Książka "Domowe laboratorium naukowe"

W książce Domowe laboratorium naukowe możemy znaleźć wiele ciekawych eksperymentów z zakresu fizyki, chemii, biologii, geografii czy meteorologii. Skromny rozdział poświęcono również fizyce jądrowej. Wśród proponowanych doświadczeń jest symulator datowania izotopowego, spintaryskop, dozymetr elektrooptyczny oraz komora mgłowa. Chciałbym się pochylić nad proponowanym projektem spintaryskopu, gdyż jego realizacja jest wyjątkowo niebezpieczna.

Otóż autorzy sugerują, by zdrapać (!) farbę świecącą ze starego zegara, zmieszać z siarczkiem cynku i umieścić w pudełku z soczewką. Oczywiście dla porządku informują o niebezpieczeństwie skażenia i zatrucia, zalecają mycie rąk itp., ale wiadomo, że takich ostrzeżeń nikt nie czyta, a jak czyta, to i tak nie bierze poważnie. Tymczasem nawet niewidoczna gołym okiem drobinka farby może dostać się do dróg oddechowych albo prysnąć poza stanowisko robocze i skazić pomieszczenie. Wypadek taki może zajść nawet przy bardzo ostrożnej pracy, a tym bardziej, gdy eksperyment wykonuje "narwana" młodzież. Do tego dochodzi skażenie narzędzi - nożyk umyjemy gąbką do naczyń, którą potem będziemy myć talerze? A co ze ściekami? Rad należy do IV, najwyższej grupy radiotoksyczności, a przyjęty drogą oddechową jest znacznie bardziej szkodliwy niż spożyty. Prace z tego typu izotopami można wykonywać jedynie w pracowniach izotopowych w specjalnych komorach rękawicowych. Tyle ostrzeżeń. 

Teraz druga kwestia. Autorzy pytają, czy intensywność świecenia zmniejsza się wraz z upływem czasu i jak długo taki spintaryskop może działać, sugerując wpływ czasu połowicznego rozpadu. Otóż w przypadku radu, czas ten nie ma żadnego znaczenia, gdyż wynosi 1600 lat. Stopniowy spadek liczby błysków światła wynika ze zniszczenia struktury kryształów siarczku cynku i postępuje znacznie szybciej niż rozpad radu. Dlatego też wszystkie zegarki i przyrządy z farbą radową od dawna już nie świecą, choć zachowują radioaktywność. Nawet trytowe źródła światła tracą jasność szybciej, niż by to wynikało z rozpadu trytu - po prostu luminofor się zużywa.

I na koniec jeszcze jedna uwaga. Klasyczny spintaryskop ma ekran scyntylacyjny, po którego jednej stronie, tej z luminoforem, znajduje się źródło, a po drugiej soczewka [LINK]. Dla większej wartości naukowej źródło powinno mieć możliwość regulacji odległości od ekranu, aby można było śledzić zasięg cząstek alfa, wynoszący kilka centymetrów w powietrzu. Podczas przysuwania źródła w kierunku ekranu w pewnym momencie zauważymy pojedyncze błyski, które bardzo szybko zwiększą swą intensywność, by przy samym źródle stać się "wulkanem". Źródło powinno mieć dużą wydajność emisji alfa bez jednoczesnej emisji gamma i beta, zatem rad sugerowany w książce to słaby wybór. Szkolne spintaryskopy miały albo polon-210, albo ameryk-241, ew. pluton-239, jednakże źródła te były szczelnie zamknięte w solidnych, metalowych obudowach. Spintaryskop powstały w wyniku wymieszania substancji radioaktywnej ze scyntylatorem będzie świecił stale, bez możliwości obserwacji zasięgu cząstek alfa. Nie będzie można go też "wyłączyć" przez odsunięcie źródła od ekranu poza zasięg strumienia cząstek, co spowoduje przedwczesne zużycie scyntylatora.

W pozostałych dwóch eksperymentach również autorzy zalecają użycie radu jako źródła promieniowania - zarówno w dozymetrze elektrooptycznym, jak i komorze mgłowej. Co ciekawe, w uwagach pojawia się informacja o izotopowych czujkach dymu z amerykiem-241. Autorzy nawet pytają, czy rozbieranie takiej czujki jest bezpieczne i legalne, jakby zdrapywanie radu z tarczy zegara było!

Tak więc, nie próbujcie tego w domu :) Gwoli sprawiedliwości, książka jest bardzo ciekawa i zawiera szereg inspirujących doświadczeń, które można wykonać bardzo prostymi i tanimi środkami. Pytania umieszczone po każdym eksperymencie zmuszają do myślenia i samodzielnego rozwiązywania problemów badawczych. Ale radem lepiej się nie bawić! Poniżej dodatkowe ostrzeżenia w dziale "uwagi" na końcu książki:

Pomnik ofiar radu i promieniowania X w Hamburgu

Pomnik ten, zlokalizowany na terenie Szpitala św. Jerzego, upamiętnia wszystkie osoby, które zmarły na skutek działania promieniowania jonizującego podczas pracy naukowej i lekarskiej. Ustawiono go z inicjatywy Niemieckiego Towarzystwa Rentgenologicznego w 1936 r. i wówczas nosił 169 nazwisk, w tym Marii Skłodowskiej-Curie (jako "Marie Curie"). W roku 1959 nazwisk było już 359, w tym córki Marii, Ireny Joliot-Curie, odkrywczyni wraz z mężem Fryderykiem zjawiska sztucznej promieniotwórczości. Prowadzono też specjalną księgę z biogramami osób upamiętnianych na pomniku, której ostatnią, III edycje, wydano w 1992 r. Mam nadzieję, że moje nazwisko nie pojawi się na tym monumencie :)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/Ehrenmal_der_Radiologie_%28Hamburg-St._Georg%29.1.ajb.jpg

Działanie promieniowania jonizującego, zarówno emitowanego przez rad, jak i generowanego w lampach rentgenowskich poznawano stopniowo, metodą prób i błędów. Wielu badaczy eksperymentowało na sobie, m.in. małżonkowie Curie. Piotr Curie nie dożył rozwinięcia się objawów choroby popromiennej, gdyż zginął potrącony przez wóz konny, ale podejrzewa się, że rozkojarzenie powodujące ten wypadek mogło być spowodowane działaniem promieniowania.  Na białaczkę zmarła zarówno Maria, jak również Irena Joliot-Curie. Przyjmuje się, że Marii bardziej zaszkodziła praca w polowych aparatach rentgenowskich podczas I wojny niż praca z radem i polonem. Jednakże oba te pierwiastki są bardzo silnie radiotoksyczne i na pewno miały wpływ na zdrowie naszej Noblistki.

W toku rozwoju diagnostyki rentgenowskiej zauważono, że rentgenolodzy średnio żyją kilka lat krócej od lekarzy innych specjalności. Spowodowało to pierwsze próby ograniczenia dawek przy prześwietleniach i ustalenia limitów możliwego napromieniowania. Pierwsze "dawki graniczne" były bardzo wysokie z punktu widzenia dzisiejszych kryteriów:

Cyt. za: Ryszard Szepke, Podstawy ochrony radiologicznej, Warszawa 1967

Zasilacz Elektronika BP2-1

Jak już wspominałem, do dozymetrów Polaron Pripyat' można było stosować zasilacze od kalkulatorów "Elektronika". Zasilacz ten miał oznaczenie D2-10M, wtyczkę w kształcie trapezu z dwoma bolcami i produkowany był w latach 80. i na początku lat 90. Notkę o nim można znaleźć TUTAJ. Jednakże do kalkulatorów "Elektronika" stosowano również starszy model zasilacza, oznaczony BP-2-1. Zasilacz ten, wyprodukowany w 1979 r., nabyłem wraz z kalkulatorem Elektronika MK-23A.

Od nowszego modelu różni się praktycznie tylko obudową. Schematy elektryczne obu zasilaczy są identyczne, nie ma też zauważalnych różnic w pracy dozymetru. Pobór prądu wg specyfikacji wynosi 0,02 A, zaś maksymalne obciążenie wyjścia 0,09 A. Producent dopuszcza pracę tylko przy temperaturach od -1 do 40 st. C. 

Jeżeli napięcie na wyjściu wynosi 5 V, a głośnik podłączony do zasilacza daje przydźwięk (buczenie) sieci 50 Hz, oznacza to awarię kondensatora. Można się o tym przekonać, podłączając dodatkowy kondensator równolegle do wyjścia - przydźwięk powinien zniknąć a napięcie skoczyć do 7 V. Zasilacze te mają swoje lata i elementy elektroniczne mogą być już zużyte, zdarzają się też odklejenia ścieżek na płytce drukowanej.

Sama obudowa jest nieco bardziej ergonomiczna niż w kanciastym, nowszym modelu. Ma też tą przewagę, że zasilacz da się  podłączyć do gniazdek z wąskim wycięciem, spotykanym niekiedy w przedłużaczach:

Źródło

Poniżej Elektronika MK-23A, prosty kalkulator z lat 70. wraz z fabrycznym zasilaczem BP2-1:

Kupując taki zasilacz pamiętajmy o sprawdzeniu wtyczki, gdyż również produkowano wersje z wtykiem jack:

Źródło

Oczywiście zasilacz pasuje też do innych dozymetrów, do których przeznaczone były zasilacze Elektronika D2-10M, czyli oprócz Polaronów m.in. RKB-20.01 Beta.

Kondensatory i lampy elektronowe ze szkłem uranowym

Zupełnie przypadkiem trafiłem na ten oto wątek na forum Elektroda [LINK]. Omawiany jest w nim wysokonapięciowy (35 kV) kondensator o pojemności 25 pF, w którym doprowadzenia do okładek są zatopione w szkle uranowym. Oczywiście sporo jest tam błędnych poglądów na temat promieniowania, a talerzyk z uranową polewą nazwano "patologią". Sam kondensator można nabyć na Ebay za równowartość ok. 100 zł:

Szkło uranowe zastosowano jako uszczelnienie metalowych wyprowadzeń w próżniowej bańce kondensatora. Z tego co znalazłem w zachodnich serwisach internetowych, szkło uranowe ma dobre właściwości przylegania do metalu i rozszerzalności cieplnej, co jest istotne przy elementach wysokonapięciowych. Podczas produkcji kondensatora dobrze zwilża metalowe wyprowadzenia, zapewniając szczelność. Kondensatory tego typu stosowano m.in. w nadajnikach radiowych w układach wzmacniających i oscylatorach. Były rzadko stosowane z racji wysokiej ceny, dlatego tylko, gdzie się dało, stosowano niższe napięcia pracy i kondensatory z izolatorami ceramicznymi.  Poniżej na zdjęciu fluorescencja szkła uranowego w UV z diody LED:

Poszczególne modele różniły się pojemnością i napięciem pracy. Zdjęcie innego egzemplarza - Eimac VC-50-20 (50 pF 20 kV):

Kondensator taki przedstawiłem jedynie jako ciekawostkę z racji małej zawartości szkła uranowego, wysokiej ceny i konieczności sprowadzania z zagranicy.
Poniżej pomiar aktywności, niestety miernik wykalibrowany tylko w cps:

Dodatkowe informacje

• https://www.reddit.com/r/electronics/comments/738ein/uranium_glass_sealed_vacuum_capacitor_35kv_with/
• 
  
• https://www.etsystudio.com/listing/525396149/kondensator-ogromny-vintage-rury
• 
  
• https://en.wikipedia.org/wiki/Glass-to-metal_seal
• 
  
• http://g3ynh.info/comps/vac_caps.html
• 
  
• http://www.worldtubecompany.com/mm5/merchant.mvc?Screen=PROD&Store_Code=WTC&Product_Code=VC50-32&Category_Code=9

Tego typu uszczelnienia stosowano też w lampach elektronowych, np. w nadawczej triodzie  VT-127A tej samej firmy [LINK]. Lampę tą opracowano krótko przed II wojną światową i służyła m.in. w radarze SCR-268. Po wojnie większość zniszczono, aby odzyskać platynę [LINK]

Światło UV demaskuje elementy wykonane ze szkła uranowego, szczególnie dużo użyto go w dolnej części lampy, tam gdzie są wyprowadzenia katody żarzonej bezpośrednio. Boczne wyprowadzenia są do siatki sterującej i do anody (u góry lampy).

Moc dawki alfa+beta+gamma mierzona przy wyprowadzeniach wg Gamma Scouta wynosi 1,3-1,5 µSv/h (dla porównania, moje bibeloty z tegoż szkła dają 0,5-1 µSv/h na tym mierniku):

Lampy takie są zwykle bardzo drogie z uwagi na kosztowne surowce i rzadkość występowania (powyższy model widziałem za 295 $), zatem nie ma sensu celowego kupowania ich w charakterze źródła promieniowania. Co innego, gdy przypadkiem trafi w nasze ręce lub możemy kupić okazyjnie. Poniżej jeszcze inny model - JAN-750TL:

https://www.youtube.com/watch?v=PvwAiim38sc

Lampa nadawcza Eimac 100 TH:

Źródło

I na koniec - rurki Geisslera, w których zjonizowany rozrzedzony gaz emituje ultrafiolet, powodujący luminescencję szkła uranowego, z którego wykonana jest rurka:

https://www.youtube.com/watch?v=Yf_7dgnpN6E

Lampa ceramiczna z polewą uranową

Na moim ulubionym stoisku ostatnio panuje obfitość ceramiki uranowej. Tym razem kupiłem ten oto korpus ceramicznej lampy. Widziałem go już wcześniej, ale wolałem skupić się na mniejszych i bardziej aktywnych obiektach. Ponieważ miałem rozpoznany teren, zabrałem ze sobą dozymetr Gamma Scout, który nie jest najlepszym wyborem na tego typu poszukiwania. Małe okienko pomiarowe uniemożliwia wyszukiwanie z większej odległości, każdy artefakt podejrzewany o "świecenie" trzeba brać do ręki i przybliżyć do okienka pomiarowego.

Lampa ma wysokość 37 cm i średnicę najszerszej części 17 cm. Aktywność wykazuje żółta polewa, niebieska nie przekracza tła. Na żółtych obszarach EKO-C wskazuje 50-60 cps, Polaron 5,5-9 µSv/h (beta+gamma), zaś Gamma Scout 0,8-1,4 µSv/h, Wszystkie pomiary z otwartymi osłonami tub Geigera. Pomiar z zamkniętymi nie wychodzi znacznie poza tło. 

Pytanie - gdzie góra, a gdzie dół?

Przedmiot jest najprawdopodobniej fragmentem żyrandola, tutaj podobna kostrukcja, tylko ze zwykłej ceramiki:

Źródło - Allegro

Jak dotąd, jest to największy z upolowanych artefaktów, choć o przeciętnej aktywności. Niestety duże gabaryty zwiększają ryzyko uszkodzenia i utrudniają pomiary. Poniżej pomiar aktywności przy użyciu wymienionych wyżej radiometrów:

Inhalatorium radonowe w Kowarach

Miejscowość Kowary jest znana głównie z wydobycia uranu w latach 50. na potrzeby radzieckiego przemysłu zbrojeniowego. Powstały wtedy liczne sztolnie łącznie z najważniejszymi - nr 19 i 19A. Po wyeksploatowaniu większości złóż sztolnie zostały zabezpieczone, a powrócono do nich z chwilą utworzenia inhalatorium radonowego w 1969 r. Jak wiadomo, radon jest radioaktywnym gazem szlachetnym powstającym na skutek rozpadu radu, który z kolei jest produktem rozpadu uranu (szereg uranowo-radowy). Inhalatorium miało leczyć choroby płuc i schorzenia reumatyczne, chociaż radon jest jednym z czynników zwiększających ryzyko nowotworów płuc (!).  Przypadki raka były bardzo częste u górników z kopalni w Jachymovie w Czechach, gdzie już w XIX w. wydobywano rudę uranu. Łączyły się tu dwa czynniki - napromieniowanie zewnętrzne od rudy, jak i skażenie płuc wdychanym pyłem oraz radonem. Mimo to w Kowarach postanowiono stworzyć inhalatorium, jak się później tłumaczono - w celach eksperymentalnych. Placówkę otwarto bez niezbędnych ekspertyz i zezwoleń z zakresu ochrony radiologicznej. 

News o sztolni [źródło]

Późniejsze pomiary wykazywały znaczne przekroczenie dopuszczalnej mocy dawki i stężenia radonu w powietrzu, niestety monity CLOR i Sanepidu były ignorowane lub załatwiane prowizorycznie. Przykładowo - zamiast umieścić obsługę w szczelnym boksie z dostępem powietrza z zewnątrz, przeniesiono jej stanowisko do baraku na zewnątrz sztolni, pozostawiając pacjentów w środku.  Łączność miały zapewnić stosowane w szpitalach dzwonki przy łóżkach. Później przewidziano telefony, a następnie monitory telewizji przemysłowej, lecz z miernym skutkiem. Dokumenty przechowywane w Archiwum Państwowym we Wrocławiu ukazują istnego ping-ponga między CLOR i Sanepidem a kierownictwem placówki. Co ciekawe, materiały te nie były utajnione, po prostu do tej pory nikt do nich nie dotarł. Trudno też ustalić, ile osób przewinęło się przez inhalatorium i jaki był wpływ radonu na przebieg leczenia. 

Inhalatorium funkcjonowało do 1989 r., potem zostało zamknięte z przyczyn zarówno finansowych, jak i kontrowersji co do faktycznego działania radonu na zdrowie ludzkie. Z jednej strony ostrzegano przed zagrożeniem radiacyjnym z kopalń uranu, z drugiej promowano radonowe inhalacje niczym w czasach "radowego szaleństwa" z początku XX w. Opuszczona placówka ulegała stałej dewastacji na skutek rozkradania złomu. Była też miejscem licznych eksploracji pasjonatów podziemni i opuszczonych miejsc. Obecnie udostępnione jest do zwiedzania. Więcej informacji znaleźć można w tym artykule [LINK], który posłużył za źródło do powyższej notki - odsyłam do oryginału, żeby nie streszczać całości. W tym miejscu chciałbym zaprezentować kilka zdjęć z okresu funkcjonowania inhalatorium, autorstwa Grażyny Rutowskiej, dziennikarki i fotoreporterki "Dziennika Ludowego" i "Zielonego Sztandaru" (źródło - zbiory NAC):

Używanie dozymetru - kwestia prawna

Zapewne wielu z Was zastanawia się, czy jakieś przepisy regulują posiadanie i użytkowanie sprzętu dozymetrycznego. Warto znać prawo, gdyż jego nieznajomość nie zwalnia z jego przestrzegania. 

1. Na posiadanie takiego sprzętu nie jest potrzebne żadne zezwolenie, jest to miernik taki sam jak termometr czy woltomierz. Nie dajmy sobie wmówić, że jest inaczej i za każdym razem prośmy o podstawę prawną. Niestety w kwestiach legalności pokutują różnego rodzaju mity, w rodzaju "dopuszczalnej długości ostrza noża 12 cm"*, strzelania z wiatrówki tylko na strzelnicy** czy obowiązku jazdy na rowerze w kasku***, powielane czasem przez niektórych funkcjonariuszy Policji. Na szczęście w dobie smartfonów można szybko znaleźć odpowiedni akt prawny. Pamiętajmy też o zachowaniu spokoju, nieokazywaniu zniecierpliwienia i wykonywaniu poleceń funkcjonariuszy, jednocześnie nie dając się zastraszyć i wmówić winy. Zawsze mamy prawo nie przyjąć mandatu, wówczas sprawa zostanie skierowana do sądu, gdzie łatwiej bronić swoich racji.

Oczywiście mierniki promieniowania, które nie są regularnie kalibrowane przez odpowiednie instytucje (np. CLOR), mogą służyć jedynie do amatorskich pomiarów.

2. Inną kwestią jest wykonywanie pomiarów na czyimś terenie, gdy musimy prosić o zgodę właściciela. Niektórzy mogą sobie tego nie życzyć i mają do tego prawo. Szczególnie dotyczy to np. sklepów i targowisk. Pomiar nie niszczy mierzonych przedmiotów, ale sprzedawca może tego nie wiedzieć i obawiać się dotyku sondy pomiarowej do cennych wyrobów ze szkła uranowego. Inną kwestią jest powszechna radiofobia w społeczeństwie, w związku z czym wykonywanie pomiarów w danej placówce mogłoby np. odstraszyć klientów i być podstawą do roszczeń na drodze cywilnej. Wielu laików mogłoby pomyśleć "kurde, coś tu mierzy, lepiej idźmy stąd", a plotka ma dużą siłę rażenia, zwłaszcza w dobie internetu, i taki sklep straciłby sporą część klientów. Jakiś czas temu pomiar artefaktów w muzeum spowodował burzę medialną i nawet ukrycie "świecącego" eksponatu przez dyrekcję muzeum. Znowu - większym problemem była publikacja wyniku w Internecie niż sam fakt pomiaru. Dzięki takim serwisom jak Wykop.pl informacja może rozprzestrzenić się w sieci z szybkością błyskawicy.

Osobiście nie miałem problemów ze sprzedawcami, raczej rozmawiałem o tym, skąd się bierze promieniowanie, co to za miernik, czemu szukam takich wyrobów itp., ale kolega był nawet podejrzewany o "magnesowanie" przedmiotów (!) czy bycie inspektorem skarbówki (sic!). Oczywiście próba naruszenia naszej nietykalności cielesnej, zaboru czy też zniszczenia miernika**** daje podstawę do podjęcia kroków prawnych (odpowiednio paragrafy 217, 284 i 288 k.k.).

Raz mnie sprzedawca poprosił, bym "nie robił zdjęć" (miałem dozymetr AtomSimple podłączony do telefonu), ale jak zobaczył, że są jakieś cyferki zamiast podglądu kamery, to spasował. Przeważało żywe zainteresowanie moim miernikiem i samym faktem istnienia radioaktywności w przedmiotach codziennego użytku.

3. Drugą kwestią są pomiary w terenie za pomocą mierników z sondą na przedłużaczu. Miernik taki może wydawać się podobny do starego wykrywacza metalu, a od niedawna prowadzone bez zezwolenia poszukiwania z wykroczenia stały się przestępstwem. Teoretycznie można wytłumaczyć, do czego przyrząd naprawdę służy - mi się udało, skończyło się na miłej rozmowie (mierzyłem kawałki granitu za pomocą DP-5B)  - ale jest też szansa zatrzymania sprzętu (albo i osoby) do wyjaśnienia sprawy. Oczywiście w toku dalszego postępowania wyjdzie, że nasz miernik nie ma nic wspólnego z wykrywaczem metalu, ale co stracimy czasu i nerwów, to nasze. Pamiętajmy, że funkcjonariusz nie musi znać się na wszystkich modelach wykrywaczy metalu i w razie wątpliwości może zatrzymać sprzęt. Stary miernik (np. DP-5) można pomylić np. z wojskowymi wykrywaczami min. Oczywiście możemy tłumaczyć, do czego sprzęt służy, najlepiej demonstrując zbliżanie do metalu i do np. kamieni (zwłaszcza granitu), co w większości przypadków powinno poskutkować. Może jednak się trafić służbista, który na wszelki wypadek woli sprawdzić, albo chce zaplusować u przełożonych.

W tych wywodach pomijam zbieranie minerałów na terenie parków narodowych i rezerwatów przyrody, czego zabraniają odrębne przepisy. Jeżeli mieliście problemy podczas pomiarów radioaktywności, piszcie w komentarzach. 

-----------------

* w ustawie o broni i amunicji nie ma mowy o długości ostrza, zakazane jest jedynie posiadanie ostrzy ukrytych w przedmiotach niemających wyglądu broni (laski, parasole). Jednak mit 12 cm jest nadal w Polsce silny, ponoć wywodzi się ze starego milicyjnego zarządzenia z czasów stanu wojennego 1981-1982.

** wiatrówka o energii wylotowej poniżej 17 J nie jest bronią w rozumieniu ustawy o broni i amunicji, zatem nie dotyczą jej przepisy użycia broni, które dopuszczają użycie broni w celach szkoleniowych i sportowych tylko na strzelnicach (kwestie bezpieczeństwa regulowane są przez ogólne przepisy k.k.)

*** ustawa Prawo o ruchu drogowym nie nakłada na rowerzystów obowiązku jazdy w kasku

**** jeżeli wysokość wyrządzonej szkody (niezależnie od wartości przedmiotu) nie przekracza 1/4 minimalnego wynagrodzenia, sprawca odpowiada z art. 124 k.w.

Izotopy wokół nas - polon-210

Polon był pierwszym pierwiastkiem odkrytym przez Marię Skłodowską-Curie w pozostałościach po przerobie rudy uranowej. Maria zauważyła, że aktywność blendy smolistej jest większa, niż wynikałoby to z zawartości uranu. Blenda otrzymana przez nią w laboratorium była mniej aktywna niż naturalna, zaś pozostałości po usunięciu uranu z naturalnej blendy były bardzo silnie radioaktywne, choć nie było już w nich uranu. Nasunęło to przypuszczenie, że w blendzie jest nowy, wysoce radioaktywny pierwiastek. Polon został odkryty 18 lipca 1898, na 5 miesięcy przed wyizolowaniem radu. Nazwa nowego pierwiastka została nadana na cześć Polski, będącej wówczas pod zaborami. Maria chciała w ten sposób wynieść "sprawę polską" na arenę międzynarodową. Był to pierwszy pierwiastek z wątkiem politycznym w nazwie.

Zawartość polonu w rudzie uranowej była bardzo niska, rzędu 0,1 mg na tonę, jednak nawet tak mała ilość powodowała świecenie miseczek w laboratorium uczonej. Świecenie było wywołane wzbudzeniem atomów powietrza przez cząstki alfa. Niebieskawe promienie (po łacinie promień to "radius") dały nazwę drugiemu pierwiastkowi odkrytemu przez Skłodowską - radowi. Polon jest bardzo silnym źródłem cząstek alfa, 1 mg daje ich tyle, co 5 g radu, a jak pamiętamy, 1 g radu to 37 miliardów rozpadów na sekundę. Aktywność polonu jest więc ogromna, ilość 1 g rozgrzewa się samorzutnie do temperatury 500 st. C, generując 140 W mocy.
Polon był stosowany jako wysokowydajne źródło cząstek alfa albo - w połączeniu z berylem - jako generator neutronów. Źródło polonowo-berylowe było zapalnikiem wczesnych bomb jądrowych typu implozyjnego (Gagdet, Fat Man), zapewniającym niezbędny nadmiar neutronów do zainicjowania reakcji łańcuchowej. Źródło takie (kryptonim "Urchin") składało się z 2 kawałków berylu i pastylki polonu, odizolowanych warstwą niklu i złota. Podczas eksplozji konwencjonalnych ładunków, zbliżających do siebie podkrytyczne fragmenty plutonu, zapalnik ulegał zgnieceniu, polon mieszał się z berylem i dostarczał neutronów niezbędnych do rozpoczęcia niekontrolowanej reakcji rozszczepienia. 

Bomba typu Fat Man (źródło)

Z kolei sam polon służył za źródło ciepła w radioizotopowych generatorach termoelektrycznych (RTG) - działały one na zasadzie termopary, której jeden koniec był chłodzony przez otoczenie, a drugi podgrzewany przez ulegający rozpadowi polon. Ten sposób zasilania stosowano w m.in. radzieckich pojazdach księżycowych Łunochod. Pierwszy z nich został utracony na skutek ekspozji rakiety kilka sekund po starcie, a polon z generatora termoelektrycznego został rozsiany wokół miejsca wypadku. Informacje o tym incydencie przez wiele lat pozostawały tajne. Pozostałe dwa Łunochody dotarły na Księżyc i wykonały swoją misję [LINK].

Generatory z polonem stosowano też do zasilania boi nawigacyjnych funkcjonujących z dala od cywilizacji, choć w tych zastosowaniach częściej był używany stront-90.

Małe ilości polonu były źródłami cząstek alfa w spintaryskopach oraz w antystatycznych szczoteczkach np. do płyt winylowych. Oczywiście źródła były przygotowane jako spiek ceramiczny, uniemożliwiający skażenie w razie uszkodzenia. Spintaryskopy, produkowane w Polsce przez Fabrykę Pomocy Naukowych, umożliwiały obserwację błysków światła, będących efektem padania cząstek alfa na specjalny ekran, pokryty scyntylatorem.

Z kolei w szczoteczkach promieniowanie alfa powodowało jonizację powietrza, czyli neutralizowało ładunki statyczne, powodujące elektryzowanie się przedmiotów, w tym przypadku płyt winylowych. Kto ma winyle, ten wie, jak trudno je wyczyścić z kurzu. Szczoteczki z polonem rozwiązywały ten problem:

Krótki czas półrozpadu - 138 dni - powodował konieczność częstej wymiany źródeł w tych przedmiotach. Produktem rozpadu polonu-210 jest stabilny ołów-206, zatem spintaryskopy czy szczoteczki antystatyczne po 1380 dniach (10 okresów półrozpadu) nie stanowią zagrożenia dla zdrowia.

***

Ponieważ otrzymywanie polonu z rud uranu jest nieopłacalne, produkuje się go przez napromieniowanie neutronami bizmutu w reaktorach jądrowych. Obecnie produkcję tą prowadzi się głównie w Rosji. Polon jest silnie radiotoksyczny, śmiertelna dawka jest 250 razy większa niż cyjanowodoru, zatem był używany do celów skrytobójczych. Najbardziej znanym morderstwem z jego użyciem było zabójstwo Aleksandra Litwinienki. Była to kolejna, tym razem udana próba zabicia przebywającego w Wielkiej Brytanii byłego agenta FSB. Polon podano mu w herbacie. Przyczynę zatrucia odkryto dopiero po miesiącu, na krótko przed śmiercią Litwinienki. Agenci przygotowujący zamach doprowadzili do skażenia wielu miejsc (hotel, bar, samolot) i sami przy okazji przyjęli pewną ilość tego pierwiastka. Podejrzewa się również, że polonem otruto Jasera Arafata.
Mniej znanym faktem są amerykańskie eksperymenty na śmiertelnie chorych pacjentach w wieku 30-40 lat, którym podawano polon - czterem dożylnie, pięciu doustnie - i obserwowano jego wydalanie z organizmów. Prowadzono je w ramach Projektu Manhattan na Uniwersytecie w Rochester w latach 1943-1947.

Polon znajduje się też w dymie tytoniowym, o czym wspominałem w osobnej notce. Jako produkt rozpadu radonu opada na liście tytoniu podczas jego uprawy. Jest też selektywnie wyłapywany przez tytoń z gleby, z nawozów fosforowych. podczas palenia tytoniu paruje i w większości przedostaje się do płuc. Jest jednym z najbardziej rakotwórczych spośród 5000 substancji występujących w dymie tytoniowym. 

Radiochemiczna metoda wydzielania polonu z badanych roztworów wykorzystuje zjawisko selektywnego osadzania się polonu na wypolerowanych płytkach miedzianych, które można następnie badań detektorem scyntylacyjnym. Wymaga to rozpuszczenia badanej próbki (np. pyłu na sączku) w mieszaninie kwasu cytrynowego i solnego. Jeśli występują trójdodatnie jony żelaza, należy dodać kwasu askorbinowego. Miedziane blaszki o grubości 0,1 mm należy wypolerować drobnym papierem ściernym i odtłuścić, a następnie umieścić w roztworze. Po osuszeniu mogą być badane detektorem scyntylacyjnym, metoda umożliwia pomiar aktywności samego polonu nawet przy współwystępowaniu innych emiterów alfa.
Do pracy z polonem z uwagi na jego wysoką radiotoksyczność potrzebne są specjalne komory rękawicowe z wyciągiem, zabezpieczającym przed wydostawaniem się skażeń. Polon potrafi przeniknąć przez niektóre gatunki gumy, zatem do prac z polonem potrzebna jest guma specjalna, podobnie jak do pracy z plutonem. Naczynia użyte do pracy z polonem wymagają szybkiego mycia gorącą kąpielą naftowo-kwasową, a następnie mieszaniną chromową i płukania wodą wodociągową, a potem destylowaną.
Jak widać, polon znalazł mniej liczne zastosowania niż rad, głównie z powodu rzadszego występowania w przyrodzie i trudności w otrzymywaniu. Istotny wpływ miała też jego wysoka radiotoksyczność, a także krótki czas rozpadu. Drugi pierwiastek odkryty przez małżonków Curie, rad, miał o wiele szersze zastosowanie, zarówno do wyrobu farb świecących, jak i w terapii nowotworów [LINK]