PoBr_X ve HI içinde PoI₄ çözünürler. Polonyum dihalidler, elementlerin doğrudan reaksiyonuyla veya PoCl₄'ün SO₂ ile ve PoBr₄'ün H₂S ile oda sıcaklığında indirgenmesiyle oluşur. Tetrahalidler, polonyum dioksitin HCl, HBr veya HI ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilebilir. ⓘ

Diğer polonyum bileşikleri arasında polonit olarak potasyum polonit, polonat, asetat, bromat, karbonat, sitrat, kromat, siyanür, format, (II) ve (IV) hidroksitler, nitrat, selenat, selenit, monosülfit, sülfat, disülfat ve sülfit bulunur. ⓘ

Çoğunlukla dialkil ve diaril polonidler (R₂Po), triarilpolonyum halidler (Ar₃PoX) ve diarilpolonyum dihalidler (Ar₂PoX₂) ile sınırlı olan sınırlı bir organopolonyum kimyası bilinmektedir. Polonyum ayrıca 2,3-bütandiol ve tiyoüre gibi bazı şelatlama maddeleriyle çözünebilir bileşikler oluşturur. ⓘ

Polonyum bileşikleri ⓘ
Formül	Renk	m.p. (°C)	Süblimasyon sıcaklık (°C)	Simetri	Pearson sembolü	Uzay grubu	Hayır	a (pm)	b(pm)	c(pm)	Z	ρ (g/cm³)
PoO	siyah
PoO₂	soluk sarı	500 (Aralık)	885	fcc	cF12	Fm3m	225	563.7	563.7	563.7	4	8.94
PoH₂		-35.5
PoCl₂	koyu yakut kırmızısı	355	130	ortorombik	oP3	Pmmm	47	367	435	450	1	6.47
PoBr₂	mor-kahverengi	270 (dec.)
PoCl₄	sarı	300	200	monokli̇ni̇k
PoBr₄	kırmızı	330 (dec.)		fcc	cF100	Fm3m	225	560	560	560	4
PoI₄	siyah

Oksitler

PoO
PoO₂
PoO₃

Hidrürler

PoH₂

Halojenürler

PoX₂ (PoF₂ hariç)
PoX₄
PoF₆
PoBr₂Cl₂ (somon pembesi) ⓘ

İzotoplar

Polonyumun bilinen 42 izotopu vardır ve bunların hepsi radyoaktiftir. Atom kütleleri 186 ila 227 u arasında değişir. ²¹⁰Po (yarı ömrü 138.376 gün) en yaygın olarak bulunanıdır ve doğal bizmut tarafından nötron yakalama yoluyla yapılır. Daha uzun ömürlü ²⁰⁹Po (yarı ömrü 125,2±3,3 yıl, tüm polonyum izotoplarının en uzun ömürlüsü) ve ²⁰⁸Po (yarı ömrü 2,9 yıl), bir siklotronda kurşun veya bizmutun alfa, proton veya döteron bombardımanı yoluyla yapılabilir. ⓘ

Tarih

Geçici olarak "radyum F" olarak adlandırılan polonyum, Temmuz 1898'de Marie ve Pierre Curie tarafından keşfedildi ve Marie Curie'nin memleketi Polonya'nın (Latince: Polonia) adını aldı. Polonya o dönemde Rusya, Almanya ve Avusturya-Macaristan'ın bölünmüşlüğü altındaydı ve bağımsız bir ülke olarak mevcut değildi. Curie'nin umudu, elemente kendi ülkesinin adını vermenin bağımsızlık eksikliğini kamuoyuna duyurmaktı. Polonyum, siyasi bir tartışmayı vurgulamak için adlandırılan ilk element olabilir. ⓘ

Bu element Curie'ler tarafından pitchblende radyoaktivitesinin nedenini araştırırken keşfedilen ilk elementtir. Pitchblende, radyoaktif elementler uranyum ve toryum çıkarıldıktan sonra, uranyum ve toryumun toplamından daha radyoaktifti. Bu durum Curie'leri başka radyoaktif elementler aramaya teşvik etti. İlk olarak Temmuz 1898'de polonyumu pitchblende'den ayırdılar ve beş ay sonra da radyumu izole ettiler. Alman bilim adamı Willy Marckwald 1902'de 3 miligram polonyumu başarıyla izole etti, ancak o zamanlar bunun "radyo-tellüryum" adını verdiği yeni bir element olduğuna inanıyordu ve 1905'e kadar polonyumla aynı olduğu gösterilemedi. ⓘ

Amerika Birleşik Devletleri'nde polonyum, İkinci Dünya Savaşı sırasında Manhattan Projesi'nin Dayton Projesi'nin bir parçası olarak üretildi. Polonyum ve berilyum, bombanın küresel çukurunun merkezinde yer alan 'Urchin' başlatıcısının temel bileşenleriydi. 'Urchin' nükleer zincirleme reaksiyonu, silahın patlamamasını sağlamak için hızlı-kritiklik anında başlatıyordu. 'Urchin' ilk ABD silahlarında kullanıldı; daha sonraki ABD silahları aynı amaçla bir puls nötron jeneratörü kullandı. ⓘ

Polonyumun temel fiziğinin çoğu savaş sonrasına kadar gizli kalmıştır. Bir başlatıcı olarak kullanıldığı gerçeği 1960'lara kadar gizliydi. ⓘ

Atom Enerjisi Komisyonu ve Manhattan Projesi, 1943 ve 1947 yılları arasında Rochester Üniversitesi'nde beş kişi üzerinde polonyum kullanılarak yapılan insan deneylerini finanse etmiştir. Bu kişilere 9 ila 22 mikrokürelik (330 ila 810 kBq) polonyum verilerek polonyumun atılımı incelenmiştir. ⓘ

Oluşumu ve üretimi

Polonyum, tüm izotoplarının kısa yarı ömürleri nedeniyle doğada çok nadir bulunan bir elementtir. Yedi izotopu bozunma ürünü olarak eser miktarda bulunur: ²¹⁰Po, ²¹⁴Po ve ²¹⁸Po ²³⁸U'nun bozunma zincirinde; ²¹¹Po ve ²¹⁵Po ²³⁵U'nun bozunma zincirinde; ²¹²Po ve ²¹⁶Po ²³²Th'nin bozunma zincirinde meydana gelir. Bunlardan ²¹⁰Po, yarı ömrü 3 dakikadan uzun olan tek izotoptur. ⓘ

Polonyum, uranyum cevherlerinde metrik ton başına yaklaşık 0,1 mg (10¹⁰'da 1 kısım) oranında bulunabilir, bu da radyum bolluğunun yaklaşık %0,2'sine karşılık gelir. Yerkabuğundaki miktarlar zararlı değildir. Polonyum, fosfatlı gübrelerle yetiştirilen tütün yapraklarından çıkan tütün dumanında bulunmuştur. ⓘ

Küçük konsantrasyonlarda bulunduğu için, polonyumun doğal kaynaklardan izole edilmesi zahmetli bir süreçtir. Elementin şimdiye kadar çıkarılan en büyük partisi, 20. yüzyılın ilk yarısında gerçekleştirilmiş, sadece 40 Ci (1.5 TBq) (9 mg) polonyum-210 içermiş ve radyum üretiminden kalan 37 ton kalıntının işlenmesiyle elde edilmiştir. Polonyum artık genellikle bizmutun yüksek enerjili nötronlar veya protonlarla ışınlanmasıyla elde edilmektedir. ⓘ

1934 yılında yapılan bir deney, doğal ²⁰⁹Bi nötronlarla bombardıman edildiğinde ²¹⁰Bi oluştuğunu ve bunun da beta-eksi bozunumu yoluyla ²¹⁰Po'ya bozunduğunu göstermiştir. Son saflaştırma pirokimyasal olarak ve ardından sıvı-sıvı ekstraksiyon teknikleriyle yapılır. Nükleer reaktörlerde bulunan yüksek nötron akılarının kullanıldığı bu prosedürde polonyum artık miligram miktarlarda üretilebilmektedir. Her yıl neredeyse tamamı Rusya'da olmak üzere sadece 100 gram üretilmektedir ve bu da polonyumu son derece nadir hale getirmektedir. ⓘ

Bu işlem, Sovyet Donanması'nın K-27'sinde kullanılanlar gibi kurşun-bizmut bazlı sıvı metal soğutmalı nükleer reaktörlerde sorunlara neden olabilir. Bu reaktörlerde ²¹⁰Po'nun soğutucudan salınması gibi istenmeyen bir ihtimalle başa çıkmak için önlemler alınmalıdır. ⓘ

Polonyumun daha uzun ömürlü izotopları olan ²⁰⁸Po ve ²⁰⁹Po, bir siklotron kullanılarak bizmutun proton veya döteron bombardımanına tutulmasıyla oluşturulabilir. Diğer daha nötron eksikliği olan ve daha kararsız izotoplar platinin karbon çekirdekleriyle ışınlanmasıyla oluşturulabilir. ⓘ

Uygulamalar

Polonyum bazlı alfa parçacıkları kaynakları eski Sovyetler Birliği'nde üretilmiştir. Bu tür kaynaklar, alfa radyasyonunun zayıflaması yoluyla endüstriyel kaplamaların kalınlığını ölçmek için uygulanmıştır. ⓘ

Yoğun alfa radyasyonu nedeniyle, bir gramlık ²¹⁰Po örneği kendiliğinden 500 °C'nin (932 °F) üzerine kadar ısınarak yaklaşık 140 watt güç üretecektir. Bu nedenle ²¹⁰Po, termoelektrik malzemeler aracılığıyla radyoizotop termoelektrik jeneratörlerine güç sağlamak için atomik bir ısı kaynağı olarak kullanılır. Örneğin, ²¹⁰Po ısı kaynakları Lunokhod 1 (1970) ve Lunokhod 2 (1973) Ay gezginlerinin iç bileşenlerini Ay geceleri boyunca sıcak tutmak için ve Kosmos 84 ve 90 uydularında (1965) kullanılmıştır. ⓘ

Polonyum tarafından yayılan alfa parçacıkları berilyum oksit kullanılarak bir milyon alfa parçacığı başına 93 nötron oranında nötronlara dönüştürülebilir. Po-BeO karışımları, nükleer fisyon tabanlı nötron kaynaklarından daha düşük olan 1,13 ± 0,05 gama ışını-nötron üretim oranıyla pasif nötron kaynakları olarak kullanılır. Nötron kaynağı olarak kullanılan Po-BeO karışımları veya alaşımlarına örnek olarak nükleer silahlar ve petrol kuyularının denetlenmesi için nötron tetikleyici veya başlatıcı verilebilir. Sovyetler Birliği'nde yılda 1.850 Ci (68 TBq) bireysel aktiviteye sahip bu türden yaklaşık 1500 kaynak kullanılmıştır. ⓘ

Polonyum ayrıca fotoğraf plakalarında, tekstil fabrikalarında, kağıt rulolarında, plastik levhalarda ve kaplamaların uygulanmasından önce alt tabakalardaki (otomotiv gibi) statik yükleri ortadan kaldıran fırçaların veya daha karmaşık aletlerin bir parçasıydı. Polonyum tarafından yayılan alfa parçacıkları hava moleküllerini iyonize ederek yakındaki yüzeylerdeki yükleri nötralize eder. Bazı anti-statik fırçalar, statik elektriği nötralize etmek için yüklü parçacık kaynağı olarak 500 mikrosüriye (20 MBq) kadar ²¹⁰Po içerir. ABD'de, birim başına en fazla 500 μCi (19 MBq) (mühürlü) ²¹⁰Po içeren cihazlar "genel lisans" altında herhangi bir miktarda satın alınabilir, bu da bir alıcının herhangi bir yetkili tarafından kaydedilmesine gerek olmadığı anlamına gelir. Polonyumun kısa yarı ömrü nedeniyle bu cihazlarda neredeyse her yıl değiştirilmesi gerekmektedir; ayrıca yüksek derecede radyoaktiftir ve bu nedenle çoğunlukla daha az tehlikeli beta parçacık kaynakları ile değiştirilmiştir. ⓘ

Küçük miktarlarda ²¹⁰Po bazen laboratuvarda ve eğitim amaçlı olarak kullanılır - tipik olarak 4-40 kBq (0.11-1.08 μCi) mertebesinde, kapalı kaynaklar şeklinde, polonyum bir alt tabaka üzerinde veya bir reçine veya polimer matrisi içinde biriktirilir - tehlikeli olarak kabul edilmedikleri için genellikle NRC ve benzeri makamlar tarafından lisanslamadan muaf tutulurlar. Küçük miktarlarda ²¹⁰Po, Amerika Birleşik Devletleri'nde laboratuvar deneyleri için "iğne kaynakları" olarak halka satılmak üzere üretilmekte ve bilimsel tedarik şirketleri tarafından perakende olarak satılmaktadır. Polonyum, alfa radyasyonunun (bulut odaları gibi deneylerde kullanılır) geçmesine izin verirken polonyumun serbest kalmasını ve toksik bir tehlike oluşturmasını önleyen altın gibi bir malzeme ile kaplanmış bir kaplama tabakasıdır. ⓘ

Polonyum bujileri Firestone tarafından 1940'tan 1953'e kadar pazarlanmıştır. Bujilerden yayılan radyasyon miktarı çok azdı ve tüketici için bir tehdit oluşturmuyordu, ancak polonyumun kısa yarılanma ömrü ve iletkenler üzerindeki birikimin motor performansını artıran radyasyonu engellemesi nedeniyle bu tür bujilerin faydaları yaklaşık bir ay sonra hızla azalıyordu. (Polonyum bujisinin ve Alfred Matthew Hubbard'ın ondan önceki radyum bujisi prototipinin arkasındaki düşünce, radyasyonun silindirdeki yakıtın iyonizasyonunu iyileştireceği ve böylece motorun daha hızlı ve verimli bir şekilde ateşlenmesini sağlayacağıydı). ⓘ

Biyoloji ve toksisite

Genel Bakış

Polonyum tehlikeli olabilir ve biyolojik bir rolü yoktur. Polonyum-210 kütle olarak hidrojen siyanürden yaklaşık 250.000 kat daha zehirlidir (²¹⁰Po için LD₅₀ ortalama bir yetişkin için 1 mikrogramdan azdır (aşağıya bakınız), hidrojen siyanür için ise yaklaşık 250 miligramdır). Ana tehlike, güvenli bir şekilde kullanılmasını zorlaştıran yoğun radyoaktivitesidir (bir alfa yayıcı olarak). Mikrogram miktarlarında bile ²¹⁰Po ile çalışmak son derece tehlikelidir ve herhangi bir kontaminasyonu önlemek için özel ekipman (yüksek performanslı filtrelerle donatılmış negatif basınçlı alfa eldiven kutusu), yeterli izleme ve sıkı kullanım prosedürleri gerektirir. Polonyum tarafından yayılan alfa parçacıkları, polonyumun yutulması, solunması veya emilmesi durumunda organik dokuya kolayca zarar verir, ancak epidermise nüfuz etmezler ve bu nedenle alfa parçacıkları vücudun dışında kaldığı sürece tehlikeli değildir. Kimyasal olarak dayanıklı ve sağlam eldivenler giymek, polonyumun doğrudan deri yoluyla transkütan difüzyonunu önlemek için zorunlu bir önlemdir. Konsantre nitrik asit içinde verilen polonyum yetersiz eldivenlerden (örn. lateks eldivenler) kolayca yayılabilir veya asit eldivenlere zarar verebilir. ⓘ

Polonyum toksik kimyasal özelliklere sahip değildir. ⓘ

Bazı mikropların metilkobalamin etkisiyle polonyumu metilleyebildiği bildirilmiştir. Bu, cıva, selenyum ve tellürün canlılarda organometalik bileşikler oluşturmak üzere metillenmesine benzer. Sıçanlarda polonyum-210 metabolizmasını araştıran çalışmalar, yutulan polonyum-210'un yalnızca %0,002 ila 0,009'unun uçucu polonyum-210 olarak atıldığını göstermiştir. ⓘ

Akut etkiler

Akut radyasyon maruziyeti için medyan ölümcül doz (LD₅₀) yaklaşık 4,5 Sv'dir. Taahhüt edilen etkin doz eşdeğeri ²¹⁰Po yutulduğunda 0,51 µSv/Bq, solunduğunda ise 2,5 µSv/Bq'dir. Ölümcül 4,5 Sv'lik bir doz, 8,8 MBq (240 μCi), yaklaşık 50 nanogram (ng) yutulması veya 1,8 MBq (49 μCi), yaklaşık 10 ng solunması ile meydana gelebilir. Dolayısıyla bir gram ²¹⁰Po teorik olarak 20 milyon insanı zehirleyebilir ve bunların 10 milyonu ölebilir. ²¹⁰Po'nun gerçek toksisitesi bu tahminlerden daha düşüktür çünkü birkaç haftaya yayılan radyasyon maruziyeti (polonyumun insanlardaki biyolojik yarı ömrü 30 ila 50 gündür) anlık bir doza göre biraz daha az zararlıdır. ²¹⁰Po'nun medyan öldürücü dozunun 15 megabekquerel (0.41 mCi) veya 0.089 mikrogram (μg) olduğu tahmin edilmektedir ki bu yine de son derece küçük bir miktardır. Karşılaştırma için, bir tane sofra tuzu yaklaşık 0,06 mg = 60 μg'dır. ⓘ

Uzun vadeli (kronik) etkiler

Akut etkilere ek olarak, radyasyona maruz kalma (hem dahili hem de harici) Sv başına %5-10 oranında uzun vadeli kanserden ölüm riski taşır. Genel nüfus, iç mekan havasında radon kızı olarak az miktarda polonyuma maruz kalmaktadır; ²¹⁴Po ve ²¹⁸Po izotoplarının, ABD'de her yıl iç mekan radonuna atfedilen tahmini 15.000-22.000 akciğer kanseri ölümünün çoğuna neden olduğu düşünülmektedir. Tütün içmek polonyuma ek maruziyete neden olur. ⓘ

Düzenleyici maruziyet sınırları ve kullanım

Yutulan ²¹⁰Po için izin verilen maksimum vücut yükü sadece 1,1 kBq (30 nCi) olup, bu da sadece 6,8 pikogramlık bir parçacık kütlesine eşdeğerdir. Havadaki ²¹⁰Po'nun izin verilen maksimum işyeri konsantrasyonu yaklaşık 10 Bq/m³'tür (3×10-10 µCi/cm³). İnsanlarda polonyum için hedef organlar dalak ve karaciğerdir. Dalak (150 g) ve karaciğer (1,3 ila 3 kg) vücudun geri kalanından çok daha küçük olduğundan, polonyum bu hayati organlarda yoğunlaşırsa, sezyum veya trityum (T₂O olarak) ile aynı şekilde vücuda eşit olarak yayılsaydı tüm vücudun maruz kalacağı dozdan (ortalama olarak) daha büyük bir yaşam tehdidi oluşturur. ⓘ

²¹⁰Po endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır ve çok az düzenleme veya kısıtlama ile kolayca temin edilebilmektedir. ABD'de Nükleer Düzenleme Komisyonu tarafından yürütülen bir izleme sistemi 2007 yılında 16 küriden (590 GBq) fazla polonyum-210 (5.000 ölümcül doz oluşturmaya yetecek kadar) alımını kayıt altına almak için uygulamaya konmuştur. UAEA'nın "daha sıkı düzenlemeler yapmayı düşündüğü söyleniyor... Polonyum raporlama zorunluluğunu 10 kat sıkılaştırarak 1,6 küriye (59 GBq) indirebileceği konuşuluyor." 2013 yılı itibariyle, NRC Muaf Miktarı olarak radyoaktif madde lisansı olmadan bulundurulabilen tek alfa yayan yan ürün malzemesi hala budur. ⓘ

Polonyum ve bileşikleri, radyoaktif maddelerin dışarı sızmasını önlemek için eldiven kutusundan biraz daha yüksek bir basınçta tutulan başka bir kutuda daha kapalı olan bir eldiven kutusunda kullanılmalıdır. Doğal kauçuktan yapılmış eldivenler polonyumdan kaynaklanan radyasyona karşı yeterli koruma sağlamaz; cerrahi eldivenler gereklidir. Neopren eldivenler polonyumdan gelen radyasyonu doğal kauçuktan daha iyi korur. ⓘ

Zehirlenme vakaları

Elementin son derece tehlikeli özelliklerine rağmen, polonyum zehirlenmesinin meydana gelebileceği durumlar nadirdir. Doğada çok az bulunması, tüm izotoplarının kısa yarı ömürleri, önemli miktarda elde etmek için gereken özel tesisler ve ekipmanlar ve laboratuvar kazalarına karşı alınan güvenlik önlemleri, zararlı maruz kalma olaylarını olası kılmamaktadır. Bu nedenle, özellikle polonyum maruziyetine atfedilebilecek sadece birkaç radyasyon zehirlenmesi vakası doğrulanmıştır. ⓘ

20. yüzyıl

Mesleki polonyum maruziyetinin risklerine ilişkin endişelere yanıt olarak, biyolojik davranışını incelemek amacıyla 1944'ten 1947'ye kadar Rochester Üniversitesi'nde beş gönüllü insana ²¹⁰Po miktarları uygulanmıştır. Bu çalışmalar Manhattan Projesi ve AEC tarafından finanse edilmiştir. Çalışmaya katılan dört erkek ve bir kadın ölümcül kanser hastasıydı ve yaşları otuzlu yaşlarının başından kırklı yaşlarının başına kadar değişiyordu; hepsinin seçilme nedeni deneycilerin iş ya da kaza sonucu polonyuma maruz kalmamış denekler istemesiydi. ²¹⁰Po hastanede yatan dört hastaya enjekte edilmiş, beşincisine ise ağızdan verilmiştir. Uygulanan dozların hiçbiri (hepsi 0.17 ila 0.30 μCi kg-1 arasında değişen) ölümcül miktarlara yaklaşmamıştır. ⓘ

Doğrudan polonyum zehirlenmesinden kaynaklandığı belgelenen ilk ölüm 10 Temmuz 1954'te Sovyetler Birliği'nde meydana gelmiştir. Kimliği belirlenemeyen 41 yaşındaki bir adam 29 Haziran'da şiddetli kusma ve ateş şikayetiyle tıbbi tedavi için başvurmuştur; bir önceki gün, o sırada farkında olmadan ²¹⁰Po içeren bir kapsülün basıncının düştüğü ve aerosol şeklinde dağılmaya başladığı bir alanda beş saat boyunca çalışmıştır. Bu süre zarfında havadan aldığı toplam ²¹⁰Po miktarının 0.11 GBq olduğu tahmin edilmektedir (4.5 MBq'lik soluma yoluyla tahmini LD₅₀ değerinin neredeyse 25 katı). Tedaviye rağmen durumu kötüleşmeye devam etmiş ve maruziyet olayından 13 gün sonra ölüm gerçekleşmiştir. ⓘ

Irène Joliot-Curie'nin 1956 yılında lösemiden ölümünün de polonyumun radyasyon etkilerinden kaynaklandığı öne sürülmüştür. Joliot-Curie, 1946 yılında kapalı bir kapsülün laboratuvar tezgahında patlaması sonucu kazara maruz kalmıştır. ⓘ

Ayrıca, 1957-1969 yılları arasında İsrail'de ²¹⁰Po maruziyetinden kaynaklanan birkaç ölüm olduğu iddia edilmiştir. Weizmann Enstitüsü laboratuvarında 1957 yılında bir sızıntı tespit edilmiştir. Radyoaktif maddeleri araştıran bir fizikçi olan Profesör Dror Sadeh'in ellerinde ²¹⁰Po izleri bulundu. Tıbbi testler herhangi bir zarar olmadığını gösterdi, ancak testler kemik iliğini içermiyordu. Sadeh, öğrencilerinden biri ve iki meslektaşı sonraki birkaç yıl içinde çeşitli kanserlerden öldüler. Konu gizlice soruşturuldu, ancak sızıntı ile ölümler arasında bir bağlantı olduğuna dair hiçbir zaman resmi bir itirafta bulunulmadı. ⓘ

21. yüzyıl

2001 yılında Birleşik Krallık'a iltica eden eski bir Rus FSB ajanı olan Alexander Litvinenko'nun 2006 yılındaki ölümünün nedeninin ölümcül dozda ²¹⁰Po ile zehirlenme olduğu tespit edilmiş; daha sonra ²¹⁰Po'nun muhtemelen Andrey Lugovoy ve Dmitry Kovtun adlı iki eski Rus güvenlik ajanı tarafından kasıtlı olarak verildiği belirlenmiştir. Bu haliyle Litvinenko'nun ölümü, polonyumun aşırı zehirliliğinin kötü niyetle kullanıldığı ilk (ve bugüne kadar da tek) teyit edilmiş örnektir. ⓘ

2011 yılında, 11 Kasım 2004'te belirsiz nedenlerle ölen Filistin lideri Yaser Arafat'ın ölümünün de kasıtlı polonyum zehirlenmesinden kaynaklandığına dair bir iddia ortaya atılmış ve Temmuz 2012'de İsviçre'nin Lozan kentindeki Institut de Radiophysique tarafından Arafat'ın kıyafetlerinde ve kişisel eşyalarında anormal derecede yüksek ²¹⁰Po konsantrasyonları tespit edilmiştir. Ancak Enstitü sözcüsü, bu testlere rağmen Arafat'ın tıbbi raporlarının ²¹⁰Po zehirlenmesiyle tutarlı olmadığını vurguladı ve bilim gazetecisi Deborah Blum, hem Arafat hem de meslektaşlarının çoğunun ağır sigara içicisi olması nedeniyle tütün dumanının sorumlu olabileceğini öne sürdü; hem Fransız hem de Rus ekipler tarafından yapılan müteakip testler, yüksek ²¹⁰Po seviyelerinin kasıtlı zehirlenmenin sonucu olmadığını ve Arafat'ın ölümüne neden olmadığını belirledi. ⓘ

Tedavi

İngiliz Anti-Lewisite (dimerkaprol) gibi şelasyon ajanlarının insanları dekontamine etmek için kullanılabileceği öne sürülmüştür. Bir deneyde sıçanlara ölümcül dozda 1,45 MBq/kg (8,7 ng/kg) ²¹⁰Po verilmiştir; Tedavi edilmeyen tüm sıçanlar 44 gün sonra ölmüştür, ancak şelasyon ajanı ile tedavi edilen sıçanların %90'ı HOEtTTC 5 ay boyunca hayatta kalmıştır. ⓘ

Biyolojik örneklerde tespit

Polonyum-210, hastanede yatan hastalarda zehirlenme tanısını doğrulamak veya tıbbi bir ölüm soruşturmasında kanıt sağlamak için biyolojik örneklerde alfa parçacık spektrometresi ile ölçülebilir. Çevresel kaynaklara rutin maruziyet nedeniyle sağlıklı kişilerde polonyum-210'un idrarla atılımı normalde 5-15 mBq/gün aralığındadır. Günde 30 mBq'yı aşan seviyeler radyonüklide aşırı maruz kalındığını düşündürmektedir. ⓘ

İnsanlarda ve biyosferde oluşumu

Polonyum-210, uranyum-238 bozunma zincirindeki konumu nedeniyle insan dokuları da dahil olmak üzere biyosferde yaygın olarak bulunmaktadır. Yer kabuğundaki doğal uranyum-238, radyum-226 da dahil olmak üzere bir dizi katı radyoaktif ara madde yoluyla radyoaktif soy gaz radon-222'ye bozunur ve bunun bir kısmı 3,8 günlük yarı ömrü boyunca atmosfere yayılır. Orada birkaç adım daha atarak polonyum-210'a dönüşür ve 138 günlük yarılanma ömrü boyunca büyük bir kısmı Dünya yüzeyine geri yıkanarak biyosfere girer ve sonunda kararlı kurşun-206'ya dönüşür. ⓘ

1920'lerin başlarında, Fransız biyolog Antoine Lacassagne [fr], meslektaşı Marie Curie tarafından sağlanan polonyumu kullanarak, elementin tavşan dokularında, özellikle karaciğer, böbrek ve testislerde yüksek konsantrasyonlarla belirli bir alım modeline sahip olduğunu göstermiştir. Daha yeni kanıtlar, bu davranışın polonyumun sülfür içeren amino-asitlerde veya ilgili moleküllerde periyodik tablonun 16. grubunda yer alan eşdeğeri sülfürün yerini almasından kaynaklandığını ve insan dokularında da benzer dağılım modellerinin ortaya çıktığını göstermektedir. Polonyum gerçekten de tüm insanlarda doğal olarak bulunan, doğal arka plan dozuna kayda değer ölçüde katkıda bulunan, geniş coğrafi ve kültürel farklılıklar gösteren ve örneğin kutuplarda yaşayanlarda özellikle yüksek seviyelerde bulunan bir elementtir. ⓘ

Tütün

Tütündeki polonyum-210 dünya çapındaki akciğer kanseri vakalarının çoğuna katkıda bulunmaktadır. Bu polonyumun çoğu, atmosferden tütün yaprakları üzerine biriken kurşun-210'dan türetilmiştir; kurşun-210, radon-222 gazının bir ürünüdür ve büyük bir kısmının tütün topraklarına uygulanan gübrelerdeki radyum-226'nın bozunmasından kaynaklandığı görülmektedir. ⓘ

Tütün dumanında polonyum varlığı 1960'ların başından beri bilinmektedir. Dünyanın en büyük tütün firmalarından bazıları 40 yıllık bir süre boyunca bu maddeyi ortadan kaldırmanın yollarını araştırdı. Sonuçlar hiçbir zaman yayınlanmadı. ⓘ

Gıda

Polonyum besin zincirinde, özellikle de deniz ürünlerinde bulunur. ⓘ