Polônio: Propriedades do elemento, usos, história e segurança

Descrição

O polônio é um elemento raro e altamente radioativo. As aplicações incluem a geração de energia termoelétrica, a remoção de eletricidade estática e a pesquisa biomédica. No entanto, preocupações com a segurança limitam seu uso.

História e produção

A descoberta do polônio por Marie Skłodowska-Curie e Pierre Curie foi um marco importante na pesquisa da radioatividade e da química nuclear. Ele foi isolado de minérios de urânio usando métodos químicos, e sua radioatividade rapidamente se tornou uma característica definidora. Com o tempo, os cientistas aprenderam a aproveitar as propriedades exclusivas do polônio, embora a raridade e a natureza radioativa tenham criado complicações em sua produção.

O principal método de produção de polônio é, normalmente, a irradiação de nêutrons de alvos de bismuto em um reator nuclear. Essa irradiação de nêutrons transforma o bismuto em um dos isótopos mais comuns do polônio: o polônio-210. Na extração e purificação do polônio, há muitas separações químicas complexas e elaboradas devido à sua baixa abundância natural e à presença de outros subprodutos. Portanto, ele continua sendo um elemento com produção muito limitada e a um custo altamente valorizado, pois o processo de produção é bastante complicado.

Descrição das propriedades químicas

O polônio é um elemento radioativo e metálico pertencente ao grupo dos calcogênios com número atômico 84. Ele geralmente assume o estado de oxidação +2, embora também possa assumir o estado +4 se as condições permitirem. Esses estados de oxidação permitem que o polônio forme vários compostos com metais e não metais, incluindo calcogenetos e halogenetos, que são de interesse na química nuclear.

A radioatividade leva ao autoaquecimento do polônio, o que pode afetar a cinética das reações químicas. Essas propriedades de autoaquecimento estão entre as muitas razões pelas quais o polônio é estudado em condições laboratoriais altamente controladas. Os compostos de polônio são menos estáveis em comparação com os compostos de elementos mais leves do grupo dos calcogênios, o que aumenta a complexidade do trabalho com ele.

Propriedades físicas

Para obter mais informações, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).

Propriedades térmicas e elétricas

As propriedades térmicas e elétricas do polônio levam em conta sua natureza radioativa. Ele é um emissor eficaz de calor, que encontra aplicação em usos termoelétricos, incluindo missões espaciais. Sua emanação de radiação alfa é parte de sua importância fundamental em alguns usos industriais e científicos especializados. No entanto, devido à sua radioatividade, ele não encontra aplicações generalizadas em circuitos elétricos, pois pode interferir na operação de outros componentes e também gera riscos significativos à segurança.

Usos do polônio

Existem poucas aplicações industriais, científicas e biomédicas do polônio, apesar de sua radioatividade e raridade. Aqui estão vários usos notáveis:

1. Remoção de eletricidade estática

Ele é aplicado em escovas e outros dispositivos para remover a carga estática de materiais como filmes fotográficos e em fábricas de tecidos. As partículas alfa emitidas pelo polônio têm sido bastante eficazes na neutralização das cargas estáticas, evitando, assim, o acúmulo de poeira e partículas em materiais sensíveis.

2. Energia termoelétrica para equipamentos espaciais

O isótopo de polônio, polônio-210, serve como fonte de calor em geradores termoelétricos, especialmente em satélites espaciais. No vácuo frio do espaço, o decaimento radioativo do polônio fornece um suprimento constante de energia térmica, o que ajuda a manter o equipamento elétrico aquecido e funcional. Ele é especialmente útil em missões no espaço profundo, onde a energia solar não é tão eficaz.

3. pesquisa biomédica

O Po-210 tem sido usado em algumas pesquisas biomédicas devido à sua potente emissão alfa. Embora seu uso seja limitado na pesquisa básica devido a preocupações com a segurança, estudos envolvendo radioterapia e outras aplicações médicas são algumas das áreas em que esse isótopo tem sido utilizado. Suas propriedades radioativas são valiosas para determinados tratamentos direcionados; no entanto, os riscos de manuseio fazem com que seu uso seja altamente controlado.

4. Baterias nucleares

O polônio-210 foi considerado para uso em baterias nucleares, que são usadas em algumas aplicações remotas ou de longa duração, como em marca-passos ou naves espaciais. Sua radiação alfa fornece uma fonte de energia consistente por um longo período, embora as preocupações com a segurança limitem seu uso generalizado.

Segurança e riscos

O polônio é altamente perigoso devido ao seu alto nível de radioatividade, especialmente a radiação alfa que ele emite. As partículas alfa não conseguem penetrar na pele, mas podem causar sérios danos se o polônio for ingerido ou levado ao corpo por inalação. A exposição até mesmo a pequenas quantidades de polônio-210 é realmente letal.

O manuseio do polônio exige equipamentos e precauções especializadas. Os laboratórios que trabalham com polônio devem ter recintos blindados, e o pessoal envolvido nesses procedimentos precisa usar equipamentos de proteção que evitem a contaminação. Além disso, o material radioativo deve ser descartado e contido de acordo com protocolos rigorosos para não contaminar o meio ambiente.

A trágica demonstração dos riscos associados à aplicação do polônio ocorreu com o envenenamento do ex-espião russo Alexander Litvinenko em 2006, no qual o polônio-210 foi administrado como veneno. Esse fato chamou a atenção mundial para a natureza perigosa desse elemento e para o cuidado necessário ao manuseá-lo.

Perguntas frequentes

1. O que é polônio e onde ele foi descoberto?

O polônio é um elemento intensamente radioativo descoberto em 1898 por Marie e Pierre Curie. O nome deriva da Polônia, o país natal de Marie Curie.

2. Como o polônio é produzido?

O polônio é produzido pela exposição de alvos de bismuto a nêutrons em um reator nuclear. Isso converte o bismuto em polônio-210. Técnicas complexas de separação química produzem o elemento.

3. Quais são as principais aplicações do polônio?

As aplicações que envolvem o polônio incluem eliminadores de estática, uma fonte de calor em aplicações espaciais, baterias nucleares e aplicações biomédicas que tiram proveito de sua radiação alfa.

4. Por que o polônio é perigoso?

Devido à sua alta radioatividade, o polônio é altamente tóxico. A radiação alfa do polônio é muito destrutiva para o tecido biológico quando ingerida ou inalada.

5. Que precauções de segurança são necessárias ao manusear o polônio?

Como o polônio é um elemento radioativo, ele deve ser tratado com muita cautela. Equipamentos especiais, laboratórios blindados e protocolos de segurança rigorosos são necessários para evitar contaminação e danos aos trabalhadores.