Cos’è il polonio – e perché è così pericoloso?

Un rapporto forense svizzero sui resti riesumati dell’ex leader palestinese Yasser Arafat suggerisce oggi che l’avvelenamento da polonio potrebbe essere stato la causa della morte, ma cos’è il polonio e perché è così mortale?

In primo luogo, dobbiamo comprendere le basi della radioattività.

La radioattività è il (termine dato alla) emissione di alcune particelle o onde elettromagnetiche causate dalla rottura dei nuclei negli atomi. Gli elementi possono variare in modo che abbiano un numero diverso di neutroni all’interno dei loro nuclei; questi sono chiamati isotopi.

L’emivita di un isotopo è il tempo necessario affinché metà del materiale di partenza in un campione venga convertito, o decaduto, in un altro prodotto (dopo questo tempo la metà del il materiale è andato). La radioattività di un materiale è inversamente proporzionale all’emivita del materiale (se qualcosa ha una lunga emivita, la quantità di radiazione che rilascia al secondo è inferiore).

thierry ehrmann sotto licenza Creative Commons BY 4.0 Marie e Pierre Curie, scopre il polonio

Alta radioattività, alta letalità

Il polonio è un altamente radioattivo metalli pesanti. È probabilmente il materiale più letale conosciuto. Sebbene abbia alcuni usi industriali minori, è meglio conosciuto per i collegamenti con possibili omicidi. Viene anche utilizzato per produrre neutroni nel nucleo delle armi nucleari.

Scoperto da Marie Curie, l’elemento prende il nome dal suo paese d’origine, la Polonia. Il polonio è l’elemento 84 nella tavola periodica e tutti i suoi isotopi sono radioattivi. La loro emivita varia da pochi milionesimi di secondo a 103 anni.

Quando il polonio viene discusso nei media, di solito è nel contesto dell’isotopo del polonio-210 (210Po). Questo isotopo ha un’emivita di 138 giorni, quindi mentre il materiale ha una radioattività molto elevata, è abbastanza stabile da essere trasportato (di solito da un luogo con reattori nucleari o altre apparecchiature scientifiche di alto livello).

Il Po è stato suggerito come metodo di assassinio. I due casi sospetti più famosi sono l’agente del KGB diventato giornalista Alexander Litvinenko nel 2006 e – come accennato in precedenza – Yasser Arafat.

Poiché l’aria reagisce con le particelle alfa, il polonio deve essere ingerito (o iniettato ) nell’obiettivo dell’assassinio. Nel caso di Litvinenko si dice che gli sia stato dato in una tazza di tè.

L’emivita di 210Po di 138 giorni è breve, quindi l’elemento è molto radioattivo. Sebbene abbia un punto di fusione di 254 ° C, è così radioattivo che se producessi 1 g di 210Po creerebbe così tanto calore che si scioglierebbe da solo. Il liquido sembrerebbe emettere luce blu a causa dell’interazione delle particelle alfa con l’aria circostante.

Effetti del polonio

La tossicità dei materiali radioattivi viene solitamente misurata in termini di radiazione emessa e / o assorbito. Tuttavia, per fare un confronto con le tossine più convenzionali, la dose letale mediana (LD50) per 210Po che di solito viene citata è di circa 1μg, o un milionesimo di grammo.

Questo è un decimillesimo della dose di VX – il gas nervino più potente.

La contaminazione viene trattata allo stesso modo di altri avvelenamenti da metalli pesanti, con agenti chelanti che si legano al metallo e lo rendono più probabile che venga escreto. Tuttavia, una volta che una vittima mostra i sintomi dell’avvelenamento da 210Po, è probabile che gli effetti siano fatali.

Anche il tipo di radiazione è un fattore che determina la pericolosità di un materiale. La radiazione rilasciata da 210Po è chiamata particella alfa.

La particella alfa è un nucleo di elio (due protoni e due neutroni). Questa particella relativamente grande non viaggerà lontano attraverso l’aria ed è bloccata da un pezzo di carta. Tuttavia, estrae gli elettroni da altri elementi (ionizzandoli). A loro volta, gli elementi ionizzati sono altamente reattivi e in grado di subire reazioni che normalmente non si verificherebbero in un corpo umano.

Quindi, a differenza dell’immagine delle radiazioni che danneggiano il DNA e causano il cancro, le particelle alfa agiscono più come un normale veleno, ma danneggiando molti sistemi biologici diversi piuttosto che prendere di mira un tipo di molecola.

Gli effetti dell’avvelenamento da polonio sono effettivamente quelli dell’avvelenamento acuto da radiazioni. Questi si verificano entro un giorno dall’esposizione a una grande dose di radiazioni ionizzanti. Gli effetti si basano tutti sul danno che si verifica alle cellule del corpo in rapida crescita:

• midollo osseo – un calo del numero di cellule del sangue che causa stanchezza
• cellule gastrointestiali – che causa vomito e nausea
• cellule follicolari, che provocano la caduta dei capelli.

Rilevamento del polonio

A causa dell’elevata radioattività del polonio, è normale rilevarlo producendo uso del modo in cui decade. La velocità (energia) delle particelle alfa prodotte dalla radiazione è specifica dell’isotopo che le emette e lascia una sorta di firma, con la quale è possibile identificare l’isotopo originale.

Un campione di fluido sospettato di contenere polonio viene essiccato su una superficie e viene misurata l’energia delle particelle emesse. Il numero di particelle con una particolare energia è direttamente proporzionale alla quantità di quell’isotopo nel campione.

La breve emivita rende 210Po molto difficile da studiare. È particolarmente difficile cercare i resti della contaminazione da 210Po una volta trascorso un periodo di tempo significativo.

La misurazione dei rapporti dei prodotti di decomposizione stabili dei vari isotopi del polonio potrebbe fornire alcune informazioni sull’eventualità che si sia verificato l’avvelenamento. , ma questo dipende dalla composizione iniziale del campione di polonio ed è suscettibile di contaminazione.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation nel 2013. Leggi l’articolo originale.