W 1897 roku Maria Skłodowska-Curie wybiera jako temat rozprawy doktorskiej badania promieni wysyłanych przez sole uranowe, które zostały odkryte rok wcześniej przez Henri’ego Becquerela. Uczona postanowiła sprawdzić, czy poza uranem są jeszcze jakieś pierwiastki, które również wysyłają promienie Becquerela.

     Ledwie podjęłam szczegółowe badanie promieni uranu i toru, kiedy odkryłam nowe interesujące zjawisko. Miałam okazję zbadać sporą ilość minerałów […]. Niektóre z tych minerałów wykazywały aktywność trzy albo cztery razy większą, aniżeli wypadało z obliczeń dla uranu. […] Zastanawiając się nad [tego] przyczyną doszłam do wniosku, […] że musi istnieć w tych minerałach jakaś substancja nieznana, a bardzo czynna.

Maria Skłodowska-Curie, Autobiografia i wspomnienia o Piotrze Curie, Warszawa 2017.

      Należało zatem wyodrębnić z minerału hipotetyczny pierwiastek, którego jedyną znaną cechą było to, że wysyła promienie. Maria i Piotr metodami klasycznej analizy chemicznej jakościowej rozdzielają poszczególne frakcje i za pomocą czułej aparatury pomiarowej wyznaczają ich zdolność jonizacyjną. Poszukiwany pierwiastek powinien sygnalizować swą obecność wzmożonym promieniowaniem.

Zastosowana przez państwa Curie procedura badawcza była następująca:

Schemat wyodrębnienia polonu z blendy smolistej na podstawie K. Kabzińskiej

      Im bardziej jednak posuwała się nasza praca, tym wyraźniej stawało się widoczne, że nowy czynny pierwiastek znajdować się może tylko w bardzo minimalnej ilości, skąd wniosek, że jego aktywność musi być bardzo duża.

Maria Skłodowska-Curie, Autobiografia i wspomnienia o Piotrze Curie, Warszawa 2017.

Po kilku miesiącach badacze nie mieli wątpliwości, że w otrzymanym produkcie, zawierającym bizmut, znajdował się przepowiedziany pierwiastek, dużo bardziej aktywny od uranu i o wyraźnie określonych własnościach chemicznych.

      18 lipca 1898 roku małżonkowie Curie przedstawiają komunikat przed Francuską Akademią Nauk o odkryciu nowego pierwiastka.

     ...Przypuszczamy, że ciało, które wyodrębniliśmy ze smółki uranowej, zawiera nieznany jeszcze metal, zbliżony do bizmutu ze swoich właściwości chemicznych. Jeśli istnienie tego metalu się potwierdzi, proponujemy dla niego nazwę "polon" - od imienia ojczyzny jednego z nas.

Ewa Curie, Maria Curie, przekł. z jęz. fr. Hanna Szyllerowa, Warszawa 1997.

Wybór nazwy "polon" (Po, łac. polonium) dowodzi, że Maria, przyjąwszy obywatelstwo francuskie i poświęciwszy się całkowicie nauce, nie przekreśliła jednak w duszy dawnych patriotycznych umiłowań i ideałów. Nadając nowemu pierwiastkowi nazwę na cześć Polski, która była wówczas pod zaborami, liczyła na to, iż odkrycie nagłośni ten fakt na arenie międzynarodowej. Został on w ten sposób prawdopodobnie pierwszym pierwiastkiem, którego nazwa nosi w sobie wątek polityczny.

       Polon do dnia dzisiejszego to jeden z najrzadszych pierwiastków na świecie. W śladowych ilościach można go znaleźć w skorupie ziemskiej (w złożach rud uranu jako tlenek). Wytwarza się go również w reaktorach jądrowych poprzez bombardowanie bizmutu neutronami - jego światowa produkcja to zaledwie 100 gramów rocznie. Badania właściwości polonu „naturalnego” (Po-210) są bardzo trudne nie tylko że względu na ich małe ilości, ale też ze względu na silną promieniotwórczość - jest ok. 400 bardziej aktywny od uranu. Z tych powodów aż do 1944 roku chemia polonu była mało poznana.

Obecnie wiadomo, że polon to pierwiastek chemiczny należący do 16 grupy (tlenowce) leżący w 6 okresie w układzie okresowym, o liczbie atomowej 84, masie atomowej 210. Występuje w stanie stałym. Ma barwę srebrzystoszarą, o żółtym odcieniu i metalicznym połysku. Jego gęstość wynosi 9196 kg/m3. Wrze w temperaturze 962°C, a topnieje w 254°C. Wykazuje właściwości metalu. Bardzo dobrze przewodzi prąd elektryczny. Posiada 33 izotopy, z których najtrwalszy ma czas połowicznego rozpadu 102 lata (Po-209), ale nie występuje on naturalnie. Najtrwalszym naturalnie występującym izotopem jest Po-210, którego okres połowicznego rozpadu to 138,3 dni.

    Polon wprowadzony do organizmu poprzez inhalację, połknięcie lub absorpcję jest silnie toksyczny. LD50 dla polonu wynosi ok 1 µg, co czyni go ok. 250 000 razy bardziej trujący niż cyjanowodór. Toksyczne właściwości polonu związane są z jego rozpadem promieniotwórczym. Pierwiastek ten jest silnym emiterem promieniowania alfa – 1 mg polonu-210 emituje tyle samo cząstek alfa co 4,5 g radu-226. Emitowane przez polon promieniowanie alfa ma krótki zasięg i nie jest groźne jako zewnętrzne źródło promieniowania. Polon nie przenika przez skórę, a więc znajdując się na zewnątrz ciała nie stanowi tak wielkiego zagrożenia.

Sonia Cotelle (1896-1945) - jedna z ofiar zatrucia polonem

Jednak, gdy Po-210 dostanie się do organizmu, powoduje straszne spustoszenie. Cząstki alfa deponują całą swoją energię w otaczających komórkach, powodując uszkodzenie ich najważniejszych składników - białka i DNA. Uszkodzenie DNA może prowadzić do śmierci komórek lub zmian, które na poziomie całego organizmu mogą powodować występowanie niekorzystnych procesów, takich jak rozwój nowotworów. W historii znane są przypadki zatruć polonem. W 1927 roku asystentka Marii Skłodowskiej-Curie - radiochemik Sonia Cotelle ciężko zachorowała, prawdopodobnie zatruwając się roztworem polonu po przypadkowym jego połknięciu podczas pipetowania. Wróciła do sił, ale ten incydent zniszczył jej zdrowie. Bardziej znany przypadek pochodzi z listopada 2006 roku - wskutek doustnego podania soli polonu zmarł działacz polityczny Aleksander Litwinienko po przejściu ciężkiej choroby popromiennej.

 

 

Opracowała: dr Sylwia Noga