તત્વ પોલોનિયમ (Po)
પોલોનિયમ એ એક દુર્લભ અને અત્યંત કિરણોત્સર્ગી ધાતુ તત્વ છે જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 84 અને પ્રતીક Po છે. તેની શોધ મેરી અને પિયર ક્યુરી દ્વારા 1898 માં કરવામાં આવી હતી અને મેરી ક્યુરીના વતન પોલેન્ડના નામ પરથી તેનું નામ રાખવામાં આવ્યું હતું. તે તેની તીવ્ર કિરણોત્સર્ગીતા માટે જાણીતું છે, જે મુખ્યત્વે આલ્ફા કણોનું ઉત્સર્જન કરે છે.
પોલોનિયમની કુદરતી ઉપલબ્ધિ
પૃથ્વીના પોપડામાં પોલોનિયમ અત્યંત ઓછી માત્રામાં કુદરતી રીતે જોવા મળે છે. તે યુરેનિયમ-રેડિયમ ક્ષય શ્રેણીમાં એક ક્ષય ઉત્પાદન છે, જે ખાસ કરીને રેડિયમ-226 ના ક્ષયમાંથી બને છે. પરિણામે, તે યુરેનિયમના અયસ્કમાં જોવા મળે છે.
ભારતમાં, યુરેનિયમના ભંડારો વિવિધ પ્રદેશોમાં જોવા મળે છે, ખાસ કરીને ઝારખંડના જાદુગુડામાં અને આંધ્રપ્રદેશ અને મેઘાલયના કેટલાક ભાગોમાં. જોકે આ અયસ્કમાં કુદરતી રીતે યુરેનિયમ અને તેના ક્ષય ઉત્પાદનો, જેમાં પોલોનિયમના અતિ સૂક્ષ્મ પ્રમાણનો પણ સમાવેશ થાય છે, તે સમાયેલ છે, પોલોનિયમની સાંદ્રતા અપવાદરૂપે ઓછી છે, જે વાણિજ્યિક હેતુઓ માટે આ અયસ્કોમાંથી સીધું નિષ્કર્ષણ અવ્યવહારુ બનાવે છે.
ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન અને ઉપયોગો
પ્રકૃતિમાં તેની દુર્લભતાને કારણે, ઔદ્યોગિક અને સંશોધન કાર્યક્રમો માટે પોલોનિયમ મુખ્યત્વે કૃત્રિમ રીતે ઉત્પન્ન થાય છે. સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિમાં ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં બિસ્મથ-209 નું ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન શામેલ છે. બિસ્મથ-209 એક ન્યુટ્રોન શોષીને બિસ્મથ-210 બને છે, જે પછી 5 દિવસના અર્ધ-આયુષ્ય સાથે બીટા ક્ષયમાંથી પસાર થઈને પોલોનિયમ-210 બનાવે છે.
ભારત પાસે ઘણા કાર્યરત ન્યુક્લિયર રિએક્ટર છે, જેમ કે ટ્રોમ્બે (BARC), તારાપુર, રાવતભાટા અને કૈગા ખાતેના. આ સુવિધાઓ ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન દ્વારા રેડિયોઆઇસોટોપ્સનું ઉત્પાદન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે, જોકે વાણિજ્યિક ઉપયોગ માટે પોલોનિયમનું ચોક્કસ મોટા પાયે ઉત્પાદન અત્યંત વિશિષ્ટ છે અને તે સામાન્ય ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન નથી. આવું કોઈપણ ઉત્પાદન દેશના પરમાણુ ઉર્જા કાર્યક્રમ હેઠળ ચોક્કસ વ્યૂહાત્મક અથવા સંશોધન હેતુઓ માટે હશે.
પોલોનિયમના મુખ્ય ઉપયોગો
તેની અત્યંત કિરણોત્સર્ગીતા અને ઝેરીપણું હોવા છતાં, પોલોનિયમના અત્યંત વિશિષ્ટ ઉપયોગો છે:
- એન્ટિસ્ટેટિક ઉપકરણો: પોલોનિયમ-210 સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ બ્રશ અને એવા ઉપકરણોમાં થાય છે જે સ્થિર વીજળીને દૂર કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. પોલોનિયમ દ્વારા ઉત્સર્જિત આલ્ફા કણો ઉપકરણની આસપાસના હવાના અણુઓને આયનાઇઝ કરે છે, જે ફોટોગ્રાફિક ફિલ્મ, કાપડ અથવા નાજુક ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો જેવી સપાટીઓ પર એકઠા થઈ શકે તેવા સ્થિર ચાર્જને તટસ્થ કરે છે. આ વિશિષ્ટ ઉપયોગો છે, જે સામાન્ય ઘરગથ્થુ વસ્તુઓમાં સામાન્ય રીતે જોવા મળતા નથી.
- ન્યુટ્રોન સ્ત્રોતો: જ્યારે બેરિલિયમ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે પોલોનિયમ-210 એક કોમ્પેક્ટ અને વિશ્વસનીય ન્યુટ્રોન સ્ત્રોત (Po-Be સ્ત્રોત) બનાવે છે. પોલોનિયમમાંથી નીકળતા આલ્ફા કણો બેરિલિયમના ન્યુક્લિયસ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જેના કારણે તે ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે. આ સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ વિવિધ ક્ષેત્રોમાં થાય છે, જેમાં ઓઇલ વેલ લોગિંગ, પરમાણુ સંશોધન અને પરમાણુ શસ્ત્રોમાં આરંભકર્તા તરીકે સમાવેશ થાય છે.
- રેડિયોઆઇસોટોપ થર્મોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર (RTGs): પોલોનિયમ-210 તેના તીવ્ર આલ્ફા ક્ષયને કારણે ઉચ્ચ પાવર ઘનતા ધરાવે છે, જે નોંધપાત્ર ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. આ ગરમીને થર્મોઇલેક્ટ્રિક મોડ્યુલનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. પ્લુટોનિયમ-238 કરતાં ઓછા સામાન્ય હોવા છતાં, પોલોનિયમ-આધારિત RTG નો ઉપયોગ અવકાશયાન, ઉપગ્રહો અને દૂરસ્થ પાર્થિવ કાર્યક્રમોને પાવર આપવા માટે કરવામાં આવ્યો છે જ્યાં લાંબા ગાળાની, જાળવણી-મુક્ત શક્તિની જરૂર હોય છે.
- રેડિયેશન ડિટેક્ટરનું કેલિબ્રેશન: તેના સુસંગત અને સુનિશ્ચિત આલ્ફા કણ ઉત્સર્જન ઉર્જાને કારણે, પોલોનિયમ-210 આલ્ફા રેડિયેશન માપતા ઉપકરણોને કેલિબ્રેટ કરવા માટે ઉત્તમ સ્ત્રોત છે. આ વૈજ્ઞાનિક સંશોધન, આરોગ્ય ભૌતિકશાસ્ત્ર અને પર્યાવરણીય દેખરેખમાં ઉપયોગમાં લેવાતા રેડિયેશન મોનિટરિંગ સાધનોની ચોકસાઈ સુનિશ્ચિત કરે છે.
- સ્પાર્ક પ્લગમાં ઐતિહાસિક ઉપયોગ: ભૂતકાળમાં, પોલોનિયમ-210 ની થોડી માત્રા કેટલાક વિશિષ્ટ એરક્રાફ્ટ સ્પાર્ક પ્લગમાં સમાવિષ્ટ કરવામાં આવી હતી. આલ્ફા કણો દ્વારા હવાના ગેપના આયનીકરણથી હવાને વધુ વાહક બનાવીને ઠંડી શરૂઆત અને ઇગ્નીશનની વિશ્વસનીયતામાં સુધારો થયો હોવાનું માનવામાં આવતું હતું. જોકે, સલામતીની ચિંતાઓ, કિરણોત્સર્ગીતા અને વધુ અસરકારક સ્પાર્ક પ્લગ તકનીકોના વિકાસને કારણે, આ એપ્લિકેશન આજે મોટાભાગે અપ્રચલિત છે.