Polonium (Po) là gì? Tính chất, độc tính và ứng dụng nguy hiểm của nguyên tố phóng xạ tử thần

Polonium – cái tên nghe giống như xuất phát từ một bộ phim khoa học viễn tưởng – về cơ bản là một trong những yếu tố nguy hiểm nhất mà con người từng phát hiện ra. Được phát hiện bởi Marie Curie hơn một thế kỷ trước, Polonium không chỉ là một phép lạ khoa học mà còn là biểu tượng của mặt tối của trí thông minh con người: một yếu tố có thể giết chết con người trong một lượng nhỏ bụi. Với mức độ cao của bức xạ alpha cao hơn hàng triệu lần so với giới hạn an toàn, Polonium-210 đã được sử dụng để ám sát cựu đặc vụ Nga Alexander Litvinenko-một vụ làm rung chuyển thế giới tình báo và chính trị toàn cầu. Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào bản chất, độc tính, ứng dụng và hậu quả nguy hiểm của yếu tố cái chết này – nơi ranh giới giữa khoa học và cái chết trở nên mờ nhạt vì lạnh.

1. Tổng quan về polonium

Polonium (Biểu tượng: PO, Số nguyên tử: 84) là một nguyên tố phóng xạ hiếm gặp trong nhóm không phải trong bảng tuần hoàn. Nó được phát hiện vào năm 1898 bởi Marie Curie và chồng cô, Pierre Curie, trong quá trình nghiên cứu bức xạ ở quặng uranium. Polonium được đặt theo tên của quê hương Marie – Ba Lan (“Polonia” bằng tiếng Latin) – như một hành động chính trị để kêu gọi sự chú ý quốc tế đến thời gian của Ba Lan bị chia rẽ.

Đặc điểm vật lý & hóa học

• Tình trạng: Solid, Bạc kim loại trong điều kiện bình thường.

• Cấu trúc tinh thể: Monoclinic.

• Nhiệt độ nóng chảy: ~ 254 ° C

• Nhiệt độ sôi: ~ 962 ° C

• Mật độ: 9.196 g/cm³

• Độ phóng xạ: Vô cùng mạnh, chủ yếu phát ra hạt alpha.

Polonium tồn tại chủ yếu ở dạng đồng vị PO-210-một của các đồng vị phóng xạ mạnh nhất từng được ghi lại, với một chu kỳ giảm nửa ngày.

2. Cơ chế phóng xạ và độc hại

Phát xạ alpha

Polonium-210 là một nguồn hạt alpha mạnh mẽ. Mặc dù hạt alpha không xâm nhập vào da người, nhưng khi hít hoặc nuốt vào cơ thể, PO-210 gây tổn thương mô cấp tính, đột biến DNA và các cơ quan nghiêm trọng với số lượng cực nhỏ (chỉ có thể gây tử vong cho khoảng 1 microgam).

Liều tử vong (LD50) của polonium-210

Liều lượng tử vong: Chỉ khoảng 1 microgam (1/1.000.000 gram). Cyanide độc ​​hơn hàng triệu lần. Một liều 1 Curie (37 GBQ) là đủ để giết chết hàng chục người nếu bị nhiễm bệnh.

Cơ chế của cái chết

• Gây ra sự phá hủy tế bào từ bên trong (do phát xạ alpha).

• Tổn thương tủy xương → suy giảm miễn dịch và máu.

• Tác động đến gan, thận, hệ thống tiêu hóa, hệ thần kinh trung ương.

• Không có thuốc giải độc hiệu quả.

3. Ứng dụng công nghiệp và quân sự

Mặc dù cực kỳ nguy hiểm, Polonium vẫn có một số ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp, quốc phòng và không gian.

3.1. Ứng dụng công nghiệp

Nguồn nhiệt cho các vệ tinh và tàu vũ trụ: Do khả năng tạo ra nhiệt lớn nhờ phóng xạ alpha, PO-210 đã được sử dụng làm nguồn nhiệt nhỏ gọn trong các vệ tinh hoặc tàu vũ trụ. Tuy nhiên, do cuộc sống ngắn ngủi (chu kỳ bán hàng 138 ngày), nó không còn phổ biến như plutonium-238.

Loại bỏ tĩnh điện: Trong quá khứ, polonium được sử dụng để loại bỏ tĩnh điện trong dệt, in cây hoặc thiết bị điện tử, vì các hạt alpha tạo ra ion hóa không khí. Điều này đã bị hạn chế nghiêm ngặt do rủi ro phóng xạ.

Nguồn neutron: Khi kết hợp với beryllium, PO-210 có thể tạo ra neutron thông qua các phản ứng hạt nhân, các ứng dụng trong vụ nổ hạt nhân hoặc phát nổ vũ khí nguyên tử.

3.2. Ứng dụng quân sự

Do cực kỳ độc hại và khó phát hiện, PO-210 được coi là vũ khí sinh hóa lý tưởng cho ám sát cá nhân, đặc biệt là trong các hoạt động tình báo.

Vụ ám sát Alexander Litvinenko (2006) -Former Spy-Bang-Bang PO-210 ở London đã gây sốc cho thế giới. Cái chết của anh ta là một minh chứng rõ ràng cho mức độ hủy diệt của yếu tố này.

Kể từ đó, PO-210 đã được theo dõi chặt chẽ như một chất phóng xạ kiểm soát đặc biệt, chỉ được sản xuất bởi một số quốc gia có công nghệ hạt nhân.

4. Sản xuất và kiểm soát

Polonium không tồn tại một cách tự nhiên ở dạng quan trọng do chu kỳ bán hàng ngắn. Nó chủ yếu được sản xuất bởi sản xuất nhân tạo thông qua bắn phá Bismuth-209 với neutron trong lò phản ứng hạt nhân:

BI-209 + N → BI-210 → PO-210 + β⁻

Quốc gia sản xuất chính: Nga chiếm gần như tất cả sản xuất polonium toàn cầu.

Khối lượng sản xuất hàng năm: Chỉ vài chục đến vài trăm gram – cực kỳ hiếm.

Giao thông vận tải và lưu trữ: Yêu cầu các điều kiện bảo mật nghiêm ngặt, các container rò rỉ chống chiếu, bảo vệ nhiều người.

5. Tác động môi trường và sức khỏe cộng đồng

Nguồn phát thải tự nhiên

• Polonium có thể được tạo ra từ chuỗi phân rã của uranium-238 trong đất đá, gây ra sự hiện diện nhỏ trong yếu tố khí-ADON-222-A gây ung thư phổi.
• Một lượng nhỏ PO-210 cũng được tìm thấy trong thuốc lá bởi vì cây thuốc hấp thụ đất-và góp phần gây ung thư phổi cho người hút thuốc.

Tác động khi ngộ độc

• Hấp thụ bằng cách ăn hoặc hô hấp là con đường chính.

• Không có dấu hiệu quan trọng ban đầu – dễ nhầm lẫn với cúm, viêm dạ dày.

• Tổn thương tích lũy và không phục hồi sau một vài ngày.

Polonium là minh chứng hoàn hảo cho nguyên tắc: “Đừng để kích thước lừa dối bạn.” Chỉ với một vài microgam, nó có thể giết người trong vài ngày mà không để lại dấu vết rõ ràng.

Từ phòng thí nghiệm của Marie Curie đến vụ ám sát Litvinenko, từ phòng nghiên cứu không gian đến chiến trường gián điệp hiện đại – Polonium là hiện thân của sự kết hợp giữa khoa học và chất độc.

Nguồn: https://merakicenter.edu.vn/ Tác giả: Nguyễn Lân dũng