El polonio, un elemento radiactivo raro y altamente volátil

El polonio (Po) es un metal radiactivo muy raro y muy volátil. Antes del descubrimiento del polonio por la física polaco-francesa Marie Curie en 1898, el uranio y el torio eran los únicos elementos radiactivos conocidos. Curie nombró polonio por su tierra natal, Polonia.

El polonio es de poca utilidad para los humanos, con la excepción de algunas aplicaciones amenazantes: se usó como detonante en la primera bomba atómica y también es un veneno sospechoso en un par de muertes de alto perfil..

En aplicaciones comerciales, el polonio se usa ocasionalmente para eliminar la electricidad estática en la maquinaria o el polvo de la película fotográfica. También se puede utilizar como fuente de calor ligera para energía termoeléctrica en satélites espaciales..

Clasificación

El polonio se encuentra en el Grupo 16 y el período 6 en la tabla periódica de elementos. Está clasificado como un metal porque la conductividad eléctrica del polonio disminuye a medida que aumenta la temperatura, según la Royal Society of Chemistry..

El elemento es el metal más pesado de los calcógenos, un grupo de elementos también conocido como la "familia del oxígeno". Todos los calcógenos se encuentran en los minerales de cobre. Otros elementos del grupo del calcógeno incluyen oxígeno, azufre, selenio y telurio..

Hay 33 isótopos conocidos (átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones) de polonio, y todos son radiactivos. La inestabilidad radiactiva de este elemento es lo que lo convierte en un candidato adecuado para su uso en bombas atómicas..

Características físicas

• Número atómico (número de protones en el núcleo): 84
• Símbolo atómico (en la tabla periódica de los elementos): Po
• Peso atómico (masa media del átomo): 209
• Densidad: 9,32 gramos por centímetro cúbico
• Fase a temperatura ambiente: Sólido
• Punto de fusión: 489,2 grados Fahrenheit (254 grados Celsius)
• Punto de ebullición: 1,763.6 grados F (962 grados C)
• Isótopo más común: Po-210 que tiene una vida media de solo 138 días

Descubrimiento

Cuando Curie y su esposo, Pierre Curie, descubrieron el polonio, estaban buscando la fuente de radiactividad en un mineral rico en uranio de origen natural llamado pitchblenda..

Los dos notaron que la pecblenda sin refinar era más radiactiva que el uranio que se había separado de ella. Entonces, razonaron que la pitchblenda debe contener al menos otro elemento radiactivo.

Los Curie compraron montones de pechblenda para poder separar químicamente los compuestos de los minerales. Después de meses de arduo trabajo, finalmente aislaron el elemento radiactivo: una sustancia 400 veces más radiactiva que el uranio, según la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).

Extraer polonio fue un desafío porque había una cantidad minúscula; 1 tonelada de mineral de uranio contiene solo unos 100 microgramos (0,0001 gramos) de polonio.

No obstante, los Curie pudieron extraer el isótopo que ahora conocemos como polonio-209, según la Royal Society of Chemistry..

Fuentes

Se pueden encontrar trazas de Po-210 en el suelo y el aire. Por ejemplo, el Po-210 se produce durante la descomposición del gas radón-222, que es el resultado de la descomposición del radio. A su vez, el radio es un producto de la desintegración del uranio, que está presente en casi todas las rocas y suelos formados a partir de rocas..

Los líquenes pueden absorber polonio directamente de la atmósfera. En las áreas del norte, las personas que comen renos pueden tener concentraciones más altas de polonio en la sangre, porque los renos comen líquenes, según Smithsonian.com.

El polonio se considera un elemento natural raro. Aunque se encuentra en los minerales de uranio, no es económico extraerlo, ya que solo hay alrededor de 100 microgramos de polonio en 1 tonelada (0,9 toneladas métricas) de mineral de uranio, según el Jefferson Lab..

En cambio, el polonio se obtiene bombardeando bismuto-209 (un isótopo estable) con neutrones en un reactor nuclear. Esto crea bismuto-210 radiactivo, que luego se desintegra en polonio a través de un proceso llamado desintegración beta, según la Royal Society of Chemistry..

La Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos estima que solo alrededor de 100 gramos (3.5 onzas) de polonio-210 se producen en todo el mundo cada año..

Usos comerciales

Debido a su alta radiactividad, el polonio tiene pocas aplicaciones comerciales. Entre los usos limitados del elemento se encuentran eliminar la electricidad estática en la maquinaria y eliminar el polvo de la película fotográfica. En ambas aplicaciones, el polonio debe sellarse cuidadosamente para proteger al usuario..

El elemento también se utiliza como una fuente de calor liviana para energía termoeléctrica en satélites y otras naves espaciales. Esto se debe a que el polonio se descompone rápidamente y, al hacerlo, libera una gran cantidad de energía en forma de calor. Solo un gramo de polonio alcanzará una temperatura de 500 grados C (932 grados F) a medida que se degrada, según la Royal Society of Chemistry.

Bomba atómica

Durante la mitad de la Segunda Guerra Mundial, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército comenzó a organizar el Distrito de Ingenieros de Manhattan, un programa de investigación y desarrollo de alto secreto que finalmente produciría las primeras armas nucleares del mundo..

Antes de la década de 1940, no había razón para aislar el polonio en su forma pura o producirlo en una cantidad sustancial, porque no se conocía ningún uso y se sabía muy poco sobre él. Pero los ingenieros del distrito comenzaron a estudiar el polonio y encontraron que el elemento era un ingrediente importante para su arma nuclear..

Una combinación de polonio y berilio, otro elemento raro, actuó como iniciador de la bomba, según la Atomic Heritage Foundation.

Después de la guerra, el proyecto de investigación del polonio se transfirió al Laboratorio Mound en Miamisburg, Ohio. Completado en 1949, Mound Lab fue la primera instalación permanente de la Comisión de Energía Atómica para el desarrollo de armas nucleares..

Envenenamiento

El polonio es tóxico para los humanos, incluso en cantidades muy pequeñas..

La primera persona en morir por envenenamiento por polonio pudo haber sido la hija de Marie Curie, Irène Joliot-Curie. En 1946, una cápsula de polonio explotó en su mesa de laboratorio, lo que pudo haber sido la razón por la que contrajo leucemia y murió 10 años después, según Smithsonian.com..

El envenenamiento por polonio también fue lo que mató a Alexander Litvinenko, un exespía ruso que había estado viviendo en Londres en 2006 después de solicitar asilo político..

También se sospechó de envenenamiento en la muerte en 2004 del líder palestino Yasser Arafat, ya que se detectaron niveles sorprendentemente altos de polonio-210 en su ropa, según The Wall Street Journal..

Un estudio de 2011 publicado en la revista Nicotine & Tobacco Research encontró que las empresas tabacaleras eran conscientes de que los cigarrillos y otros productos que contienen tabaco contienen niveles bajos de polonio. Los autores del estudio calcularon que la radiactividad del polonio en los cigarrillos es responsable de hasta 138 muertes por cada 1000 fumadores durante un período de 25 años..

Otra investigación ha demostrado que se encuentra el doble de polonio en las costillas de los fumadores que en las de los no fumadores, según la Red de datos de toxicología del Instituto Nacional de Salud de EE. UU..

Otras lecturas:

• Preguntas frecuentes sobre el polonio 210, de los CDC.
• Seis secretos del polonio, de la revista Smithsonian.
• Entrada del banco de datos de sustancias peligrosas de los NIH para polonio radiactivo.