Polonio: Propiedades del elemento, usos, historia y seguridad

Descripción

El polonio es un elemento raro y altamente radiactivo. Sus aplicaciones incluyen la generación de energía termoeléctrica, la eliminación de la electricidad estática y la investigación biomédica. Sin embargo, su uso está limitado por motivos de seguridad.

Historia y producción

El descubrimiento del polonio por los Curie fue un hito importante en la investigación de la radiactividad y la química nuclear. Se aisló de los minerales de uranio mediante métodos químicos, y su radiactividad se convirtió rápidamente en una característica definitoria. Con el tiempo, los científicos han aprendido a aprovechar las propiedades únicas del polonio, aunque su rareza y naturaleza radiactiva han creado complicaciones en su producción.

El principal método para producir polonio suele ser la irradiación neutrónica de blancos de bismuto en un reactor nuclear. Esta irradiación de neutrones transforma el bismuto en uno de los isótopos más comunes del polonio: el polonio-210. A la hora de extraer y purificar el polonio, hay que realizar muchas separaciones químicas complejas y elaboradas debido a su escasa abundancia natural y a la presencia de otros subproductos. Por lo tanto, sigue siendo un elemento con una producción muy limitada y a un coste muy valorado porque el proceso de producción es bastante complicado.

Propiedades químicas Descripción

El polonio es un elemento metálico radiactivo perteneciente al grupo de los calcógenos con número atómico 84. Comúnmente asume el valor +2 de oxidación. Comúnmente asume el estado de oxidación +2, aunque también puede adoptar el estado +4 si las condiciones lo permiten. Estos estados de oxidación permiten al polonio formar diversos compuestos con metales y no metales, incluidos calcogenuros y halogenuros, de interés en química nuclear.

La radiactividad provoca el autocalentamiento del polonio, que puede afectar a la cinética de las reacciones químicas. Estas propiedades de autocalentamiento son una de las muchas razones por las que el polonio se estudia en condiciones de laboratorio muy controladas. Los compuestos de polonio son menos estables en comparación con los compuestos de elementos más ligeros del grupo de los calcógenos, lo que aumenta la complejidad a la hora de trabajar con él.

Propiedades físicas

Para más información, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Propiedades térmicas y eléctricas

Las propiedades térmicas y eléctricas del polonio tienen en cuenta su naturaleza radiactiva. Es un eficaz emisor de calor, que encuentra aplicación en usos termoeléctricos, incluidas las misiones espaciales. Su emanación de radiación alfa es parte de su importancia clave en algunos usos industriales y científicos especializados. Sin embargo, debido a su radiactividad, no encuentra aplicaciones generalizadas dentro de los circuitos eléctricos, ya que puede interferir en el funcionamiento de otros componentes y además crea importantes riesgos de seguridad.

Usos del polonio

A pesar de su radiactividad y rareza, el polonio tiene pocas aplicaciones industriales, científicas y biomédicas. He aquí algunos usos notables:

1. Eliminación de la electricidad estática

Se aplica en cepillos y otros dispositivos para eliminar la carga estática de materiales como la película fotográfica y en fábricas textiles. Las partículas alfa emitidas por el polonio han resultado bastante eficaces para neutralizar las cargas estáticas, evitando así la acumulación de polvo y partículas en materiales sensibles.

2. Energía termoeléctrica para equipos espaciales

El isótopo del polonio, polonio-210, sirve como fuente de calor en generadores termoeléctricos, especialmente en satélites espaciales. En el frío vacío del espacio, la desintegración radiactiva del polonio proporciona un suministro constante de energía térmica que ayuda a mantener calientes y funcionales los equipos eléctricos. Resulta especialmente útil en misiones en el espacio profundo, donde la energía solar no es tan eficaz.

3. Investigación biomédica

El Po-210 se ha utilizado en algunas investigaciones biomédicas debido a su potente emisión alfa. Aunque su uso está limitado a la investigación básica debido a problemas de seguridad, los estudios que implican radioterapia y otras aplicaciones médicas son algunas de las áreas en las que se ha utilizado este isótopo. Sus propiedades radiactivas aportan valor para ciertos tratamientos dirigidos; sin embargo, los riesgos de manipulación hacen que su uso esté muy controlado.

4. Baterías nucleares

El polonio-210 se ha considerado para su uso en baterías nucleares, que se utilizan en algunas aplicaciones remotas o de larga duración, como en marcapasos o naves espaciales. Su radiación alfa proporciona una fuente de energía constante durante un largo periodo, aunque los problemas de seguridad limitan su uso generalizado.

Seguridad y riesgos

El polonio es muy peligroso debido a su alto nivel de radiactividad, especialmente la radiación alfa que emite. Las partículas alfa no pueden penetrar a través de la piel, pero pueden causar graves daños si el polonio se ingiere o entra en el organismo por inhalación. La exposición incluso a pequeñas cantidades de polonio 210 es letal.

La manipulación del polonio requiere equipos y precauciones especiales. Los laboratorios que trabajan con polonio deben disponer de recintos blindados, y el personal implicado en tales procedimientos tiene que llevar equipos de protección que eviten la contaminación. Además, el material radiactivo debe eliminarse y contenerse siguiendo protocolos estrictos para no contaminar el medio ambiente.

La trágica demostración de los riesgos asociados a la aplicación de polonio se produjo con el envenenamiento del ex espía ruso Alexander Litvinenko en 2006, en el que se administró polonio 210 como veneno. Este hecho atrajo la atención mundial sobre la peligrosidad de este elemento y el cuidado necesario en su manipulación.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué es el polonio y dónde se descubrió?

El polonio es un elemento intensamente radiactivo descubierto en 1898 por Marie y Pierre Curie. Su nombre procede de Polonia, país natal de Marie Curie.

2. 2. ¿Cómo se produce el polonio?

El polonio se fabrica exponiendo blancos de bismuto a neutrones en un reactor nuclear. De este modo, el bismuto se convierte en polonio 210. A continuación, mediante complejas técnicas de separación química se obtiene el elemento. A continuación, se obtiene el elemento mediante complejas técnicas de separación química.

3. ¿Cuáles son las principales aplicaciones del polonio?

Entre las aplicaciones del polonio se incluyen los eliminadores estáticos, una fuente de calor en aplicaciones espaciales, baterías nucleares y aplicaciones biomédicas que aprovechan su radiación alfa.

4. ¿Por qué es peligroso el polonio?

Debido a su alta radiactividad, el polonio es altamente tóxico. La radiación alfa del polonio es muy destructiva para los tejidos biológicos cuando se ingiere o se inhala.

5. 5. ¿Qué precauciones de seguridad son necesarias para manipular el polonio?

Dado que el polonio es un elemento radiactivo, debe tratarse con gran precaución. Se necesitan equipos especiales, laboratorios blindados y protocolos de seguridad estrictos para evitar la contaminación y los daños a los trabajadores.