Radium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Radium kommt nur in winzigen Spuren vor, denn es ist ein Zerfallsprodukt des Urans. Das wichtigste Isotop, Radium-226, entsteht in der Zerfallsreihe von Uran-238 und hat eine Halbwertszeit von rund 1600 Jahren. Das ist viel kürzer als das Alter der Erde, sodass alles ursprüngliche Radium längst zerfallen wäre. Es wird ständig aus Uran nachgebildet und findet sich deshalb nur dort, wo auch Uran liegt: in Pechblende, in Granit und in manchen Quell- und Grundwässern.

Radium zerfällt selbst unter Aussendung von Alphastrahlung zum radioaktiven Edelgas Radon. Dieses Gas entweicht aus Gestein und Boden und kann sich in Gebäuden ansammeln.

Pierre und Marie Curie untersuchten Pechblende aus dem böhmischen Joachimsthal, die stärker strahlte, als ihr Urangehalt erklärte. Aus mehreren Tonnen Rückständen trennten sie in mühsamer Arbeit durch wiederholtes Kristallisieren die Radiumsalze vom chemisch ähnlichen Barium ab. Das reine Metall stellten Marie Curie und André Debierne erst 1910 her. Heute gewinnt man Radium kaum noch; es bleibt in den Rückständen der Uranverarbeitung. Das medizinisch genutzte Radium-223 entsteht dagegen in der Zerfallsreihe von Uran-235 und wird aus dem Zerfall von Actinium-227 abgetrennt.

Eigenschaften und Reaktionen

Radium steht in Periode 7 und Gruppe 2, unter dem Barium. Links davon steht das Francium, rechts beginnen mit dem Actinium die Actinoide. Das Atom hat zwei Valenzelektronen, die Elektronenkonfiguration lautet [Rn] 7s², die Elektronegativität beträgt 0,9 und der Atomradius 221 pm. Als Atommasse gilt 226 u, die Massenzahl des langlebigsten Isotops Radium-226. Das Metall schmilzt bei 700 °C, die Dichte beträgt 5 g/cm³. Wegen der starken Strahlung sind diese Werte nur ungenau bestimmt.

Chemisch gleicht Radium seinen leichteren Verwandten der Gruppe, vor allem dem Barium. Es ist ein unedles Metall, das an der Luft rasch anläuft und mit Wasser Wasserstoff freisetzt. In Verbindungen tritt es als zweifach positives Ion auf. Radiumsulfat ist eines der am schlechtesten löslichen Sulfate überhaupt, deshalb lässt sich Radium zusammen mit Bariumsulfat ausfällen.

Radium-226 sendet Alphastrahlung aus, dazu kommt durchdringende Gammastrahlung der Folgeprodukte. Radiumsalze schimmern schwach bläulich, weil die Strahlung die umgebende Luft anregt, und sie bringen Leuchtstoffe zum Leuchten.

Im Körper verhält sich Radium wie Calcium und wird in die Knochen eingebaut. Dort bestrahlt es Knochengewebe und Knochenmark über Jahre. Die Folgen sind Knochenschäden und Knochenkrebs. Der Umgang mit Radium unterliegt deshalb strengen Strahlenschutzregeln.

Von der Leuchtfarbe zur Krebstherapie

Nach der Entdeckung wurde Radium zum Modestoff. Mit Zinksulfid vermischt ergab es eine Leuchtfarbe, die ohne Lichtquelle grünlich glomm, weil die Strahlung das Zinksulfid anregt. Zifferblätter von Uhren und Instrumenten in Flugzeugen bekamen ab dem frühen 20. Jahrhundert solche Farbe. Daneben verkaufte man Radium als Heilmittel, in Trinkwasser, Badezusätzen, Zahnpasta und Cremes. Ein Nutzen war nie belegt.

Die „Radium Girls“ waren junge Frauen, die ab 1917 in Fabriken der USA Zifferblätter bemalten. Um feine Linien zu ziehen, formten sie die Pinselspitze mit den Lippen. So gelangte Radium in den Körper und lagerte sich in den Knochen ab. Nach einigen Jahren erkrankten viele an schweren Kieferschäden und an Krebs, manche starben. In Prozessen Ende der 1920er-Jahre erstritten Betroffene Entschädigungen. Der Fall gilt als Wendepunkt für den Arbeitsschutz und die Strahlenschutzgesetze.

Die Stärke einer Strahlenquelle gab man lange in Curie an. Ursprünglich war ein Curie die Aktivität von einem Gramm Radium-226. Heute misst man in Becquerel, einem Zerfall pro Sekunde. Radiumleuchtfarbe wurde in den folgenden Jahrzehnten durch ungefährlichere Stoffe ersetzt.

Heute nutzt man in der Medizin das Isotop Radium-223. Es ist ein Alphastrahler mit einer Halbwertszeit von rund elf Tagen. Wie Calcium reichert es sich in Knochen an, besonders dort, wo Metastasen das Gewebe umbauen, und bestrahlt sie auf wenige Zelllagen Reichweite. Das Medikament ist seit 2013 zur Behandlung von Knochenmetastasen bei fortgeschrittenem, hormonresistentem Prostatakrebs zugelassen.

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Radium (Ra)?

Häufige Fragen