Polonio y radio: radiactivos, mortales y muy útiles

Hay ocasiones en que las propiedades de un elemento químico salen del laboratorio y se dan a conocer a la sociedad en general. Esto es lo que le sucedió a los elementos radiactivos polonio y radio. En 2020 se cumplen 122 años de sus respectivos descubrimientos por los esposos Marie y Pierre Curie.

Pierre Curie anotó el 13 de julio de 1898 en el cuaderno de laboratorio “polonio”, nombre propuesto para un elemento nuevo que acababan de identificar. Lo denominaron así por el lugar de origen de Marie Curie, Polonia, que en esa etapa de la historia no existía como país independiente. El 21 de diciembre dieron a conocer el descubrimiento del radio, nombre que proviene del latín radius y significa rayo.

La existencia del polonio fue ya predicha por Mendeleiev al publicar su tabla periódica. Es un semimetal, sólido, de color gris plata. En la naturaleza se encuentra en forma de dos alótropos. Se conocen 41 isótopos diferentes con masas atómicas entre 187 y 227. El isótopo de masa 210 es el más abundante y se desintegra emitiendo una partícula alfa.

Los esposos Curie extrajeron una pequeñísima cantidad a partir de un mineral llamado “pechblenda”. En el proceso Marie Curie aplicó la recién descubierta piezoelectricidad por su marido Pierre. La piezoelectricidad consiste en la formación de un potencial eléctrico al deformar ciertos cristales, como los de cuarzo. En ella se basa el funcionamiento de dispositivos tan comunes como los encendedores eléctricos y las pastillas de las guitarras eléctricas, entre otros.

El polonio se encuentra en la naturaleza absorbido en minerales arcillosos y en materia orgánica. Se ha encontrado que se acumula en la planta del tabaco, y se han encontrado trazas en los cigarrillos.

La dosis letal para humanos se estima en menos de 10 microgramos, lo que hace que sea 10 000 veces más tóxico que el cianuro y similar a la toxina causante del botulismo. En 2006 su empleo como veneno saltó a la palestra debido a la muerte de Aleksandr V. Litvinenko, oficial fugitivo del KGB en Londres, envenenado con polonio-210. Se convirtió en la primera víctima letal de polonio por un síndrome de radiación agudo.

El polonio puede mezclarse con berilio, dándose una aleación que proporciona una fuente de neutrones. Esta propiedad fue utilizada en Fat Man, la bomba atómica arrojada sobre Nagasaki el 9 de agosto de 1945.

El polonio también tiene aplicaciones pacíficas. Un gramo del mismo alcanza una temperatura de 500 ⁰C debido al proceso de desintegración radiactiva que sufre. Por esto se utiliza como fuente de calor en los equipamientos que se envían al espacio. Un ejemplo son las sondas gemelas Voyager 1 y 2, enviadas en 1977 a estudiar nuestro Sistema Solar. Actualmente se hayan fuera del mismo y todavía siguen enviando información.

El radio entra en escena

Los esposos Curie continuaron trabajando con la pechblenda y encontraron un elemento nuevo. Era tan activo que lo bautizaron con el nombre de radio. En un principio se obtuvo una cantidad muy pequeña y el químico francés Eugène Anatole Demarçay debió usar la espectroscopía para comprobar que era un nuevo elemento.

Continuaron su estudio con la pechblenda durante casi cuatro años llenos de penurias. Trataron alrededor de diez toneladas de roca, que provenían de la mina de Joachimsthal, en Austria (actualmente Jáchymov, República Checa), para obtener 1 miligramo de radio. Las muestras obtenidas brillaban en la oscuridad con una luz azul pálido debido a la intensa radiactividad que presentaban y que excitaba el aire circundante.

Marie Curie y el químico y físico francés André-Louis Debierne, amigo de los esposos, pudieron aislar el radio en forma metálica en 1911. Se pudo constatar que era un metal blando, plateado y brillante.

Uno de sus itótopos, el radio-223, es utilizado para tratar el cáncer de próstata que se ha extendido a los huesos. Debido a que el radio pertenece a la familia química del calcio, se dirige a las células óseas cancerosas y las elimina gracias a su desintegración alfa.

Este efecto anticancerígeno hizo que el radio se pusiera de moda en todo el mundo para el tratamiento de otras dolencias. Se abrieron balnearios de aguas que contenían radio disuelto en bajas concentraciones, como el existente en Jáchymov. Se añadía radio a otros productos terapéuticos y su nombre se usó para otros productos como nombre comercial de moda.

Se utilizaba en pinturas luminosas para muelles de carga y esferas para relojes. Se popularizó en tiras cómicas y había modelos del radio que posaban con trajes luminosos.

Esta moda fue un tremendo error y en la década de 1930 ya no se tenía duda alguna de que el radio era perjudicial para la salud.

Como ejemplo tenemos a “las chicas del radio”, mujeres que se encargaban de pintar las esferas luminosas de los relojes en la US Radium Corporation de Nueva Jersey, Estados Unidos. En 1925 una de las mujeres demandó a la empresa por lesiones a su salud. Al menos fallecieron 15 obreras debido a la radiación.

En la actualidad el uso del radio está restringido a tratar algunos tipos de cáncer en clínicas radiológicas.

Por sus trabajos sobre la radioactividad natural, los esposos Curie recibieron junto con Henry Becquerel el Premio Nobel de Física en 1903. Marie Curie recibió el Premio Nobel de Química en 1911 por los descubrimientos del radio y el polonio. Pierre Curie no pudo recibirlo ya que había fallecido en 1906, víctima de un accidente de tráfico, arrollado por un carruaje.

Francisco Partal Ureña es miembro de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), la Real Sociedad Española de Química (RSEQ), la Sociedad Española de Óptica (SEDOPTICA) y la American Chemical Society (ACS)