84. Polonio

 

Con el polonio terminamos con los metales de post-transición, también llamados metales del bloque p o incluso, aunque no me gusta nada, metales postransicionales. Estos metales (aluminio, galio, indio, estaño, talio, plomo, bismuto y el de hoy: Polonio) son blandos y conducen malamente la electricidad (al contrario que los metales de transición, que son duros y buenos conductores). Eso se debe al aumento de la carga nuclear (más protones y neutrones), que hace que los átomos sean más pequeños (Están todos más apretaditos) y aumenten las energías de ionización, es decir: Los electrones están más cerca del núcleo y por lo tanto están más unidos al mismo, con lo que se mueven menos.  

El polonio en cuestión es un metal blanco plateado, muy muy escaso. Pero lo que más destaca del polonio es que, además de tóxico, es altamente radiactivo. Tanto, que sabemos poco de él, ya que es muy complicado estudiarlo en laboratorios normales. Así que, con el polonio, y sus 83 protones en el núcleo, empezamos la verdadera Tabla Periódica de la radiactividad. No te asustes, el peor enemigo de la radiación es la ignorancia. Llevamos milenios conviviendo con la radiación y es algo tan presente en nuestras vidas que no debería asustarnos. (Puedes leer sobre radiación en estas entradas de mi Blog "Astronomía para tontos": Introducción, segunda parte, tercera parte, cuarta parte, quinta parte).  

El polonio, en la naturaleza, tiene generalmente 84 protones, 84 electrones y 126 neutrones (Po210). Este isótopo tiene una vida media de algo más de 138 días, y emite una partícula alfa convirtiéndose en plomo. También existen isótopos sintéticos, de laboratorio, con 118 y 119 neutrones (Po208 y Po209) y sus vidas medias son 2´8 y 103 años respectivamente. Pero todo esto no lo sabíamos hasta finales del siglo XIX, cuando fue descubierto.  

Antes de la fecha de su descubrimiento, el alemán Wilhelm Conrad Rötgen había descubierto los rayos X (hablé de él con el bario) y el parisino Henri Becquerel había descubierto la radiación. 

Muchos científicos empezaron a estudiar más a fondo esos nuevos descubrimientos. El término radiactividad lo acuñó la célebre Marie Curie junto con su marido Pierre Curie, y fueron ellos precisamente los que descubrieron el polonio en 1898, tan solo 2 años después del descubrimiento de Becquerel.

Marie Curie en el laboratorio.

  

Maria Salomea Sklodowska nació en Varsovia (Polonia, de donde viene el nombre de polonio) en el año 1867. Por aquel entonces Varsovia era una ciudad dominada por el Imperio Ruso. No tuvo una vida fácil. Estudió clandestinamente en Varsovia, y fue alternando diferentes trabajos con estudios y aprendiendo por su cuenta (Su padre había sido profesor de física y le ayudó mucho). A los 24 años de edad se fue a Paris con su hermana, donde se matriculó en la Universidad. Tampoco fue fácil, pues tenía que trabajar para pagar sus estudios y llegó incluso a desmayarse en alguna ocasión, por el cansancio y el hambre. Se licenció en el 93 (y lo volvió a hacer en el 94) y conoció a Pierre en el 94. Los había presentado un polaco, Józef Kowalski-Wierusz, porque Marie buscaba un laboratorio más grande y Pierre tenía uno. Allí pasaron horas y horas hasta que Pierre le pidió matrimonio. Marie quería sacarse el doctorado y para ello debía elegir un tema para su tesis, así que eligió seguir los estudios a partir de los descubrimientos de Becquerel y Rötgen. Y por el camino descubrió el polonio, un elemento parecido al bismuto pero “mucho más” radiactivo. En 1903 ganarían el Premio Nobel de física compartido con Henri Becquerel. Marie Curie volvería a ganar un Premio Nobel, en este caso de química en 1911, y en solitario, ya que Pierre había muerto en 1906, “por el descubrimiento de los elementos radio y polonio, el aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza y compuestos de este elemento”. 

Como quizás te hayas fijado, el Nobel de 1911 solo menciona el aislamiento del radio. El polonio es muy difícil aislarlo debido a su alta radiactividad. Los Curie extrajeron polonio de la plecblenda, pero no era suficiente como para aislarlo, según sus propias palabras: 

“Finalmente obtuvimos una sustancia cuya actividad es aproximadamente 400 veces mayor que la del uranio. (…) Creemos, por la tanto, que la sustancia que extrajimos de la pechblenda contiene un metal hasta ahora desconocido, similar al bismuto en sus propiedades químicas. Si se confirma la existencia de este nuevo metal, proponemos llamarlo polonio, por el nombre del país natal de uno de nosotros”.  

El polonio fue aislado en 1903 por un alemán, Willy Markwald, aunque éste creyó que estaba aislando un elemento nuevo. De todas formas, tan solo aisló 3 miligramos (Una barbaridad, en realidad, puesto que en todo el siglo XX no se consiguieron reunir más de 9 miligramos de polonio). El polonio se obtiene a partir de muestras de uranio, pues éste (U238) decae transformándose en Po210 además de Po214 y Po218 o, en el caso del U235 en Po211 y Po215. Es algo complicado. Estas series de decaimientos y transformación de unos elementos en otros son conocidas como cadenas de decaimiento. El torio también decae pasando por Po212 y Po216.

Hoy en día, el polonio se obtiene bombardeando con neutrones/protones átomos de bismuto. El mayor productor (y casi el único) es Rusia, que produce, gracias a alguno de sus reactores nucleares, unos 100 gramos de polonio al año. 

Y esos 100 gramos de polonio, ¿Para qué se usan? Pues, por ejemplo, para laboratorios que necesiten un potente emisor de partículas alfa o fuentes de neutrones. En los años 40, durante el proyecto Manhattan, fue vital el uso de Polonio 210 para crear fuentes de neutrones que empezasen la cadena de fisiones del resto de elementos radiactivos. El polonio, por su parte, lo obtenían bombardeando unos bloques de bismuto con neutrones (Bi209 pasa a ser Bi210 si le añades un neutrón y luego decae en Po210). En 1954 crearon la primera planta nuclear para generar electricidad y fue gracias al polonio. En 1956 fabricaron un hervidor de mercurio a base de polonio y en 1958 crearon un RTG (Generador Termoeléctrico de Radioisótopos). La ventaja del polonio es su alta densidad térmica, ya que genera unos 120 watios por gramo. Por eso, los RTG, que utilizan algunos equipos espaciales, pueden ir con polonio debido a su pequeño tamaño. En ese caso se llaman SNAP. El primer SNAP-3A hizo funcionar un pequeño satélite de radio, que el presidente Eisenhower demostró que funcionaba transmitiendo un mensaje de paz en 1961.  Claro, con la vida media de 138 días, los satélites no podían durar mucho, con lo que el laboratorio donde se fabricaron (y se experimentó en USA con polonio desde los inicios) se cerró en 1971. 

El presidente observando el SNA-3

De todas las pruebas con polonio que se hicieron a mediados del siglo pasado, salieron algunos usos industriales, aunque muy pocos y muy concretos: Por ejemplo en dispositivos antiestáticos para la industria textil, electrónica, de impresión o municiones. Gracias al polonio se puede eliminar la electricidad estática allí donde una pequeña chispa puede acabar con un importante fuego o una explosión. El caso es que la intensa radiación del polonio elimina cualquier acumulación de cargas electrostáticas. Hay alternativas más baratas y seguras, claro, por eso es tan poco común. 

El polonio también se encuentra en el tabaco, pues se acumula en las hojas de la planta. Llega hasta allí a través de los fertilizantes, que utilizan fósforo. El fósforo se extrae de rocas que normalmente contienen elementos pesados, como el uranio o el radio, que decaen en polonio. 

Y por supuesto. También se usa para matar a propósito. (El tabaco mata, pero un poco “sin querer"). El caso más conocido es el de Alexander Litvinenco, un teniente coronel fugitivo del KGB, que huyó con su familia a Londres y escribió dos libros donde ponía a parir a Putin y a los suyos. En el año 2006 Litvinenco murió por envenenamiento con polonio 210. Antes de morir, el 23 de noviembre de ese año, Alexandr firmó una nota en la que acusaba a Putin de su muerte.  

Así que sí, como he dicho, no hay que tener miedo al polonio, siempre y cuando no seas un fugitivo de la KGB, claro.