பொலோனியம் (Po) - திருப்புதல் வழிகாட்டி

அறிமுகம்

பொலோனியம் (Po) என்பது அணு எண் 84 கொண்ட ஒரு அரிய, அதிக கதிரியக்க இரசாயனத் தனிமம் ஆகும். அதன் அதிக அணு நிறை காரணமாக இது ஒரு கனமான தனிமமாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இயற்கையில் இது மிகவும் அரிதாகவும், அதன் அனைத்து ஐசோடோப்புகளின் அரை ஆயுள் காலம் குறைவாகவும் இருப்பதால், இது ஒரு அரிய தனிமமாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது. யுரேனியம் தாதுக்களில் மிகக் குறைந்த அளவுகளில் இது காணப்படுகிறது, யுரேனியம் மற்றும் தோரியத்தின் கதிரியக்கச் சிதைவுத் தொடரில் ஒரு இடைநிலை விளைபொருளாக இது உருவாகிறது. பொலோனியம் ஒரு சால்கோஜன் ஆகும், இது உலோகம் மற்றும் உலோகப்போலி ஆகிய இரண்டின் பண்புகளையும் வெளிப்படுத்துகிறது, இருப்பினும் இது பெரும்பாலும் ஒரு உலோகமாகக் கருதப்படுகிறது.

தனிம வரிசை அட்டவணையில் இடம்

• அணு எண் (Z): 84
• தொகுதி: 16 (சால்கோஜன்கள்)
• காலம்: 6
• தொகுதி: p-தொகுதி
• எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴

கதிரியக்கம் மற்றும் நிலைப்புத்தன்மை

பொலோனியத்தின் அனைத்து ஐசோடோப்புகளும் கதிரியக்கத்தன்மை கொண்டவை.

முக்கிய ஐசோடோப்புகள் மற்றும் சிதைவுப் பண்புகள்:

• மிகவும் பொதுவான மற்றும் வரலாற்று ரீதியாக முக்கியத்துவம் வாய்ந்த ஐசோடோப்பு: பொலோனியம்-210 (²¹⁰Po)

  • அரை ஆயுள் காலம் (t₁/₂): தோராயமாக 138.376 நாட்கள்
  • சிதைவு வகை: முதன்மையாக ஆல்பா (α) சிதைவு.
  • சிதைவு சமன்பாடு:

    ²¹⁰₈₄Po → ⁴₂He + ²⁰⁶₈₂Pb
    

    (இங்கு ⁴₂He ஒரு ஆல்பா துகளைக் குறிக்கிறது, மற்றும் ²⁰⁶₈₂Pb ஒரு நிலையான ஈயம்-206 ஆகும்).
  • ஆற்றல் வெளியீடு: ²¹⁰Po அதிக ஆற்றல் கொண்ட ஆல்பா துகள்களை (~5.3 MeV) வெளியிடுகிறது. அதன் அதிக குறிப்பிட்ட செயல்பாடு (ஒரு அலகு நிறைக்கான சிதைவின் அளவு) இதை வெப்பம் மற்றும் கதிர்வீச்சின் வலிமையான ஆதாரமாக ஆக்குகிறது.

• மற்ற குறிப்பிடத்தக்க ஐசோடோப்புகள்:

  • பொலோனியம்-209 (²⁰⁹Po): பொலோனியம் ஐசோடோப்களில் நீண்ட அரை ஆயுள் காலம் கொண்டது, தோராயமாக 102 ஆண்டுகள். இது முதன்மையாக ஆல்பா உமிழ்வு மூலம் ஈயம்-205 ஆகவோ அல்லது எலக்ட்ரான் பிடிப்பு மூலம் பிஸ்மத்-209 ஆகவோ சிதைகிறது.
  • பொலோனியம்-208 (²⁰⁸Po): தோராயமாக 2.9 ஆண்டுகள் அரை ஆயுள் காலம் கொண்டது, இதுவும் ஆல்பா உமிழ்வு மூலம் சிதைகிறது.

அதன் மிகவும் நிலையான ஐசோடோப்புகளின் ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய அரை ஆயுள் காலம் காரணமாக, பொலோனியம் இயற்கையில் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குவிவதில்லை மற்றும் பெரும்பாலான பயன்பாடுகளுக்கு செயற்கையாக உற்பத்தி செய்யப்பட வேண்டும்.

அறிவியல் முக்கியத்துவம்

பொலோனியம் அதன் அதிகப்படியான கதிரியக்கம், அதிக நச்சுத்தன்மை மற்றும் பற்றாக்குறை காரணமாக பொதுவான தொழில்துறை அல்லது வணிக பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை. அதன் அறிவியல் முக்கியத்துவம் முதன்மையாக இந்த பண்புகளிலிருந்து உருவாகிறது.

• செயற்கை உற்பத்தி: பொலோனியம் கிட்டத்தட்ட பிரத்தியேகமாக செயற்கையாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, குறிப்பாக அணு உலை ஒன்றில் பிஸ்மத்-209 ஐ நியூட்ரான் கதிர்வீச்சுக்கு உட்படுத்துவதன் மூலம்:

  ²⁰⁹₈₃Bi + ¹₀n → ²¹⁰₈₃Bi (β⁻ decay) → ²¹⁰₈₄Po
  

  இந்த எதிர்வினை பிஸ்மத்-210 ஐ உற்பத்தி செய்கிறது, இது பின்னர் பீட்டா-சிதைவு அடைந்து பொலோனியம்-210 ஆகிறது.

• நியூட்ரான் மூலங்கள்: பெரிலியத்துடன் கலக்கும்போது, ²¹⁰Po ஒரு கச்சிதமான மற்றும் வலிமையான நியூட்ரான் மூலமாக செயல்படுகிறது ((α,n) எதிர்வினை மூலம்: ⁹₄Be + ⁴₂He → ¹²₆C + ¹₀n). இந்த மூலங்கள் வரலாற்று ரீதியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன:

  • அணு ஆயுதத் தூண்டிகள்: பிளவு குண்டுகளில் சங்கிலி வினையை ‘தொடங்க’.
  • ஆராய்ச்சி மற்றும் அளவுத்திருத்தம்: ஒரு சிறிய, நம்பகமான நியூட்ரான் பாய்ச்சல் தேவைப்படும் பல்வேறு ஆய்வக மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு.

• வெப்பமின் சக்தி மூலங்கள்: ²¹⁰Po இன் தீவிர ஆல்பா சிதைவு குறிப்பிடத்தக்க வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது, இதை வெப்பமின் ஜெனரேட்டர்களைப் பயன்படுத்தி மின் சக்தியாக மாற்றலாம். இந்த பண்பு ஆராயப்பட்டது:

  • விண்வெளி ஆய்வுக்கலங்கள்: வரலாற்று ரீதியாக சில சோவியத் கால நிலவு மற்றும் விண்வெளி பயணங்களில் கதிரியக்க ஐசோடோப்பு வெப்பமின் ஜெனரேட்டர்களாக (RTGs) பயன்படுத்தப்பட்டன, இருப்பினும் இந்த நோக்கத்திற்காக புளூட்டோனியம்-238 ஐ விட குறைவாகவே பயன்படுத்தப்பட்டது.
  • நிலையான மின்சார நீக்கி சாதனங்கள்: ²¹⁰Po ஆனது ஸ்டேடிக் மின்சாரத்தை நடுநிலையாக்க ஆன்டிஸ்டேடிக் தூரிகைகள் மற்றும் சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் ஆல்பா துகள்கள் சுற்றியுள்ள காற்றை அயனியாக்குகின்றன. இருப்பினும், பாதுகாப்பு கவலைகள் காரணமாக, இப்போது மாற்று முறைகள் விரும்பப்படுகின்றன.