Polonium-210 (²¹⁰Po atau Po-210, dahulu radium F) adalah sebuah isotop polonium. Ia mengalami peluruhan alfa menjadi ²⁰⁶Pb yang stabil dengan waktu paruh 138,376 hari (sekitar 4 ½ bulan), waktu paruh terpanjang dari semua isotop polonium yang terjadi secara alami.^[1] Pertama kali diidentifikasi pada tahun 1898, dan juga menandai penemuan unsur polonium, ²¹⁰Po dihasilkan dalam rantai peluruhan uranium-238 dan radium-226. ²¹⁰Po adalah kontaminan utama di lingkungan, sebagian besar memengaruhi makanan laut dan tembakau. Toksisitas ekstremnya dikaitkan dengan radioaktivitas yang intens, yang mampu membahayakan manusia.

Sejarah

Pada tahun 1898, Marie dan Pierre Curie menemukan zat radioaktif kuat dalam bijih uranium dan menetapkan bahwa itu adalah unsur baru; itu adalah salah satu unsur radioaktif pertama yang ditemukan. Setelah mengidentifikasinya seperti itu, mereka menamai unsur itu sebagai polonium, dinamai dari negara asal Marie, Polandia. Willy Marckwald menemukan aktivitas radioaktif serupa pada tahun 1902 dan menamakannya radio-telurium, dan pada waktu yang hampir bersamaan, Ernest Rutherford mengidentifikasi aktivitas yang sama dalam analisisnya tentang rantai peluruhan uranium dan menamainya radium F (aslinya radium E). Pada tahun 1905, Rutherford menyimpulkan bahwa semua pengamatan ini disebabkan oleh zat yang sama, ²¹⁰Po. Penemuan lebih lanjut dan konsep isotop, pertama kali diusulkan pada tahun 1913 oleh Frederick Soddy, dengan tegas menempatkan ²¹⁰Po sebagai isotop kedua dari belakang dalam deret uranium.^[3]

Pada tahun 1943, ²¹⁰Po dipelajari sebagai kemungkinan inisiator neutron dalam senjata nuklir, sebagai bagian dari Proyek Dayton. Dalam dekade berikutnya, kekhawatiran akan keselamatan pekerja yang menangani ²¹⁰Po menyebabkan penelitian ekstensif tentang efek kesehatannya.^[4]

Pada 1950-an, para ilmuwan dari Komisi Energi Atom Amerika Serikat di Laboratorium Mound, Ohio mengeksplorasi kemungkinan penggunaan ²¹⁰Po dalam generator termoelektrik radioisotop (radioisotope thermoelectric generator RTG) sebagai sumber panas untuk menggerakkan satelit. Baterai atom 2,5 watt yang menggunakan ²¹⁰Po dikembangkan pada tahun 1958. Namun, isotop plutonium-238 dipilih sebagai gantinya, karena memiliki waktu paruh yang lebih lama yaitu 87,7 tahun.^[5]

Polonium-210 digunakan untuk membunuh pembangkang Rusia dan mantan perwira FSB Alexander V. Litvinenko pada tahun 2006,^[6][7] dan diduga sebagai kemungkinan penyebab kematian Yasser Arafat, setelah penggalian dan analisis mayatnya pada 2012–2013.^[8]

Sifat peluruhan

²¹⁰Po adalah pemancar alfa yang memiliki waktu paruh 138,376 hari;^[1] ia meluruh langsung menjadi ²⁰⁶Pb yang stabil. Sebagian besar dari total waktu, ²¹⁰Po meluruh hanya dengan emisi partikel alfa, bukan dengan emisi partikel alfa dan sinar gama; sekitar satu dari 100.000 peluruhan menghasilkan emisi sinar gama.^[9] Tingkat produksi sinar gamma yang rendah ini membuat lebih sulit untuk menemukan dan mengidentifikasi isotop ini. Daripada spektroskopi sinar gama, spektroskopi alfa adalah metode terbaik untuk mengukur isotop ini.

Karena waktu paruhnya yang jauh lebih pendek, satu miligram ²¹⁰Po memancarkan partikel alfa sebanyak 5 gram ²²⁶Ra.^[10] Beberapa curie ²¹⁰Po memancarkan cahaya biru yang disebabkan oleh eksitasi udara di sekitarnya.

²¹⁰Po terjadi dalam jumlah kecil di alam, di mana ia adalah isotop kedua dari belakang dalam rantai peluruhan deret uranium. Ia dihasilkan melalui peluruhan beta dari ²¹⁰Pb dan ²¹⁰Bi.

Proses s astrofisika diakhiri dengan peluruhan ²¹⁰Po, karena fluks neutron tidak cukup untuk menyebabkan penangkapan neutron lebih lanjut dalam masa hidup ²¹⁰Po yang singkat. Sebaliknya, ²¹⁰Po meluruh menjadi ²⁰⁶Pb melalui peluruhan alfa, yang kemudian menangkap lebih banyak neutron menjadi ²¹⁰Po dan mengulangi siklusnya, sehingga memakan sisa neutron. Hal ini menghasilkan penumpukan timbal dan bismut, dan memastikan bahwa unsur-unsur yang lebih berat seperti torium dan uranium hanya diproduksi dalam proses r yang jauh lebih cepat.^[11]

Produksi

Aplikasi

Satu gram ²¹⁰Po menghasilkan daya 140 watt.^[12] Karena memancarkan banyak partikel alfa, yang berhenti dalam jarak yang sangat pendek pada media padat dan melepaskan energinya, ²¹⁰Po telah digunakan sebagai sumber panas ringan untuk menggerakkan sel termoelektrik pada satelit buatan; misalnya, sumber panas ²¹⁰Po juga ada di setiap penjelajah Lunokhod yang ditempatkan di permukaan Bulan, untuk menjaga komponen internalnya tetap hangat selama malam di bulan.^[13] Beberapa sikat anti-statis, yang digunakan untuk menetralkan listrik statis pada bahan seperti film fotografi, mengandung beberapa mikrocurie ²¹⁰Po sebagai sumber partikel bermuatan.^{[14] 210}Po juga digunakan sebagai inisiator untuk bom atom melalui reaksi (α,n) dengan berilium.^[15] Sumber neutron kecil yang bergantung pada reaksi (α,n) juga biasanya menggunakan polonium sebagai sumber partikel alfa yang nyaman karena emisi gama yang relatif rendah (memungkinkan perlindungan yang mudah) dan aktivitas spesifik yang tinggi.

Bahaya

²¹⁰Po sangat beracun; ia dan isotop polonium lainnya adalah beberapa zat yang paling radiotoksik bagi manusia.^[6][16] Dengan satu mikrogram lebih dari cukup untuk membunuh rata-rata orang dewasa, ²¹⁰Po 250.000 kali lebih beracun daripada hidrogen sianida menurut beratnya;^[17] juga diperkirakan bahwa satu gram ²¹⁰Po cukup untuk membunuh 50 juta orang dan membuat 50 juta lainnya jatuh sakit.^[6] Hal ini merupakan konsekuensi dari radiasi alfa pengionnya, karena partikel alfa sangat merusak jaringan organik di dalam tubuh. Namun, ²¹⁰Po tidak menimbulkan ancaman di luar tubuh, karena partikel alfa tidak dapat menembus kulit manusia.^[6]

Toksisitas ²¹⁰Po sepenuhnya berasal dari radioaktivitasnya. Ia sendiri tidak beracun secara kimia, tetapi kelarutannya dalam larutan berair serta garamnya menimbulkan bahaya karena penyebarannya ke seluruh tubuh difasilitasi dalam larutan.^[6] Asupan ²¹⁰Po terjadi terutama melalui udara, makanan, atau air yang terkontaminasi, serta melalui luka terbuka. Begitu berada di dalam tubuh, ²¹⁰Po terkonsentrasi di jaringan lunak (terutama di sistem retikuloendotelial) dan aliran darah. Waktu paruh biologisnya sekitar 50 hari.^[18]

Di lingkungan, ²¹⁰Po dapat terakumulasi dalam makanan laut.^[19] Ia telah terdeteksi di berbagai organisme di Laut Baltik, di mana ia dapat menyebar, dan dengan demikian mencemari rantai makanan.^{[16] 210}Po juga diketahui mencemari vegetasi, terutama yang berasal dari peluruhan radon-222 di atmosfer dan penyerapan dari tanah.^[20]

Secara khusus, ²¹⁰Po menempel dan terkonsentrasi pada daun tembakau.^[4][18] Peningkatan konsentrasi ²¹⁰Po dalam tembakau didokumentasikan pada awal tahun 1964, dan dengan demikian perokok diketahui terkena dosis radiasi yang jauh lebih besar dari ²¹⁰Po dan induknya ²¹⁰Pb.^[20] Perokok berat mungkin terkena jumlah radiasi yang sama (perkiraan bervariasi dari 100 µSv^[16] hingga 160 mSv^[21] per tahun) karena individu di Polandia berasal dari luruhan Chernobyl yang bepergian dari Ukraina.^[16] Akibatnya, ²¹⁰Po paling berbahaya ketika dihirup dari asap rokok, memberikan bukti lebih lanjut untuk hubungan antara merokok dan kanker paru-paru.^[22]

Referensi