Полоний: стратегический яд

В последние дни о невероятной опасности радиоактивного полония-210 узнал весь мир. Naked Science разобрался, что это за элемент, откуда берется и как действует на организм.

Открыт полоний был в 1898 году Марией Склодовской-Кюри, изучавшей смоляную урановую руду, и назван ею в честь родной Польши. В Периодической системе химических элементов он получил номер 84, разместившись почти у самой нижней ее границы, в 16-й группе, которую «возглавляют» кислород и сера. Известно около 30 изотопов полония, ядра которых содержат 84 протона и разное количество нейтронов, что дает им массу от 194 до 218 атомных единиц. Изотопом, с которым работала Мария Склодовская-Кюри, был полоний-210 – забавно, но именно из-за него поднялся сегодня весь этот переполох.

Стратегический материал

Полоний – тяжелый элемент, который в природе встречается чрезвычайно редко и в количествах, для здоровья обычного человека не представляющих никакой опасности. Он появляется в ходе радиоактивного распада урана, который на своем долгом пути, ведущем к нерадиоактивному свинцу, проходит целый ряд превращений: полоний – одна из «остановок» на этом маршруте.

Впрочем, долго он не существует: период его полураспада в зависимости от изотопа составляет от сотен микро- и даже наносекунд до нескольких суток, за исключением полония-208 и полония-209, для которых он достигает 2,9 и 125 лет соответственно. Период полураспада полония-210 составляет 138 дней. Этим и объясняются редкость этого элемента в естественных условиях и необходимость его искусственного синтеза для промышленных, научных и военных целей.

С помощью сложнейших и опаснейших манипуляций полоний в крошечных количествах удается выделять из урановой руды. Как правило, это долгоживущий полоний-209, который превращают в полоний-210, «обстреливая» нейтронами, образующимися в ядерных реакторах. Считается, что основным производителем его является Россия, точнее говоря, завод «Авангард» в закрытом Сарове – бывшем Арзамасе-16, хотя точные сведение о таких секретных производствах найти не так-то просто. Не так давно производство полония было возобновлено и в США.

Полоний находит применение не только в ядерных детонаторах и всевозможных неприятных бомбах. Из него делают компактные и эффективные источники нейтронного излучения, антистатические ионизаторы воздуха. Полониевые радиоизотопные источники тепловой энергии устанавливаются, например, на аппараты долговременных космических миссий, которые отправляются в далекий космос, где света недостаточно для постоянного питания от солнечных батарей. В общем, материал этот стратегический.

Невероятный яд

В то же время полоний является одним из самых опасных веществ, известных современной токсикологии. Точная смертельная доза полония не установлена, но известно, что 250 мг его совершенно определенно приведут к гибели, что делает полоний как минимум в 250 тыс. раз токсичнее цианидов, хотя некоторые специалисты считают, что это серьезное преуменьшение и токсичность полония выше в триллионы раз.

С другой стороны, полоний легко абсорбируется другими химическими веществами, включая воду, окружающие нас предметы и воздух, так что для настоящего отравления необходимы большие дозы, которые гарантировали бы проникновение хотя бы минимального количества в организм жертвы. Стоит заметить, что и альфа-частицы, которые выделяются при распаде полония, также легко поглощаются даже парой листов бумаги, и это затрудняет его обнаружение детекторами радиоактивности.

Но даже если вы проглотите немножко полония, шанс выжить у вас остается: необходимо провести срочное и глубокое промывание желудка, а также принять хелатирующие препараты, которые связывают тяжелые металлы и облегчают их выведение из организма. Если эти экстренные меры не принять оперативно, шансов почти не останется. Хотя, в отличие от тех же цианидов, полоний действует отнюдь не моментально, но из кишечника (или из легких при вдыхании его паров) он легко проникает в кровоток и уже тогда разносится по всему телу, вызывая нарушения, несовместимые с жизнью.

Повреждения наносит все тот же радиоактивный распад полония-210: хотя он излучает считающиеся на самыми «проблемными» альфа-частицы, которые легко задерживаются минимальным экраном. Происходит это с такой интенсивностью, что даже брать образец в руки не рекомендуется. Кроме того, при распаде полоний сильно разогревается – с одной стороны, это и позволяет использовать его в качестве источника энергии в космосе и других изолированных обстоятельствах, а с другой, заставляет его испаряться, переходя в аэрозоль, который слишком легко вдохнуть.

Смертельный механизм

Разбежавшись по организму, полоний продолжает распадаться, выделяя невероятное множество альфа-частиц. Состоящие из пары протонов и пары нейтронов, они летят подобно тяжелым ядрам, беспорядочно сталкиваясь с молекулами нашего тела и разрывая их на куски. При этом образуются отдельные фрагменты – свободные радикалы, обладающие исключительно высокой химической активностью. Они, в свою очередь, вступают в реакцию с практически любой подвернувшейся молекулой, повреждая тонкую биохимическую машинерию клетки.

При отравлении полонием нарушения происходят повсюду и в таких количествах, что обычные биохимические механизмы уже не могут справиться с «ремонтом». Развивается лучевая болезнь, и смерть наступает обычно от полиорганной недостаточности, при которой отказывают практически все системы организма. Однако сильнее других страдают такие жизненно важные органы, как печень, почки, селезенка.

Если полоний был получен перорально, он успевает нанести повреждения и в желудочно-кишечном тракте, что выражается в сильной рвоте – первом из признаков такого отравления. В течение нескольких дней практически погибает костный мозг, в котором происходит созревание клеток крови. Очень ярко это проявляется в резком падении числа белых кровяных телец, которые гибнут массово и становятся практически неспособны защищать организм от инфекционных агентов.

Гибнут и волосяные фолликулы, чрезвычайно чувствительные к недостатку снабжения кислородом: у обреченного выпадают волосы. Все эти симптомы наблюдались у несчастной дочери Марии Склодовской-Кюри – Ирен Жолио-Кюри, которая умерла от лейкемии, вызванной, скорее всего, контактом с этим опаснейшим ядом. Она стала первой, но, увы, не последней жертвой полония.

Источник: