Polonium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Polonium findet man in der Erdkruste nur in Spuren, denn alle seine Isotope sind radioaktiv und zerfallen rasch. Das häufigste, Polonium-210, hat eine Halbwertszeit von rund 138 Tagen. Es entsteht ständig neu, als eines der letzten Glieder der Zerfallsreihe von Uran-238. Aus dem Edelgas Radon bilden sich über mehrere Zwischenstufen Blei-210, Bismut-210 und schließlich Polonium-210, das in stabiles Blei-206 zerfällt. In Uranerzen steckt deshalb weit weniger als ein Milligramm Polonium pro Tonne.

Die Zerfallsprodukte des Radons setzen sich auch auf Pflanzenblättern ab. So gelangt Polonium-210 in Tabakblätter und beim Rauchen in die Lunge, wo es die Strahlenbelastung erhöht.

Marie Curie und ihr Mann Pierre untersuchten Pechblende, ein Uranerz, das stärker strahlte, als sein Urangehalt erklärte. Im Juli 1898 fanden sie darin ein erstes neues strahlendes Element und nannten es Polonium. Der Name erinnert an Polen, das damals unter Russland, Preußen und Österreich aufgeteilt war. Wenige Monate später folgte das Radium. Für beide Entdeckungen erhielt Marie Curie 1911 den Nobelpreis für Chemie.

Eigenschaften und Reaktionen

Polonium steht in Periode 6 und Gruppe 16, unter dem Tellur, mit Bismut links und Astat rechts als Nachbarn. Es hat 6 Valenzelektronen, die Elektronenkonfiguration lautet [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴, die Elektronegativität beträgt 2. Als Atommasse gilt 209 u, die Massenzahl des langlebigsten Isotops Polonium-209. Polonium schmilzt bei 254 °C und siedet bei 962 °C, die Dichte beträgt 9,32 g/cm³.

Man ordnet Polonium zwischen den Metallen und den Halbmetallen ein. Es ähnelt chemisch dem Tellur und tritt vor allem mit den Oxidationszahlen plus zwei und plus vier auf. Besonders ist sein Kristallbau: Die Atome sitzen in einem einfachen Würfelgitter, das sonst kein Element unter Normalbedingungen zeigt.

Polonium-210 sendet fast ausschließlich Alphastrahlung aus. Alphateilchen reichen in Luft nur wenige Zentimeter und werden schon von einem Blatt Papier oder der obersten Hautschicht gestoppt. Von außen ist die Strahlung deshalb kaum gefährlich. Weil die Teilchen ihre Energie auf kürzester Strecke abgeben, erhitzt sich eine Probe durch die eigene Strahlung stark, und die Luft um sie kann bläulich leuchten.

Gelangt der Stoff in den Körper, gibt er seine Energie direkt an das umgebende Gewebe ab. Betroffen sind vor allem Leber, Nieren und Knochenmark. Schon winzige, mit bloßem Auge unsichtbare Mengen können tödlich sein. Die Folge ist eine akute Strahlenkrankheit mit Haarausfall und Organversagen.

Im November 2006 starb der frühere russische Geheimdienstoffizier Alexander Litwinenko in London an einer Vergiftung mit Polonium-210. Eine britische Untersuchung bewertete den Tod 2016 als Mord. Der Fall zeigte weltweit, wie gefährlich dieses Element im Körper ist.

Forschung und Herstellung

Polonium-210 gewinnt man nicht aus Erzen, denn dort ist zu wenig davon vorhanden. Es wird künstlich in Kernreaktoren erzeugt, wenn Bismut mit Neutronen bestrahlt wird. Das geschieht nur in wenigen Spezialanlagen und in winzigen Mengen. Der Umgang ist streng genehmigungspflichtig.

Eine Alltagsverwendung gibt es nicht. In antistatischen Bürsten und Ionisatoren für Fotofilme und Präzisionsgeräte steckt Polonium-210 zum Teil bis heute: Die Alphastrahlung macht die Luft leitfähig, sodass sich elektrische Ladungen ableiten. Zusammen mit Beryllium diente es als Neutronenquelle, weil Alphateilchen aus Beryllium Neutronen herausschlagen. Auch als Wärmequelle kam es zum Einsatz, etwa in den sowjetischen Mondfahrzeugen Lunochod. Als Neutronen- und Wärmequelle haben andere Stoffe es abgelöst, weil die Leistung wegen der kurzen Halbwertszeit rasch nachlässt.

In der Forschung nutzt man Polonium-210 vor allem zusammen mit Blei-210, um Sedimentschichten der letzten rund hundert Jahre zu datieren. Außerdem untersucht man, wie sich der Stoff in der Umwelt verteilt, denn Meeresfrüchte nehmen ihn auf. Er trägt damit zur natürlichen Strahlenbelastung des Menschen bei.

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Polonium (Po)?

Häufige Fragen