Polonium – Element im PSE

Polonium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente (PSE) mit der Ordnungszahl 84 und dem Elementsymbol Po. Das chemische Element ist in der 6. Reihe (Periode) im Block p (p-Orbital) im PSE zu finden.

Gemeinsam mit Sauerstoff, Schwefel, Selen und Tellur wird Polonium der 16. Elementgruppe der Chalkogene (Sauerstoffgruppe) zugeordnet.

Polonium – Eigenschaften & Co.

Polonium ist ein silbrig glänzendes, radioaktives Schwermetall mit einer kubisch-primitiven Kristallstruktur und einer relativen Atommasse von 209,98 u. Das Element zeigt in chemischen Reaktionen Ähnlichkeiten mit Tellur und Bismut. Es ist in starken Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure löslich und besitzt eine elektrische Leitfähigkeit. Der Siedepunkt von Polonium liegt bei 962 °C und der Schmelzpunkt bei 254 °C.

Die Polonium Entdeckung

Polonium wurde 1898 von Marie Skłodowska Curie in Pechblende entdeckt und nach ihrem Heimatland Polen (lat. Polonia) benannt. Für die Entdeckung und Beschreibung von Polonium und Radium erhielt sie 1911 sogar den Nobelpreis für Chemie.

Vorkommen von Polonium

Polonium kommt in der Natur nur sehr selten vor, da es ein Zwischenprodukt der Thorium- und Uran-Radium-Zerfallsreihen ist. In Uranerz beträgt die Konzentration etwa 100 Mikrogramm pro Tonne.

Das Schwermetal existiert ausschließlich in Form von instabilen Isotopen mit den Atomgewichten 208, 209 und 210. Das bedeutet, dass alle Polonium-Isotope durch radioaktiven Zerfall in andere Elemente übergehen und somit nicht in einem stabilen natürlichen Verhältnis existieren. Das häufigste natürliche Isotop ist Polonium-210 (Variante von Polonium, dessen Summe aus Protonen und Neutronen 210 ergibt).

Herstellung von Polonium

Früher wurde Polonium aus Pechblende gewonnen, einem Erz, das zur Uran-Gewinnung dient. Etwa 1000 Tonnen Pechblende enthalten nur 0,03 g Polonium. Es reichert sich dabei zusammen mit Bismut (Bi) an und kann anschließend durch fraktionierte Fällung der Sulfide von diesem Element getrennt werden.

Heute erfolgt die industrielle Herstellung von Polonium jedoch vor allem im Kernreaktor durch Neutronenbeschuss von Bismut. Die Weltjahresproduktion beträgt etwa 100 g.

Die Reaktionsgleichung für die Herstellung von Polonium lautet:

²⁰⁹Bi + n → ²¹⁰Bi → ²¹⁰Po + ß⁻

Polonium
– Fragen & Antworten

Wo ist Polonium enthalten?

Polonium im Boden

Als Zerfallsprodukt von Uran-238 ist Polonium natürlicherweise in Uran- und Thoriumerzen zu finden. Jedoch beträgt die durchschnittliche Konzentration im Boden nur ca. 0,0002 Mikrogramm pro Tonne Erde.

Polonium in Nahrungsmitteln

Das Gas Radon-222 (wird aus Böden und Steinen freigesetzt) zerfällt in der Atmosphäre zu Polonium-210 und lagert sich an Schwebstoffe an, welche sich auf Pflanzenoberflächen absetzen. Dadurch gelangt das Schwermetall in die Nahrungskette. Vor allem Fische und Meeresfrüchte können dadurch Polonium enthalten.

Polonium in Tabakpflanzen & Zigaretten

Tabakpflanzen nehmen Polonium auf der einen Seite durch ihre Wurzeln im Boden auf und auf der anderen Seite über die Luft - mithilfe von behaarten, klebrigen Blättern. Durch den Einsatz phosphathaltiger Dünger, welche Radium enthalten (das zu Radon und anschließend zu Polonium zerfällt), kann die Konzentration in den Pflanzen weiter erhöht werden. Das Polonium wird dann beim Rauchen der Zigaretten freigesetzt, gelangt in die Lunge und erhöht so das Risiko für strahlenbedingte Gesundheitsschäden.

Ist Polonium giftig?

Da Polonium ein hochradioaktives Schwermetall ist, wirkt es giftig auf den menschlichen Körper. Eine Gesundheitsgefährdung tritt jedoch nur dann auf, wenn es direkt aufgenommen wird, etwa durch Verschlucken, Einatmen oder offene Wunden. Die natürlichen, in der Umwelt vorkommenden Mengen sind so gering, dass sie keine Vergiftung verursachen. Kritische gesundheitliche Folgen treten daher nur bei unbeabsichtigter oder vorsätzlicher Aufnahme von industriell hergestelltem Polonium auf.

Polonium – Verwendung

Wegen seiner radioaktiven Eigenschaften wird Polonium in verschiedenen wissenschaftlichen und technischen Bereichen wie der Strahlenchemie, der Radiobiologie und der Aktivierungsanalyse eingesetzt.

Es wird als Ionisations-Gasanalysator verwendet, um feine Verunreinigungen von Gasen festzustellen und um unerwünschte Ladungen von elektrostatischen Hochspannungsgeräten zu neutralisieren. Ein Beispiel hierfür sind hochempfindliche optische und mechanische Messgeräte, bei welchen die statische Aufladung durch Polonium eliminiert wird, um präzisere Messergebnisse zu erhalten.

Wird Polonium mit Beryllium kombiniert dient es zudem als Neutronenquelle.

Auch in der Raumfahrttechnologie wird Polonium verwendet: als leichtgewichtige, thermoelektrische Batterie. Dabei wird die erzeugte Wärme des radioaktiven Zerfalls von Polonium genutzt, um beispielsweise Satelliten mit Energie zu versorgen.