История открытия этого радиоактивного элемента неразрывно связана с первыми работами Марии Кюри в области радиоактивных явлений. Очень интересно и поучительно проследить, как быстро (менее чем за полгода) Мария Кюри прошла путь от начальных экспериментов к прогнозу и последующему открытию полония. Прежде всего отметим, что открыть полоний М. Кюри помог новый эффективный метод. В своей работе она использовала в качестве детектора излучений не фотопластинки, как А. Беккерель, а очень чувствительный и точный ионизационный электрометрический метод, позволявший быстро получать точную количественную информацию об энергии ионизирующих излучений. Поэтому работы М. Кюри ознаменовали собой новый и значительно более высокий этап в изучении радиоактивности по сравнению с работами ее предшественника А. Беккереля. В начале 1898 г. Мария Кюри задалась вопросом: неужели уран является единственным известным элементом, способным испускать ионизирующее излучение? Она провела систематический поиск новых излучателей среди известных элементов и обнаружила, что этим свойством обладает также торий (несколько раньше М. Кюри это свойство тория открыл немецкий физик Герхард Карл Шмидт, но он не продолжил исследования в этой области). На большом числе примеров М. Кюри показала, что активны не только чистые уран и торий, но и их соединения, причем активность последних прямо пропорциональна количеству в них урана и тория. Это наблюдение заставило ее сделать чрезвычайно важный вывод, что спонтанное лучеиспускание является атомным свойством, а не молекулярным (на чем первоначально настаивал Л. Беккерель), и этим свойством обладают только тяжелые элементы конца периодической системы. Имелось лишь одно противоречие, которое, казалось, отрицало правоту этого вывода. Так, она обнаружила, что активность урановых минералов существенно превосходит активность содержащегося в них урана. Заинтересовавшись этим фактом, М. Кюри приготовила искусственные соединения урана, которые точно соответствовали урановым минералам по химическому составу. Сравнительное изучение посредством электрометрического метода активности естественных и искусственных солей урана показало, что активность первых всегда выше! Какой же вывод вытекал отсюда? Будучи совершенно уверена в надежности своих экспериментальных данных, М. Кюри сделала видный вывод; в естественных минералах урана содержатся в минимальных количествах еще неизвестные науке радиоактивные вещества, активность которых во много раз превосходит активность чистого урана!
Следующий этап работы был посвящен проверке этого прогноза и поиску новых высокоактивных радиоактивных веществ. На этой стадии к работе М. Кюри примкнул ее муж Пьер Кюри. В исследовании использовались присланные по их просьбе из Австрии несколько тонн промышленных отходов после добычи из них урана (урановой смоляной руды). Интенсивная химическая переработка этих отходов с непрерывным измерением активности всех фракций длилась несколько месяцев.
Наконец, летом 1898 г. супруги смогли сконцентрировать несколько миллиграммов сильно радиоактивной висмутовой фракции. К этому времени стало очевидным, что предложенное А. Беккерелем название «урановые лучи» успело устареть. Ведь уран был не единственным веществом, испускающим характерное проникающее излучение. Нужен был общий термин для всего нового класса лучеиспускающих веществ. И Мария Кюри предложила новые названия, «радиоактивность» и «радиоактивные вещества» (от лат. radius Д луч).
13 июля 1898 г. в лабораторном журнале супругов Кюри впервые появился символ «Ро», вписанный рукой Пьера Кюри. А через пять дней на заседании Парижской Академии наук, 18 июля 1898 г., было заслушано совместное сообщение Пьера и Марии Кюри «О новом радиоактивном веществе в составе уранита». Ученые показали, что новое вещество значительно активнее чистого урана, а по своим физико-химическим свойствам напоминает висмут. Нового вещества в их распоряжении, было так мало, что говорить с уверенностью о его элементарной природе было нельзя, хотя, по аналогии с ураном и торием, такой вывод напрашивался.
Поэтому их главный вывод был одновременно осторожен и ясен: «Если существование нового металла подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием, по имени родины одного из нас». К числу элементов, названных в честь какой-либо страныД галлий, рутений, германий, скандий, Д прибавлялся новый «собрат».
Итак, полоний оказался первым естественным радиоактивным элементом, открытым радиометрическим методом. Но супруги Кюри в первой публикации еще неточно описали его химические и физические свойства. Это дало повод немецкому химику В. Марквальду заявить в 1902 г. об открытии «радиотеллура». Он так охарактеризовал это открытие: «Я назвал это вещество «радиотеллуром» временно, поскольку все химические свойства требовали того, чтобы его поместить в шестой группе на еще не занятое место элемента с несколько большим атомным весом, чем вес висмута... Элемент является более электроотрицательным, чем висмут, но более электроположительным, чем теллур; также его окись должна иметь скорее основные, чем кислотные свойства. Все это соответствует радиотеллуру... Для этого вещества можно было бы ожидать атомный вес около 210». В 1904 г. была проведена активная научная дискуссия в нескольких журналах, в ходе которых большинство ученых выступило за приоритет супругов Кюри в открытии этого элемента, названного ими полонием. Первым в периодическую систему полоний поместил Ф. Содди в 1912 г. Очень долго ученые могли работать только с микроколичествами соединений полония, лишь в 1946 г. был получен металлический полоний. Что же собой представляет этот элемент? Элемент Ж 84 полоний является радиоактивным элементом VI группы периодической системы Менделеева. В настоящее время известно 25 радиоактивных изотопов полония с массовыми числами от 194 до 218; самым долгоживущим является искусственно полученный α-излучатель полоний-209 с периодом полураспада 103 года. Из природных изотопов полония самым долго живущим является открытый П. и М. Кюри изотоп полоний-210 с периодом полураспада 138 суток. Практически все сведения о полонии получены с использованием полония-210, миллиграммы которого можно выделить не только из урановых минералов, но и получить по ядерной реакции нейтронов с висмутом. Полоний Д редкий элемент; содержание его в земной коре около 2*10^-15 %. В урановых рудах равновесное отношение урана к полонию составляет 1,9*10¹⁰, а в равновесии с 1 г радия находятся 0,2 мг полония. Соответствующий подсчет показывает, что в урановых минералах почти в 20 млрд. раз меньше радия, чем урана, а полония еще и 5 тыс. раз меньше. В свободном виде полоний- мягкий серебристо-белый металл. Его основные физические свойства: плотность Д 9,3 г/см³, темп. пл. + 254°С, темп. кип. +926°С. По химическим свойствам полоний, как справедливо указывал еще В. Марквальд, ближе всего к теллуру. При нагревании на воздухе металл легко образует прочный оксид, его основные и кислотные свойства проявляются незначительно. Гидрид полония неустойчив. Полоний образует металлоорганические соединения и сплавы со многими металлами (РЬ, Hg, Ca, Zn, Na, Pt, Ag, Ni, Be). Элементарный полоний существует в двух аллотропических модификациях. Кристаллы низкотемпературной модификации имеют кубическую решетку, а высокотемпературной Д ромбическую. Фазовый переход из одной модификации в другую происходит при температуре человеческого тела (36,6°С), однако в обычных условиях переход происходит уже при комнатной температуре: полоний нагревает собственное радиоактивное излучение. Наиболее важный изотоп Д полоний-210. Накопление в лаборатории Кюри этого изотопа послужило важной предпосылкой к открытию в 1934 г. Ирен и Фредериком Жолио-Кюри искусственной радиоактивности. Но настоящая жизнь полония наступила лишь при его использовании в качестве важнейшей компоненты полоний-бериллиевых нейтронных источников, в которых α-частица полония бомбардирует бериллий:
⁹₄Ве + α = ¹²₆С + n
Достоинством полоний-бериллиевого источника в ядерной физике является отсутствие сопровождающего γ-излучения, что характерно для радий-бериллиевых источников нейтронов. Полоний-бериллиевый источник дает высокий выход нейтронов (около 3*10⁶ на 1 Кюри полония). Однако общим недостатком обоих нейтронных источников является широкий энергетический спектр испускаемых нейтронов.
Испускаемые полонием-210 α-частицы тормозятся даже тонкими слоями вещества; при этом их кинетическая энергия почти полностью превращается в тепловую, которую можно использовать для обогрева и преобразовать в электрическую. Электрические атомные элементы обладают длительным сроком службы. В нашей стране, например, подобные элементы с успехом использовались на спутниках «Космос-84», "Космос-89», «Космос-90». Будучи чистым α-излучателем, полоний-210 имеет много преимуществ по сравнению с другими источниками. Продукт его распада Д стабильный свинец. Поэтому срок действия этого излучателя очень просто рассчитать: α-частицы достаточно массивны, и, следовательно, их кинетическая энергия велика. Чистые α-излучатели практически не требуют специальных мер защиты: проникающая способность α-частиц минимальна. Наконец, полоний-210 обладает самой высокой удельной мощностью излучения Д 1210 Вт/см³. Выделяемая им теплота способна расплавить и испарить полониевый источник. Чтобы этого избежать, полоний обычно сплавляют со свинцом (темп. пл. сплаваД около 600°С). К сожалению, при этом резко уменьшается мощность полониевого источника, но, даже будучи «разбавлен» свинцом, полониевый источник остается достаточно мощным Д примерно 150 Вт/см³.
Получить необходимое количество полония-210 в наше время можно с помощью облучения нейтронами висмута-209 в атомных реакторах:

²⁰⁹₈₃Вi + n =γ+ ²¹⁰₈₃Bi ; ²¹⁰₈₃Вi  = β+²¹⁰₈₄Po

Использование полония в космических исследованиях представляет в настоящее время главную и наиболее перспективную область применения. К сожалению, полоний-210 имеет малый период полураспада; другие изотопы полония Д полоний-208 (период полураспада 2,9 года) и полоний-209 (период полураспада 103 года) Д являются перспективными, но трудности их получения в настоящее время велики.
Любопытное применение находит полоний-210 на земле в качестве добавки в стандартных электродных сплавах. Такие сплавы необходимы при изготовлении запальных свечей высококачественных двигателей внутреннего сгорания. Излучаемые полонием α-частицы заметно снижают напряжение, требуемое для образования искры. Следовательно, запуск двигателя происходит значительно легче.