Polonium

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE M eV	ZP	-	²⁰⁸Po		2,898 a	Alpha Epsilon	5,215 1,401	²⁰⁴Pb ²⁰⁸Bi	-	²⁰⁹Po		103 a	Alpha Epsilon	4,979 1,893	²⁰⁵Pb ²⁰⁹Bi	-	²¹⁰Po		138,376 d	Alpha	5,407	²⁰⁶Pb	-	²¹²Po		304 ns	Alpha	8,78	²⁰⁸Pb	-	²¹⁴Po		164 μs	Alpha	7,69	²¹⁰Pb	-	²¹⁶Po		0,15 s	Alpha	6,78	²¹²Pb	-	²¹⁸Po		3,05 min	Alpha	6,00	²¹⁴Pb

- Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Polonium ist ein radioaktives chemisches Element mit der Ordnungszahl 84 und dem Elementsymbol Po. Es wird der Elementgruppe der Chalkogene zugeordnet.

Geschichte

Polonium wurde 1898 entdeckt. Den Namen gab man dem Element zu Ehren seiner Entdeckerin Marie Skłodowska-Curie in Erinnerung an ihr Heimatland Polen. Marie Skłodowska-Curie verzichtete auf die Patentierung des Gewinnungsverfahrens, damit die Erforschung dieses Elements ungehindert weitergehen konnte.

Gewinnung und Darstellung

Polonium kann bei der Aufarbeitung von Pechblende gewonnen werden. Dabei reichert es sich zusammen mit Bismut an. Von diesem Element wird es anschließend mittels fraktionierter Fällung der Sulfide (Poloniumsulfid ist schwerer löslich als Bismutsulfid) getrennt.

Die Darstellung von Polonium erfolgt heutzutage jedoch im Kernreaktor durch Neutronenbeschuss von Bismut:

\mathrm{{ }^{209}Bi + n \rightarrow { }^{210}Bi \rightarrow { }^{210}Po + \beta^-}

Die Halbwertszeit t_1/2 für den Betazerfall liegt bei 5,01 Tagen. Durch Destillation werden die beiden Elemente anschließend getrennt (Siedepunkt von Polonium: 962 °C; Siedepunkt von Bismut: 1564 °C).

Eigenschaften

Polonium ist ein silberweiß glänzendes Metall. Als einziges Metall weist die α-Modifikation eine kubisch-primitive Kristallstruktur auf. Dabei sind nur die Ecken eines Würfels mit Polonium-Atomen besetzt. Diese Kristallstruktur findet man sonst nur noch bei den Hochdruckmodifikationen von Phosphor und Antimon.

Die chemischen Eigenschaften sind vergleichbar mit denen seines linken Perioden-Nachbarn Bismut. Es ist metallisch leitend und edler als Silber. Es lässt sich in hoher Reinheit auf elektrochemischem Wege leicht gewinnen.

Polonium löst sich in Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure auf.

Isotope

Bekannt sind die Polonium-Isotope ¹⁹²Po bis ²¹⁸Po. Ausnahmslos alle sind radioaktiv. Die Halbwertszeiten sind recht unterschiedlich und reichen von etwa 3·10^-7 Sekunden für ²¹²Po bis zu 103 Jahren für ²⁰⁹Po. Das wichtigste, natürlich vorkommende Isotop ²¹⁰Po hat eine Halbwertzeit von 138 Tage und zerfällt unter Aussendung von Alpha-Strahlung in das Blei-Isotop ²⁰⁶Pb.

Bedeutung

Die größte Bedeutung hat Polonium als Zerfallsprodukt des radioaktiven Edelgases Radon. Radon in der Atemluft ist für ungefähr 10 % aller Lungenkrebsfälle verantwortlich. Die eigentliche Ursache ist nicht das Radongas sondern die Inhalation der kurzlebigen Radon-Zerfallsprodukte, die sich im Atemtrakt anreichern. Von denen haben Po-212, Po-214, Po-216 und Po-218 die größte radiologische Wirkung, weil sie Alphateilchen aussenden.

Verwendung

Polonium wird in Verbindung mit Beryllium in transportablen Neutronenquellen benutzt. Dabei wird die Kernreaktion ⁹Be( $\alpha$ , n)¹²C zur Erzeugung freier Neutronen genutzt.

Auch in Kernwaffen wurde Polonium als Neutronenquelle eingesetzt. So wurden z.B. in den amerikanischen Atombomben Little Boy und Fat Man, die auf Hiroshima und Nagasaki abgeworfen wurden, Initiatoren aus Polonium und Beryllium zum Start der Kettenreaktion verwendet.

Verbindungen

Sauerstoffverbindungen

Poloniumdioxid, (PoO₂)_x, ist wie das Oxid des Gruppennachbarn Tellur (Tellurdioxid, (TeO₂)_x) eine ionische Verbindung, die in einer gelben und einer roten Modifikation auftritt. Weiterhin kennt man Poloniumtrioxid (PoO₃).

Sulfide

Schwarzes Poloniumsulfid (PoS) erhält man durch Fällung von in Säure gelöstem Polonium mit Schwefelwasserstoff.

Wasserstoffverbindungen

Poloniumwasserstoff (H₂Po) ist eine bei Raumtemperatur flüssige Wasserstoff-Verbindung, von der sich zahlreiche Polonide ableiten lassen.

Halogenide

Poloniumhalogenide kennt man mit den Summenformeln PoX₂, PoX₄ und PoX₆. Zu nennen sind Poloniumdifluorid, Poloniumdichlorid (rubinrot), Poloniumdibromid (purpurbraun) und Poloniumtetrafluorid, hellgelbes Poloniumtetrachlorid, rotes Poloniumtetrabromid, schwarzes Poloniumtetraiodid sowie das weiße, leicht flüchtige Poloniumhexafluorid.

Weblinks

Gesundheits- und Umweltaspekte von Polonium

Chemisches Element | Chalkogen | Metall | Periode-6-Element | Radioaktiver Stoff

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