Polônio, um elemento radioativo raro e altamente volátil

O polônio (Po) é um metal radioativo muito raro e altamente volátil. Antes da descoberta do polônio pela física polonesa-francesa Marie Curie em 1898, o urânio e o tório eram os únicos elementos radioativos conhecidos. Curie chamou polônio em homenagem a sua terra natal, a Polônia.

O polônio é de pouca utilidade para os humanos, com exceção de algumas aplicações ameaçadoras: foi usado como um gatilho na primeira bomba atômica e também é um veneno suspeito em algumas mortes importantes.

Em aplicações comerciais, o polônio é ocasionalmente usado para remover a eletricidade estática em máquinas ou poeira de filmes fotográficos. Também pode ser usado como uma fonte de calor leve para energia termoelétrica em satélites espaciais.

Classificação

O polônio está localizado no Grupo 16 e no período 6 na tabela periódica dos elementos. É classificado como um metal porque a condutividade elétrica do polônio diminui à medida que sua temperatura aumenta, de acordo com a Royal Society of Chemistry.

O elemento é o metal mais pesado dos calcogênios, um grupo de elementos também conhecido como "família do oxigênio". Todos os calcogênios são encontrados em minérios de cobre. Outros elementos do grupo calcogênio incluem oxigênio, enxofre, selênio e telúrio.

Existem 33 isótopos conhecidos (átomos do mesmo elemento com um número diferente de nêutrons) de polônio, e todos são radioativos. A instabilidade radioativa deste elemento é o que o torna um candidato adequado para uso em bombas atômicas.

Características físicas

• Número atômico (número de prótons no núcleo): 84
• Símbolo atômico (na tabela periódica dos elementos): Po
• Peso atômico (massa média do átomo): 209
• Densidade: 9,32 gramas por centímetro cúbico
• Fase à temperatura ambiente: Sólido
• Ponto de fusão: 489,2 graus Fahrenheit (254 graus Celsius)
• Ponto de ebulição: 1.763,6 graus F (962 graus C)
• Isótopo mais comum: Po-210, que tem meia-vida de apenas 138 dias

Descoberta

Quando Curie e seu marido, Pierre Curie, descobriram o polônio, eles estavam procurando a fonte de radioatividade em um minério rico em urânio natural chamado pitchblenda..

Os dois notaram que a pechblenda não refinada era mais radioativa do que o urânio separado dela. Então, eles raciocinaram que a pechblenda deve estar abrigando pelo menos um outro elemento radioativo.

Os Curie compraram cargas de pechblenda para que pudessem separar quimicamente os compostos dos minerais. Após meses de trabalho árduo, eles finalmente isolaram o elemento radioativo: uma substância 400 vezes mais radioativa que o urânio, de acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC).

Extrair polônio foi um desafio porque havia uma quantidade minúscula; 1 tonelada de minério de urânio contém apenas cerca de 100 microgramas (0,0001 gramas) de polônio.

No entanto, os Curie conseguiram retirar o isótopo que agora conhecemos como polônio-209, de acordo com a Royal Society of Chemistry.

Fontes

Traços de Po-210 podem ser encontrados no solo e no ar. Por exemplo, Po-210 é produzido durante a decadência do gás radônio-222, que é resultado da decadência do rádio. Por sua vez, o rádio é um produto da decomposição do urânio, que está presente em quase todas as rochas e no solo formado a partir das rochas.

Os líquenes são capazes de absorver o polônio diretamente da atmosfera. Nas áreas do norte, as pessoas que comem renas podem ter maiores concentrações de polônio no sangue, porque as renas comem líquenes, de acordo com Smithsonian.com.

O polônio é considerado um elemento natural raro. Embora seja encontrado em minérios de urânio, não é econômico extrair, pois existem apenas cerca de 100 microgramas de polônio em 1 tonelada (0,9 toneladas métricas) de minério de urânio, de acordo com o Laboratório Jefferson.

Em vez disso, o polônio é obtido bombardeando o bismuto-209 (um isótopo estável) com nêutrons em um reator nuclear. Isso cria bismuto-210 radioativo, que então decai em polônio por meio de um processo chamado decaimento beta, de acordo com a Royal Society of Chemistry.

A Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos estima que apenas cerca de 100 gramas (3,5 onças) de polônio-210 são produzidos em todo o mundo a cada ano.

Usos comerciais

Por causa de sua alta radioatividade, o polônio tem poucas aplicações comerciais. Entre os usos limitados do elemento estão a eliminação da eletricidade estática em máquinas e a remoção de poeira do filme fotográfico. Em ambas as aplicações, o polônio deve ser cuidadosamente selado para proteger o usuário.

O elemento também é usado como uma fonte de calor leve para energia termoelétrica em satélites e outras espaçonaves. Isso ocorre porque o polônio se decompõe rapidamente e, ao fazê-lo, libera uma grande quantidade de energia na forma de calor. Apenas um único grama de polônio atingirá uma temperatura de 500 graus C (932 graus F) conforme se degrada, de acordo com a Royal Society of Chemistry.

Bomba atômica

Durante a Segunda Guerra Mundial, o Corpo de Engenheiros do Exército começou a organizar o Distrito de Engenheiros de Manhattan, um programa ultrassecreto de pesquisa e desenvolvimento que acabaria por produzir as primeiras armas nucleares do mundo.

Antes da década de 1940, não havia razão para isolar o polônio em sua forma pura ou para produzi-lo em qualquer quantidade substancial, porque não havia uso conhecido para ele e muito pouco se sabia sobre ele. Mas os engenheiros do distrito começaram a estudar polônio e descobriram que o elemento era um ingrediente importante para sua arma nuclear.

Uma combinação de polônio e berílio, outro elemento raro, atuou como o iniciador da bomba, de acordo com a Atomic Heritage Foundation.

Após a guerra, o projeto de pesquisa do polônio foi transferido para o Mound Laboratory em Miamisburg, Ohio. Concluído em 1949, o Mound Lab foi a primeira instalação permanente da Comissão de Energia Atômica para o desenvolvimento de armas nucleares.

Envenenamento

O polônio é tóxico para os humanos, mesmo em quantidades muito pequenas.

A primeira pessoa a morrer de envenenamento por polônio pode ter sido a filha de Marie Curie, Irène Joliot-Curie. Em 1946, uma cápsula de polônio explodiu em sua bancada de laboratório, o que pode ter sido a razão pela qual ela contraiu leucemia e morreu 10 anos depois, de acordo com Smithsonian.com.

O envenenamento por polônio também foi o que matou Alexander Litvinenko, um ex-espião russo que vivia em Londres em 2006 após pedir asilo político.

O envenenamento também foi suspeitado na morte de 2004 do líder palestino Yasser Arafat, quando níveis surpreendentemente altos de polônio-210 foram detectados em suas roupas, de acordo com o The Wall Street Journal.

Um estudo de 2011 publicado na revista Nicotine & Tobacco Research descobriu que as empresas de tabaco estavam cientes de que os cigarros e outros produtos que contêm tabaco contêm baixos níveis de polônio. Os autores do estudo calcularam que a radioatividade do polônio nos cigarros é responsável por até 138 mortes para cada 1.000 fumantes em um período de 25 anos.

Outra pesquisa mostrou que duas vezes mais polônio é encontrado nas costelas de fumantes do que nas de não fumantes, de acordo com a Rede de Dados de Toxicologia do Instituto Nacional de Saúde dos EUA.

Leitura adicional:

• Perguntas frequentes sobre o polônio 210, do CDC.
• Six Secrets of Polonium, da revista Smithsonian.
• Entrada do banco de dados de substâncias perigosas do NIH para polônio radioativo.