Полоний же — элемент сегодняшнего и завтрашнего дня. Прежде всего это относится к изотопу полоний-210.Всего известно 27 изотопов полония с массовыми числами от 192 до 218. Это один из самых много изотопных, если можно так выразиться, элементов.
Период полураспада самого долгоживущего изотопа — полония-209 — 103 года. Поэтому, естественно, в земной коре есть только радиогенный полоний, и его там исключительно мало — 2 х 10-14%. У нескольких изотопов полония, существующих в природе, есть собственные имена и символы, определяющие место этих изотопов в радиоактивных рядах.
Так, полоний-210 еще называют радием F (RaF), 211Ро — АсС’, 212Ро — ThC’, 214Po — РаС’, 215Ро — АсА, 216Ро — ThA и 218Ро — RaA. Каждое из этих названий имеет свою историю; все они связаны с «родительскими» изотопами той или иной атомной разновидности полония, так что правильнее было бы назвать их не «именами», а «отчествами».
С появлением современной системы обозначения изотопов перечисленные старые названия постепенно почти вышли из употребления.Наиболее важный изотоп полоний-210 — чистый альфа-излучатель. Испускаемые им частицы тормозятся в металле и, пробегая в нем всего несколько микрометров, растрачивают при этом свою энергию. Атомную энергию, между прочим.
Но энергия не появляется и не исчезает. Энергия альфа-частиц полония превращается в тепло, которое можно использовать, скажем, для обогрева и которое не так уж сложно превратить в электричество.Эту энергию уже используют и на Земле, и в космосе. Изотоп 210Ро применен в энергетических установках некоторых искусственных спутников.
В частности, он слетал за пределы Земли на советских спутниках «Космос-84» и «Космос-90».Чистые альфа-излучатели, и полоний-210 в первую очередь, имеют перед другими источниками излучения несколько очевидных преимуществ. Во-первых, альфа-частица достаточно массивна и, следовательно, несет много энергии. Во-вторых, такие излучатели практически не требуют специальных мер защиты: проникающая способность и длина пробега альфа-частиц минимальны.
Есть и в-третьих, и в-четвертых, и в-пятых, но эти два преимущества — главные. В принципе для работы на космических станциях в качестве источников энергии приемлемы плутоний-238, долоний-210, стронций-90, церий-144 и кюрий-244. Но у полония-210 есть важное преимущество перед остальными изотопами-конкурентами — самая высокая удельная мощность, 1210 вт/см3.
Он выделяет так много тепловой энергии, что это тепло способно расплавить образец. Чтобы этого не случилось, полоний помещают в свинцовую матрицу. Образующийся сплав полония и свинца имеет температуру плавления около 600° С — намного больше, чем у каждого из составляющих металлов. Мощность, правда, при этом уменьшается, но она остается достаточно большой — около 150 вт/см3.У.
Корлисс и Д. Харви, авторы книги «Источники энергии на радиоактивных изотопах» (на русском языке эта книга вышла в 1967 г.), пишут: «Как показывают новейшие исследования, 210Ро может быть использован в пилотируемых космических кораблях». В качестве еще одного достоинства полония-210 они упоминают доступность этого изотопа. В той же книге говорится, что висмут и получаемый на него полоний легко разделяются методом ионного обмена.
Так что космическая служба полония, видимо, только начинается. А начало положено хорошее. Радиоактивный изотоп полоний-210 служил топливом «печки», установленной на «Луноходе-2». Ночи на Луне очень долги и холодны. В течение 14,5 земных суток луноход находился при температуре ниже — 130° С. Но в приборном контейнере все это время должна была сохраняться температура, приемлемая для сложной научной аппаратуры.Полоиневый источник тепла был размещен вне приборного контейнера.
Полоний излучал тепло непрерывно; но только тогда, когда температура в приборном отсеке опускалась ниже необходимого предела, газ-теплоноситель, подогреваемый полонием, начинал поступать в контейнер. В остальное время избыточное тепло рассеивалось в космическое пространство.Атомную печку «Лунохода-2» отличали полная автономность и абсолютная надежность.Есть, правда, у полония-210 и ограничение.
Относительно малый период его полураспада — всего 138 дней — ставит естественный предел срока службы радиоизотопных источников с полонием. Подобные же устройства используют и на Земле. Кроме них, важны полоний-бериллиевые и полоний-борные источники нейтронов. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия.
Поток нейтронов из ядра атома бора или бериллия порождают альфа-частицы, испускаемые полонием. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе, очень надежны. Латунная ампула диаметром 2 см и высотой 4 см — советский полоний-бериллиевый источник нейтронов — ежесекундно дает до 90 млн. нейтронов.
Среди прочих земных дел элемента № 84, вероятно, следует упомянуть его применение в стандартных электродных сплавах. Эти сплавы нужны для запальных свечей двигателей внутреннего сгорания. Излучаемые полонием-210 альфа-частицы понижают напряжение, необходимое для образования искры, и, следовательно, облегчают включение двигателя.
Статья на тему Полоний на Земле и в космосе