اقرأ في هذا المقال

في الكيمياء يعد عنصر البولونيوم أحد العناصر الكيميائية برمز Po ورقم ذري مقداره 84 في الجدول الدوري، كما ويصنف البولونيوم كمعدن، وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.

 

اكتشاف عنصر البولونيوم

 

سمي عنصر البولونيوم على اسم بولندا، وهو موطن السيدة كوري، كان عنصر البولونيوم والمعروف أيضًا باسم ((F) Radium)، أول عنصر كيميائي اكتشفته كوري في عام 1898 ميلادي وقد حدث ذلك أثناء بحثها عن سبب النشاط الإشعاعي لمزيج القشور من (Joachimsthal) بوهيميا، حيث أظهر المكشاف الكهربائي أنه ينفصل مع البزموت.

 

تم اكتشاف البولونيوم بواسطة الكيميائية البولندية ماري سكلودوفسكا كوري في عام 1898 ميلادي، حيث أنها قد حصلت على عنصر البولونيوم من مادة البيتشبلند والتي تعرف أيضا باسم اليورانينيت وهي مادة تحتوي على عنصر اليورانيوم أيضا، بعد أن لاحظت أن البتشبلند (Pitchblende) غير المكرر كان أكثر إشعاعًا من اليورانيوم المنفصل عنه، لقد استنتجت أن البتشبلند  يجب أن يحتوي على عنصر إشعاعي آخر على الأقل.

 

احتاجت العالمة كوري إلى تنقية عدة أطنان من البتشبلند من أجل الحصول على كميات ضئيلة من عنصري البولونيوم والراديوم والذي هو عنصر مشع آخر اكتشفته كوري، يحتوي طن واحد من خام اليورانيوم على حوالي 100 ميكروغرام فقط أي 0.0001 جرام من عنصر البولونيوم.

 

بسبب ندرته، ينتج عنصر البولونيوم عادة بقذف نظير البزموت 209 بالنيوترونات في مفاعل نووي، حيث أن هذه العملية تشكل نظير البزموث 210 والذي يبلغ العمر النصفي له 5 أيام، بعد ذلك يتحلل البزموت 210 إلى نظير البولونيوم 210 من خلال عملية اضمحلال بيتا، ولقد تم إنتاج كميات ملليغرام من البولونيوم 210 بهذه الطريقة.

 

نظير البولونيوم 210 هو عبارة عن معدن منخفض الانصهار ومتطاير إلى حد ما، إذ يتبخر 50٪ منه في الهواء خلال 45 ساعة عند 55 درجة مئوية، البولونيوم 210 هو عبارة عن باعث قوي جدًا لجزيئات ألفا، حيث ينتج غرام واحد من نظير البولونيوم 210 ما يقارب 140 واط من الطاقة الحرارية، كما ويعتبر مصدر حرارة خفيف الوزن للطاقة الكهروحرارية للمركبة الفضائية، إذ يبلغ عمر النصف للنظير البولونيوم 210 قيمة 138.39 يومًا، كما أنه ينبعث مليغرامات من جسيمات ألفا يساوي 5 جم من الراديوم.

 

الطاقة المنبعثة من عمليه الاضمحلال كبيرة جدًا (140 واط / جم) لدرجة أن كبسولة تحتوي على حوالي نصف جرام تصل إلى درجة حرارة أعلى من 500 درجة مئوية، كما وتعرض الكبسولة أيضًا معدل جرعة تلامس لأشعة جاما تبلغ 0.012 Gy / h، إذ يظهر عدد قليل من الكوري، حيث أن 1 كوري يساوي 3.7 × 1010 بيكريل، من البولونيوم توهجًا أزرقًا ناتجًا عن عملية إثارة الغاز المحيط.

 

أكثر نظائر البولونيوم استقرارًا هو نظير البولونيوم 209، له عمر نصف يبلغ 102 سنة، الذي يتحلل إلى نظير الرصاص 205 من خلال عملية اضمحلال ألفا، كما أنه يتوفر نظير البولونيوم 209 من مختبر أوك ريدج الوطني بتكلفة تبلغ حوالي 3200 دولار أمريكي للقطعة الواحدة فقط.

 

يذوب البولونيوم بسهولة في الأحماض المخففة، ولكنه قابل للذوبان بشكل طفيف فقط في القلويات، كما أن أملاح البولونيوم للأحماض العضوية تحترق أو تتفحم بسرعة، كما أنه يتم اختزال أمينات الهاليد إلى المعدن.

 

يمكن أن يتم استخدام البولونيوم للتخلص من الكهرباء الساكنة في الآلات التي تسببها عمليات مثل عملية لف الورق أو الأسلاك أو الصفائح المعدنية، تم استخدام العنصر في الأجهزة للتخلص من الشحنات الساكنة في مصانع النسيج، وعلى الرغم من استخدام المواد الأخرى التي تنبعث منها جسيمات بيتا بشكل أكثر شيوعًا لهذا الغرض، فإن البولونيوم يستخدم أيضًا في الفرش لإزالة الغبار من أفلام التصوير، على الرغم من أنه يجب إغلاق البولونيوم بعناية لحماية المستخدم من التلوث، يتم أيضًا دمج البولونيوم مع البريليوم لتكوين مصادر نيوترونية.

 

نظرًا لأن جميع إشعاع ألفا تقريبًا يتوقف داخل المصدر الصلب وحاوياته مما يؤدي إلى عملية التخلي عن طاقته، فقد جذب البولونيوم الانتباه لاستخداماته كمصدر حراري خفيف الوزن للطاقة الكهروحرارية في الأقمار الصناعية الفضائية، ويمكن أن يتم خلط البولونيوم أو خلطه بالبريليوم لتوفير مصدر للنيوترونات.

 

يعد البولونيوم عنصر طبيعي نادر جدًا، إذ تحتوي خامات اليورانيوم على حوالي 100 ميكروغرام فقط من العنصر لكل طن، ووفرتها حوالي 0.2٪ فقط من الراديوم، في عام 1934 ميلادي حيث اكتشف العلماء أنه عندما قصفوا البزموث الطبيعي (209-Bi) بالنيوترونات تم الحصول على (210-Bi) والد البولونيوم.