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Polonium: Die Geschichte der Entdeckung des Elements. Polonium

MOSKAU, 11. Dezember – RIA Nowosti. Die Diskussion in den Medien über die Eigenschaften von Polonium-210, das in der Leiche des ehemaligen FSB-Offiziers Alexander Litwinenko gefunden wurde, enthält eine große Menge ungenauer Informationen, die letztendlich zu „Verwirrung der Situation“ führen, so ein Experte auf dem Gebiet der Kernenergie Physik sagte RIA Novosti.

Litwinenko, der im Jahr 2000 nach Großbritannien floh und im Oktober dieses Jahres einen britischen Pass erhielt, starb am 23. November im University College London Hospital. Spezialisten der britischen Gesundheitsschutzbehörde fanden in seinem Körper Spuren des radioaktiven Elements Polonium-210.

An Orten, die Litwinenko besuchte, wurden Spuren von Polonium gefunden, darunter in einem Restaurant und einem Hotel im Zentrum von London.

„Bei solch komplexen Themen wie dem Umgang mit einem radioaktiven Isotop und den Folgen einer Vergiftung eines Menschen durch Polonium-210 halten sich leider viele für Experten und lassen sich Unglaubliches einfallen. Am Anfang tauchten unglaubwürdige Informationen auf, die von den Medien verbreitet wurden.“ „Dass ein mit Polonium-210 vergifteter Mensch Spuren von sich selbst hinterlassen könnte. Das ist Unsinn, kein starkes Schwitzen kann Polonium-210 austragen“, sagte der Experte.

Eine ähnliche Meinung äußerte zuvor der Direktor des Instituts für strategische Stabilität von Rosatom, Viktor Mikhailov, gegenüber RIA Novosti. Er erklärte, es sei „für eine Person, die von Polonium-210 betroffen ist, unmöglich, Spuren des Isotops zu hinterlassen“.

„Welche Spuren? Das ist lustig! Ein Mensch, der von Polonium-210 betroffen ist, kann keine Spuren hinterlassen, es sei denn, er trägt dieses Polonium-210 in seinen Händen“, sagte Mikhailov.

Ihm zufolge „hat das Polonium-210-Isotop Alphastrahlung und kann, da es sich im Inneren eines Menschen befindet, keine Spuren hinterlassen.“

Die britische Gesundheitsschutzbehörde veröffentlichte Ende November eine offizielle Erklärung, in der es hieß, dass „das Infektionsrisiko durch diese Substanz (Polonium-210) minimal ist.“

„Das Risiko einer Strahlenkrankheit besteht nur dann, wenn die Substanz in den Körper gelangt ist: Sie haben sie eingeatmet, in den Mund genommen oder in eine offene Wunde geraten. Solange sie draußen bleibt, stellt sie keine Gefahr dar. Die meisten Spuren davon „Der Stoff kann durch einfaches Händewaschen in der Waschmaschine oder Spülmaschine entfernt werden“, heißt es in einer Erklärung der britischen Behörde.

Laut einem Experten auf dem Gebiet der Strahlenmedizin ist die Entwicklung einer Strahlenkrankheit durch das Eindringen von Polonium-210 in den menschlichen Körper nahezu unvermeidlich. „Aber alles hängt von der Dosis des Isotops und den Eigenschaften des Körpers des Opfers ab. Wenn die Dosis extrem gering ist, kann das Vorhandensein von Polonium-210 nachgewiesen werden, aber das Gesundheitsrisiko ist minimal“, sagte der Experte von RIA Novosti .

Ein anderer Experte auf dem Gebiet der Kernphysik erinnerte daran, dass „Element 84 – Polonium – das erste Element ist, das nach der Entdeckung der Radioaktivität in das Periodensystem aufgenommen wurde“. „Es ist das erste in der Reihenfolge der Ordnungszahlen und das leichteste der Elemente ohne stabile Isotope“, sagte er.

Polonium wurde von Pierre und Marie Curie entdeckt und erhielt seinen Namen am 13. Juli 1898 zu Ehren von Maries historischer Heimat – Polen. Es kommt natürlich vor, aber in Uranerzen ist seine Konzentration 100 Billionen Mal geringer als die Konzentration von Uran.

Polonium ist ein weiches, silberweißes Metall, das etwas leichter als Blei ist. Gelangt über Nahrung und Tabakrauch in den menschlichen Körper

Isotope sind Variationen desselben radioaktiven Elements. Polonium existiert beispielsweise in Varianten wie Polonium (P) P-210 mit einer Halbwertszeit von 138 Tagen, P-208 mit einer Halbwertszeit von zwei Jahren und P-209 mit einer Halbwertszeit von 103 Jahren. Das aus wissenschaftlicher Sicht wichtigste Isotop ist laut dem Experten Polonium-210 – ein reiner Alphastrahler.

„Die von ihm emittierten Alphateilchen werden im Metall abgebremst und verschwenden auf ihrem Weg durch das Metall nur wenige Mikrometer ihre Atomenergie, die in Wärme umgewandelt wird, die wiederum zum Heizen genutzt oder in Strom umgewandelt werden kann“, so der Experte sagte.

Diese Energie wird sowohl auf der Erde als auch im Weltraum bereits genutzt. Das P-210-Isotop wird in den Kraftwerken einiger künstlicher Satelliten verwendet. Insbesondere flog er mit den sowjetischen Satelliten Kosmos-84 und Kosmos-90 über die Erde hinaus.

Reine Alphastrahler – und Polonium-210 – haben gegenüber anderen Strahlungsquellen mehrere offensichtliche Vorteile, darunter die Tatsache, dass solche Strahler praktisch keine besonderen Schutzmaßnahmen erfordern: Die Durchdringungskraft und Weglänge von Alphateilchen sind minimal. Das radioaktive Isotop Polonium-210 diente einst als Brennstoff für den auf Lunokhod-2 installierten „Ofen“.

Ähnliche Geräte werden auf der Erde verwendet. Darüber hinaus sind Polonium-Beryllium- und Polonium-Bor-Neutronenquellen wichtig. Hierbei handelt es sich um versiegelte Metallampullen, die eine mit Polonium-210 beschichtete Keramiktablette aus Borcarbid oder Berylliumcarbid enthalten. Der Neutronenfluss aus dem Kern eines Bor- oder Berylliumatoms erzeugt Alphateilchen, die von Polonium emittiert werden.

Solche Neutronenquellen sind leicht und tragbar, absolut sicher in der Anwendung und sehr zuverlässig. Eine Messingampulle mit einem Durchmesser von 2 cm und einer Höhe von 4 cm – eine sowjetische Polonium-Beryllium-Neutronenquelle – produziert bis zu 90 Millionen Neutronen pro Sekunde.

Zu den anderen irdischen Verwendungsmöglichkeiten von Polonium gehört seine Verwendung in Standard-Elektrodenlegierungen, die für Zündkerzen in Verbrennungsmotoren benötigt werden. Die von Polonium-210 emittierten Alphateilchen senken die zur Erzeugung eines Funkens erforderliche Spannung und erleichtern das Starten des Motors.

Ein Experte auf dem Gebiet der Strahlenmedizin sagte, dass trotz des Vorhandenseins von ausschließlich Alphastrahlung im P-210, vor der man sich „im Prinzip mit einer einfachen Barriere schützen kann“, mit Polonium nur in versiegelten Boxen gearbeitet wird, da dies der Fall ist eines der gefährlichsten Radioelemente.

Der Experte stellte fest, dass man heute mit hoher Wahrscheinlichkeit sagen könne, dass Litwinenko an einer akuten Strahlenkrankheit gestorben sei.

„Es gibt viele Fragen in der Geschichte seines Todes, und jeden Tag werden es mehr, aber klar ist, dass die uns durch offizielle Aussagen der britischen Behörden bekannten Daten über den Verlauf von Litwinenkos Krankheit und die Ursachen vorliegen.“ „Die Gründe für seinen Tod deuten höchstwahrscheinlich auf Schäden durch eine Strahlenkrankheit hin“, sagte er.

„Ohne die Veröffentlichung der offiziellen Ergebnisse der Autopsie ist es natürlich unmöglich, eine absolut genaue Antwort zu geben“, betonte der Experte.

Er sagte, dass man von einer akuten Strahlenschädigung des menschlichen Körpers sprechen könne, wenn er einer radioaktiven Strahlungsdosis von mehr als 0,5 Sievert (Sv) ausgesetzt sei.

Sievert ist eine Maßeinheit für die effektive und äquivalente Dosis. Die am häufigsten verwendete Untereinheit des Sieverts ist das Tausendstel, das Millisievert.

1 Sievert entspricht 1000 Millisievert (mSv). Die Äquivalentdosis ist die absorbierte Dosis in einem Organ oder Gewebe multipliziert mit dem entsprechenden Gewichtungsfaktor für eine bestimmte Strahlungsart. Dabei wird die biologische Wirksamkeit verschiedener Arten ionisierender Strahlung berücksichtigt, da Alpha-, Beta- und Gammastrahlung bei gleicher Energiedosis unterschiedliche Wirkungen haben.

Die nichtsystemische Einheit der Äquivalentdosis ist rem – das biologische Äquivalent einer Röntgenstrahlung. 1 Sv entspricht 100 Rem.

„Negative Auswirkungen treten sofort oder nach einigen Tagen auf, insbesondere wird das Immunsystem geschwächt, der Magen-Darm-Trakt, die Lunge und andere innere Organe sowie das Zentralnervensystem leiden“, so der Experte.

Bei Dosen von 1 bis 2 Sievert gehen Radiologen davon aus, dass ein Fünftel der Opfer sterben könnte. Bei Dosen über 7 Sievert ist die Überlebensrate Null.

Wie bereits in einigen Medien berichtet, gibt es in Russland im Werk Ural Mayak einen Reaktor, in dem einst spezielle Wismut-Targets bestrahlt wurden, um Zwischenrohstoffe zu erhalten, aus denen reines Polonium-210 isoliert wird.

Wie RIA Novosti in Rosatom mitteilte, wurde der Reaktor, der zur Herstellung von Polonium-210 diente, vor zwei Jahren stillgelegt.

Mehrere britische Medien berichteten, dass das Polonium, mit dem Litwinenko in London vergiftet werden könnte, in der Stadt Schelesnogorsk in der Region Krasnojarsk hergestellt wurde. Diese Informationen wurden vom ehemaligen Leiter des Ministeriums für Atomenergie der Russischen Föderation, Viktor Michailow, in Frage gestellt, der feststellte, dass britische Spezialisten den Produktionsort von Polonium-210 nicht so schnell bestimmen könnten.

„Ich denke, dass es ab dem Zeitpunkt der Entdeckung von Spuren von Polonium-210 ohne den Austausch von Informationen mit Ländern, die Polonium produzieren können, unmöglich ist, den Produktionsort dieses radioaktiven Isotops so schnell zu bestimmen“, sagte Mikhailov.

Krasnojarsker Nuklearexperten wiesen auch Vorschläge, wonach das in Großbritannien entdeckte Polonium-210 in der Region Krasnojarsk produziert worden sein könnte, strikt zurück.

Nach Angaben der Direktion des Bergbau- und Chemiewerks in der geschlossenen Stadt Schelesnogorsk, das seit fast einem halben Jahrhundert waffenfähiges Plutonium produziert, war das genannte Isotop „nie in den Technologieketten lokaler Unternehmen vorhanden“.

Zuvor hatte Rosatom-Chef Sergej Kirijenko auf einer Pressekonferenz erklärt, dass Russland jeden Monat Polonium-210 in die Vereinigten Staaten exportiere und die Lieferungen dabei unter strenger Kontrolle erfolge.

Die US-amerikanische Federal Nuclear Regulatory Commission wiederum erklärte, dass in den USA zum freien Verkauf erhältliche Polonium-210-Proben keine Gefahr darstellten. Nach Angaben des offiziellen Vertreters der Kommission, David McIntyre, stellen weder pädagogische und wissenschaftliche Proben des Polonium-210-Isotops, die frei über das Internet verkauft werden, noch technische Geräte und Geräte zur Bekämpfung statischer Elektrizität, die dieses radioaktive Element enthalten und im Einzelhandel verkauft werden, eine Gefahr dar Gefahr.

„Wenn man das Gerät zerlegen wollte, wäre jede Menge davon (Polonium-210) schwer zu entfernen und immer noch in harmloser Form“, sagte McIntyre und wies darauf hin, dass auf dem US-Markt verkaufte antistatische Geräte ein „sehr gefährliches“ Produkt sein könnten unwahrscheinliche Quelle.“ radioaktives Polonium-210, so dass es zur Vergiftung von Menschen verwendet werden kann.

Das amerikanische Unternehmen United Nuclear gab eine Erklärung heraus, in der es erklärte, dass die Menge an Polonium-210 in seinen Proben so gering sei, dass zur Anhäufung einer tödlichen Dosis dieses radioaktiven Isotops etwa 15.000 solcher Proben gekauft werden müssten. Bei 69 US-Dollar pro Probe würden die Gesamtkosten eines solchen Kaufs mehr als 1 Million US-Dollar betragen, was natürlich aufgrund der schieren Größe und der großen Anzahl von Bestellungen für ein Unternehmen, das normalerweise nicht mehr als 30 US-Dollar verkauft, sofort Alarmglocken schrillen lassen würde eine Probe. zwei Proben pro Quartal.

Gleichzeitig hält Michael Levy, ein Wissenschafts- und Technologieexperte im Rat für Politikwissenschaft des Council on Foreign Relations, den ABC um einen Kommentar gebeten hat, die Gewinnung von Polonium-210 aus in den USA kommerziell erhältlichen Proben und Instrumenten nicht für möglich so schwierig. Mit grundlegenden chemischen Kenntnissen und handelsüblicher Ausrüstung im Wert von ein paar Hundert Dollar könne Polonium-210 gewonnen werden, da „Verkäufer technische Diagramme ihrer Geräte im Internet zeigen“, sagte er.

Gleichzeitig stellte Levy Aussagen in britischen und amerikanischen Medien in Frage, wonach Polonium-210 nur in den modernsten Labors in Kernkraftwerken gewonnen werden könne. „Die Idee, dass man dafür Zugang zum russischen Nuklearkomplex haben müsste, ist dumm“, sagte Levy, der jenen Experten zustimmt, die von der Wahl von Polonium-210 als Gift zum Töten von Menschen überrascht sind.

„Es gibt sicherlich mehr bewährte Methoden, Menschen zu töten. Sie sollten keine solche Angst vor Polonium haben, denn es gibt viele andere Möglichkeiten, Menschen zu töten, indem Sie etwas in Ihr Getränk schmuggeln“, sagte Levy.

Der Vorsitzende des Ausschusses für Verteidigung und Sicherheit des Föderationsrates, Viktor Ozerov, wies wiederum alle Vorwürfe gegen die russischen Sonderdienste zurück, die angeblich an Litwinenkos Tod beteiligt gewesen sein könnten.

„Ich bezweifle, dass unsere Geheimdienste so unprofessionell sind, dass sie in zwanzig Büros in London Gift verbreiten und das Leben der einfachen Leute gefährden“, sagte er.

Die Geschichte des radioaktiven chemischen Elements Polonium-210 beginnt im Jahr 1898, als es von den Curies in einem der Uranharzerze entdeckt wurde. Das Element wurde nach Polen, der Heimat der Entdecker (lat. Polonium), benannt. Einer Version zufolge war es Irene Curie, die das erste Opfer des Elements wurde, da sie einmal in ihrem Labor ein Reagenzglas mit Polonium zerbrechen ließ. Ein Jahrzehnt später starb sie an Krebs.

Beispiele für Polonium-210-Vergiftungen in der Geschichte

Verschiedene Versionen häufiger Krebsfälle kamen später aus vielen Teilen der Welt von Forschungszentren und Instituten.

Außerdem gab es zunächst allerlei Gerüchte über die Beteiligung der Substanz Polonium-210 am Tod des Palästinenserführers Jassir Arafat Spuren dieses Elements wurden in den persönlichen Gegenständen des Opfers gefunden. Doch trotz der Einleitung eines Strafverfahrens konnten die Todesursachen nicht vollständig geklärt werden und alle Vermutungen, dass das Attentat von den israelischen Geheimdiensten begangen wurde, blieben nur Vermutungen. Im Jahr 2012 wurde die Leiche jedoch exhumiert und das gesammelte Material zur Untersuchung und Beurteilung durch unabhängige Spezialisten aus verschiedenen Ländern vorgelegt. Zu den drei besten Laboren gehörten Institutionen aus Frankreich, der Schweiz und Russland. Ein Jahr später lagen die ersten Forschungsergebnisse vor, die aus Lausanne in der Schweiz kamen und zur Begutachtung in die palästinensische Hauptstadt überführt wurden. Anschließend wurden Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern aus anderen Ländern auch in die palästinensische Stadt Ramallah übertragen.

Die Ergebnisse der Untersuchungen gingen direkt an die Witwe von Jassir Arafat, von der die gesamte Außenwelt Informationen erhielt, die die frühe Version bestätigten, dass der Anführer tatsächlich mit Polonium-210 vergiftet worden sei.

Auch bei dem ehemaligen FSB-Offizier Alexander Litwinenko kam es zu einer Polonium-210-Vergiftung als Folge eines angeblichen Attentats seiner ehemaligen Mitarbeiter und Kollegen in London. Dies wurde zu einem der auffälligsten und aufsehenerregendsten Fälle eines internationalen Skandals, und die Untersuchung des Falles dauert noch immer an, und zwar seit mehr als zehn Jahren. Er starb einen qualvollen Tod in einem Londoner Krankenhaus nach zwei Tagen schweren Leidens, als zunächst seine weißen Blutkörperchen fast verschwanden, dann sein Knochenmark zu schrumpfen begann und dann nacheinander Leber, Nieren und Herz versagten.

Der Fall Litwinenko

Wie die Untersuchung ergab, traf sich Alexander Litwinenko am 1. November 2016 in der Lobby des Londoner Luxushotels Millennium mit seinen ehemaligen Kollegen Andrei Lugovoy und Dmitry Kovtun, wobei dem Tee Gift zugesetzt wurde. Infolge einer Vergiftung mit tödlichem Tee fühlte sich Litwinenko abends unwohl und begann häufig zu erbrechen. Am 4. November wurde Litwinenko im Bezirkskrankenhaus und am 17. November im University College Hospital (UCH) eingeliefert. Am 20. November wurde er auf die Intensivstation verlegt.

Dieser Fall wurde von der Anti-Terror-Einheit von Scotland Yard unter Kontrolle gebracht, die eine Untersuchung der Ursachen der Vergiftung durchführte und Maßnahmen zur Entdeckung der giftigen Substanz ergriff. Neben vielfältigen Analysen wurde ein Gamma-Spektrum-Strahlungsdetektor eingesetzt, der den Gehalt der meisten toxischen Substanzen erkennt, wenn diese in biologischen Proben enthalten sind, es wurde jedoch nichts gefunden. Anschließend wurden Proben von Biomaterialien an das Atomic Energy Research Institute übertragen, wo sie sich mit der Entwicklung und Herstellung von Atomsprengköpfen beschäftigten. Der Gehalt an Polonium wurde von Wissenschaftlern völlig zufällig entdeckt– Das beschriebene Verhalten des Isotops wurde unter Fachleuten laut diskutiert und von einem Entwickler gehört, der mit einem Kernreaktor zu tun hatte und sofort das Verhalten von Polonium erkannte, da Polonium-210 Teil von Atomwaffen ist.

An dem Tag, an dem die Ursache der Vergiftung entdeckt wurde, dem 23. November, starb Litwinenko. Die Ermittlungen der Geheimdienste ergaben Spuren des seltenen Isotops an Orten, die die mutmaßlichen Mörder Andrei Lugovoi und Dmitry Kovtun besuchten – im Flugzeug, im Stadion, in Cafés, Hotels, Restaurants und Cafés.

Polonium-210 wurde entdeckt:

  • im Flugzeug, mit dem Lugowoi nach dem Vorfall nach Moskau flog;
  • im Haus von A. Litwinenko;
  • am Flughafen Heathrow;
  • im Easton Road Hospital;
  • im Büro des Sicherheitsunternehmens in der Grover Street;
  • im Millennium Hotel, Sheraton Park Lane;
  • in der Sushi-Bar Itsu;
  • im Büro von B. Berezovsky.

Am Tag nach dem Tod ihres Mannes musste die Witwe Maria Litwinenko ihre Wohnung verlassen – ihr wurden nur 20 Minuten Zeit gegeben, sich fertig zu machen. Nach Angaben der Ermittler waren solche Maßnahmen zu ihrer Sicherheit notwendig – die Wohnung war stark strahlenverseucht. Am 1. Dezember wird die Witwe immer noch mit erhöhten Polonium-210-Werten in ihrem Körper ins Krankenhaus eingeliefert.

Panik über eine mögliche Massenkontamination mit Polonium-210 erfasste die ganze Stadt; Besucher der Sushi-Bar und anderer Orte, an denen Ermittler eine radioaktive Spur entdeckten, wurden getestet.

Doch aus unbekannten Gründen weigerte sich die britische Regierung, forensische Berichte, Autopsieergebnisse und andere Untersuchungsdokumente an die russische Seite weiterzugeben. Russland wiederum gelangte zu dem Schluss, dass England daran interessiert sei, Tatsachen zu verfälschen, die es ermöglichen würden, alle Ereignisse der von ihnen entwickelten Version anzupassen.

Die Russische Föderation führte eine Untersuchung durch und entschied, dass auch D. Kovtun und A. Lugovoy Opfer waren, ein versuchter Mord wurde erkannt und Spuren einer Polonium-210-Vergiftung gefunden. Im Zusammenhang mit dem Mord an Litwinenko wurde ein Strafverfahren eröffnet, in dem neben der britischen Regierung auch A. Litwinenkos Begleiter aus Italien, Mario Scaramella, mit dem wenige Stunden zuvor ein Treffen in der Sushi-Bar Itsu stattfand Treffen im Millennium, gilt als Verdächtiger. Litwinenko selbst, der bereits im Krankenhaus war, sagte, dass er sich unmittelbar nach dem Treffen mit seinem italienischen Kollegen krank gefühlt habe. In Itsu übergab er ihm Dokumente zum Fall Anna Politkowskaja. Auch auf Scaramella, in seinem Hotelzimmer und an anderen Orten, an denen er sich aufhielt, wurden Spuren von Polonium-210 gefunden.

Nach dem Vorfall riefen mehr als tausend Opfer die London Service Hotline an und bei mehr als hundert wurde festgestellt, dass sie Polonium-210 enthielten.

Wofür wird Polonium-210 verwendet?

Radioaktives Polonium ist ein silberweißes, relativ weiches Metall, das in Uranerz vorkommt. Dieses in vielerlei Hinsicht einzigartige Element war das erste, das als radioaktiv in das Periodensystem aufgenommen wurde. Es befindet sich auf der Nummer 84 und zeichnet sich dadurch aus, dass es unter den Elementen ohne stabile Isotope das leichteste Element ist. Wird in der Weltraumforschung verwendet.

Der breiten Öffentlichkeit wurde er erst bekannt, als er zum Grund für skandalöse Todesfälle wurde. Es kommt in der Natur sehr selten vor und erfordert einen Kernreaktor, um es künstlich zu gewinnen. Die Liste der Länder, die Polonium-210 produzieren, ist sehr umfangreich – sie umfasst Nordkorea, Israel und eine Reihe anderer Länder, darunter Russland.

Die Halbwertszeit von Polonium-210 beträgt 138 Tage und 9 Stunden, danach verliert es seine radioaktiven Eigenschaften. Es oxidiert schnell an der Luft und sollte nicht in der Nähe gehandhabt oder eingeatmet werden. Dank der Alphastrahlung ist es über weite Distanzen ungefährlich und der Schaden wird deutlich reduziert, wenn der Abstand zum gefährlichen Objekt 10 cm überschreitet.

Wird zum Entfernen statischer Elektrizität verwendet, als Wärmequelle in Weltraumobjekten, für industrielle Zwecke als Neutronenquelle, als experimentelle Methode zur Krebsbekämpfung.

Polonium-210 wurde auch in Tabakblättern gefunden, was die gesundheitsschädlichen Auswirkungen des Rauchens bestätigt. Allerdings ist es bisher nicht gelungen, das Isotop aus Tabakblättern zu extrahieren.

Symptome und Behandlung einer Polonium-210-Vergiftung

Die Produktion und Herstellung von Polonium in Russland und anderen Ländern unterliegt einer strengen Geheimhaltung durch die Regierung und jedes Milligramm gefördertes Metall wird kontrolliert. Aus diesem Grund Es ist ziemlich schwierig, zufällig irgendwo Polonium zu finden, obwohl es beispielsweise in den USA Versuche gibt, es in Haushaltsgeräten einzusetzen – beispielsweise in Form einer antistatischen Bürste, an der kein Staub haften bleibt. Eine sichere Verpackung neutralisiert den radioaktiven Schaden des Elements und die Eigenschaften der Alphateilchen im Polonium wirken wie vorgesehen – in diesem Fall ionisieren sie die Luft.

Wenn Sie jedoch mit einem tödlichen Gift wie Polonium-210 in Kontakt kommen, sollten Sie sofort einen Arzt aufsuchen.

Ohne offensichtliche Anzeichen führt eine solche Vergiftung zur Entwicklung einer Strahlenkrankheit mit ausgeprägten Symptomen einer radioaktiven Schädigung. Die daraus resultierenden Schäden und Symptome hängen direkt von der Dosis des Elements ab.

Wie eine Vergiftung mit anderen hochgiftigen Metallen äußert sich auch eine Polonium-210-Vergiftung durch folgende Symptome:

  • Übelkeit, Erbrechen, Durchfall;
  • Tachykardie gepaart mit Bluthochdruck;
  • Müdigkeit, Kraftverlust;
  • Bewusstseinsstörungen, Wahnzustände;

Neben allgemeinen Symptomen weist die Strahlenkrankheit eine Reihe ausgeprägter Merkmale auf, die sich äußerlich in Haarausfall, allgemeiner starker Alterung des Körpers und weiterem Versagen aller Organe äußern, angefangen bei der Leber als erstem Kämpfer für die Verarbeitung des Arzneimittels. und die Nieren als Instrument für seine Ausscheidung. Anschließend wird bei einer kritischen Dosis das Immunsystem und die dafür verantwortliche Leukozytenformel vollständig geschädigt. Daher kann es zu zusätzlichen Anzeichen eines Mangels an Lymphe und Knochenmark kommen.

Im Körper angekommen, wird Polonium-210 gleichmäßig über das Blut in alle Organe und Gewebe verteilt. Seine nahezu gleichmäßige Konzentration ist bereits wenige Stunden nach der Vergiftung spürbar. Die Stoffwechselprozesse der Organe nach Kontakt mit Gift werden ebenso gestört wie die Systeme – Kreislauf, Nerven, Verdauung, Herz. Mit der Zeit wird der Stuhl blutig oder fehlt sogar ganz. Störungen des Zentralnervensystems können Anfälle, Psychosen und Delirium verursachen. Das periphere Nervensystem stellt keine motorischen Fähigkeiten mehr zur Verfügung, was zu einer Beeinträchtigung sowie zu einer schrecklichen Schwäche führt. Störungen der Herzaktivität provozieren Anfälle des autonomen Systems – Tachykardie und Blutdruck. Die Person kann auch teilweise oder vollständig erblinden.

Die Behandlung sollte so früh wie möglich beginnen, denn je länger Polonium im Körper verbleibt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es den „Point of no Return“ überschreitet und die Organe tödlich schädigt. Polonium wird sehr gut in alle Organe und Gewebe aufgenommen, sodass eine Infektion bereits durch bloßes Berühren des Metalls möglich ist. Und sobald es drinnen ist, wird dieses Isotop in nur wenigen Minuten vom Organgewebe absorbiert. Waschen Sie bei Berührung sofort und gründlich den Körperbereich, der mit dem Isotop, der Waschseife oder dem Waschpulver in Kontakt gekommen ist.

Gelangt Polonium über die Speiseröhre in den Körper, muss sofort Erbrechen herbeigeführt werden. Da Minuten zählen und man nicht warten kann, verwenden Ärzte Apomorphin als Injektionen unter die Haut. Als nächstes benötigen Sie ein Abführmittel – Magnesiumsulfat, Natriumsulfat, Einläufe.

Polonium kann innerhalb von 6 bis 11 Monaten vollständig über die Nieren aus dem Körper ausgeschieden werden. Während dieser Zeit kann es sich jedoch ansammeln und Schäden verursachen – beispielsweise teilweisen oder vollständigen Haarausfall.

Wenn Polonium tief genug in das Organgewebe aufgenommen wird, verwenden Ärzte Verbindungen auf Basis von Medikamenten wie Unithiol und Oxathiol, die Polonium-210 „aus der Tiefe“ „holen“ und herausbringen können. Sie werden im Krankenhaus eine Woche lang intravenös verabreicht. Nach einer solchen Behandlung kommt es zur Genesung.

Da Polonium-210 recht schwer nachweisbar ist und solche Vergiftungen selten vorkommen, ist das Thema noch nicht vollständig untersucht, was die Chancen auf eine günstige Prognose verringert. Daher besteht der Hauptschritt bei der Behandlung einer solchen Vergiftung darin, die Krankheit so früh wie möglich zu diagnostizieren, damit Zeit bleibt, dem Körper zu helfen, bevor das tödliche Gift die Organe zu sehr schädigt.

In London brachte der Mordfall Litwinenko das Thema der Verwendung von Polonium zur Vergiftung wieder auf die Titelseiten der Medien. Über dieses chemische Element sprechen wir mit dem Doktor der chemischen Wissenschaften, dem Leiter des Labors des Radioisotopenkomplexes des Instituts für Kernforschung der Russischen Akademie der Wissenschaften Boris Schuikow. Interviewt Natalia Demina.

In den Jahren 2006 und 2007 äußerten Sie sich wiederholt zu einer Poloniumvergiftung in Echo Moskvy, NTV und anderen russischen und ausländischen Medien. Schließlich verstanden viele zunächst nicht, was passiert war. Es wurde argumentiert, dass die Verwendung dieser Substanz unlogisch sei, und im Allgemeinen wurde die Tatsache einer Poloniumvergiftung in Frage gestellt.

Ja, das war der Standpunkt. Zum Beispiel sagte Lev Fedorov, Doktor der chemischen Wissenschaften und Präsident der Union für chemische Sicherheit, auf Ekho Moskvy: „Wie kann man mit Polonium-210 vergiften? Das kann ich mir nicht vorstellen... Wenn ich nun darüber nachdenken würde, wie man einen Menschen vergiftet, würde ich als letztes Polonium sagen ... Natürlich müsste die Person, die es über die Grenzen transportieren würde, es in einem Bleibehälter tragen.“.

Ein Teilnehmer der Diskussion, die am 3. Dezember 2006 in der Fernsehsendung „Sonntagabend mit Wladimir Solowjow“ stattfand und an der ich teilnahm, Maxim Shingarkin, ein ausgebildeter Artillerist, argumentierte, dass Litwinenko nicht vergiftet worden sei, sondern dass er selbst eingeatmet habe Polonium während seiner Arbeit in einem Geheimlabor auf dem Territorium Großbritanniens. ( Anschließend wurde M. Shingarkin Berater des Vorsitzenden des Ausschusses für Wissenschaft und Bildung des Föderationsrates, Berater der Kommission des Präsidenten der Russischen Föderation für die Modernisierung und technische Entwicklung der russischen Wirtschaft und ist jetzt Stellvertreter der Staatsduma, Andrei Lugovoys Mitstreiter in der LDPR-Fraktion - „Polit.ru“).

Es ist schwer zu verstehen: Die Leute, die das gesagt haben, verstehen diesen Bereich einfach überhaupt nicht oder sind voreingenommen. Bereits in meinem ersten Kommentar zu diesem Thema habe ich gesagt, dass Polonium-210 eine ziemlich geeignete Substanz zur Vergiftung ist und die wahrscheinlichste Vergiftungsmethode die orale Verabreichung ist: Werfen Sie eine Kapsel mit einer löslichen Hülle in Tee oder Kaffee, da diese ausreichend ist über den Magen aufgenommen. Und buchstäblich am nächsten Tag berichteten sie, dass sie eine mit Polonium kontaminierte Teekanne gefunden hatten, aus der Litwinenko Tee trank. Können Sie sich meine Situation vorstellen? ( Lacht).

Haben Sie Erfahrungen mit Polonium?

Ja, als ich vor vielen Jahren als Forscher am Joint Institute for Nuclear Research in Dubna arbeitete, beschäftigte ich mich mit Polonium-210 und anderen Poloniumisotopen in Spuren. Generell habe ich mit radioaktiven Isotopen fast aller Elemente gearbeitet. Das war die Richtung – wir suchten nach neuen, unentdeckten Elementen in einem komplexen Gemisch aus Produkten verschiedener Kernreaktionen und in natürlichen Proben. Derzeit liegt mein Hauptaugenmerk auf radioaktiven Isotopen für die Nuklearmedizin, Isotopen, die zur Diagnose und Behandlung verschiedener Krankheiten in den menschlichen Körper eingebracht werden.

Kennen Sie Leute, die sich jetzt mit Polonium beschäftigen?

Ja, aber aufgrund der Art ihrer Dienstleistung ist es unwahrscheinlich, dass sie einem offenen Interview zustimmen; sie haben ihre eigenen Regeln.

Nun, es ist klar. Denn was mit Polonium zu tun hat, ist wohl geheim?

Nein, die Eigenschaften des Poloniums selbst, sein Verhalten, seine Herstellungsmethoden und Anwendungen sind schon lange kein Geheimnis mehr, alles wurde veröffentlicht. Es gibt auch eine Reihe von Veröffentlichungen zur Wirkung von Polonium auf Tiere. Ein Spezialist kann verstehen und richtig interpretieren, was auf einen bestimmten Fall zutrifft.

Wie teuer ist die Herstellung von Polonium?

Über die hohen Kosten von Polonium-210 zu sprechen, ist ein Mythos. Ich kenne den Verkaufspreis, aber ich sollte ihn wahrscheinlich nicht verraten. Auf jeden Fall ist es sehr klein. Natürlich können die Hersteller eines bestimmten Medikaments – einer praktisch zu verwendenden radioaktiven Strahlungsquelle – eine angemessene Menge verlangen, aber das ist, wie sie sagen, ein „Betrug“. Polonium selbst ist billig. Darüber hinaus war die verwendete Quelle, obwohl sie offensichtlich von Profis erstellt wurde, schlecht und wurde von schlechten Profis erstellt.

Wo kann man eine solche Schlussfolgerung ziehen?

Aufgrund seiner Eigenschaften diffundiert Polonium leicht durch organische Schalen und verbreitet sich im Allgemeinen leicht. In solchen Fällen wird die Quelle mit einer mehrschichtigen Beschichtung hergestellt. Die Leute, die die Probe gemacht haben, wussten das entweder nicht, waren faul oder hofften, dass das Vorhandensein von Polonium überhaupt nicht ans Licht kommen würde. Die Darsteller haben also ein schönes Erbe hinterlassen.

Wenn Polonium so unbequem in der Anwendung ist, warum wurde es dann verwendet?

Im Gegenteil, Polonium-210 ist im Prinzip eine sehr geeignete Substanz zur Vergiftung, insbesondere zur versteckten Vergiftung und nicht zur Provokation. Ohne spezielle Analysen (Alpha-Spektrometrie) ist der Nachweis zunächst sehr schwierig. Und niemand würde spezielle Tests durchführen, da dieser Stoff bisher nicht zur Vergiftung eingesetzt worden war – zumindest wurde er nicht entdeckt. Polonium-210 unterscheidet sich von anderen radioaktiven Isotopen dadurch, dass es fast ausschließlich Alphateilchen mit einer Energie von 5,3 MeV emittiert, die selbst von einem Blatt Papier absorbiert werden. Gammastrahlung, die üblicherweise mit Geigerzählern erfasst wird, ist äußerst schwach und macht nur einen Hunderttausendstel Teil aus. Dementsprechend stellt die Einfuhr in England kein Problem dar, Bleibehälter werden für solche Mengen nicht benötigt und es ist sicher, verschiedene Vorgänge mit einer ausreichend verschlossenen Kapsel durchzuführen.

Es gab Meinungen, dass Polonium zur Provokation eingesetzt wurde. Meiner Meinung nach ist ein solches Gerede absoluter Unsinn. Es gab keine Provokation, es gab einen heimlichen Mordversuch. Zur Provokation wäre es ratsam, jedes andere Radionuklid zu verwenden, zum Beispiel Americium-241 – es wäre leichter zu erkennen, es ist leichter zugänglich (wird überall in Rauchmeldern verwendet).

Wie wurde dann dieses Polonium entdeckt?

Ja, sie haben es gefunden, aber vielleicht haben sie es nicht entdeckt. Das ist eine interessante Geschichte, ich habe die Entwicklungen im Internet verfolgt. Die bei Litwinenko beobachteten Symptome stimmten mit einer Strahlenverletzung überein. Mit einem herkömmlichen Messgerät, das Gammastrahlung registriert, wurde jedoch nichts festgestellt. Erst durch Langzeitmessungen mit einem guten Gammaspektrometer wurde eine sehr schwache Gammastrahlenlinie mit einer Energie von 803 keV festgestellt. Zunächst wurde diese Strahlung fälschlicherweise radioaktivem Thallium (Thallium-206) zugeschrieben, das beim Zerfall von alphaaktivem Bismut-210m entsteht.

Doch dann wurde diese Version als falsch erkannt, da dieses Wismut-Isotop eine zu lange Halbwertszeit hat, und man begann, die Möglichkeit der Anwesenheit anderer Alpha-Strahler in Betracht zu ziehen. Anschließend wurde der Urin auf das Vorhandensein von alphaaktiven Radionukliden untersucht und Polonium in großen Mengen gefunden. Die Annahme, dass britische Wissenschaftler von einigen Provokateuren über Polonium-210 „gewarnt“ wurden, erscheint mir äußerst unwahrscheinlich. Alles wurde konsequent und ganz logisch durchgeführt.

Warum haben sie kein gewöhnliches chemisches Gift verwendet?

Alle Gruppen chemischer Gifte sind bekannt, sie wären leichter zu erkennen. Selbst wenn „verschwindende“ Gifte verwendet werden, bleiben einige Spuren ihrer Verwendung bestehen.

War Polonium unbekannt?

Als Gift unbekannt. Natürlich gab es sehr wenige Fälle von Vergiftungen am Arbeitsplatz. Aber in der Produktion werden sie durch alles vergiftet.

Aber jetzt...

Jetzt müssen Sie sich keine Sorgen mehr machen und den Alpha-Zähler nicht mehr mit sich herumtragen. Niemand wird Polonium mehr für diesen Zweck verwenden. Ich bin sicher, dass. Die Geschichte wurde zu populär, und sogar ich wurde gebeten, etwas zu überprüfen ... Eine andere Sache sind alte Fälle, die sich bereits vor Litwinenkos Vergiftung ereigneten, zum Beispiel der mysteriöse Tod von Juri Schtschekochikhin, der versuchte Vergiftungsversuch an Anna Politkowskaja ...

Aber ist nach all den Jahren wirklich noch etwas übrig? Immerhin beträgt die Halbwertszeit von Polonium-210 138 Tage?

Ja, das bedeutet, dass seine Menge über 10 Jahre um das 100-Millionen-fache abnimmt. Polonium-210 bleibt bestehen, allerdings in sehr geringen Mengen. Es wird geschätzt, dass Litwinenko zum zweiten Mal mindestens 1-3 Milliarden Becquerel (Zerfälle pro Sekunde) injiziert wurden. Dies ist eine sehr hohe Aktivität, sogar eine zu hohe Aktivität: Infolgedessen kann ein Mensch innerhalb weniger Tage sterben. Aber das im Reaktor erzeugte Polonium-210 muss eine kleine Beimischung eines anderen, langlebigen Isotops enthalten – Polonium-209 (Halbwertszeit 102 Jahre).

Aufgrund des Hintergrunds der 210 ist es zunächst sehr schwer zu erkennen. Aber nach der Trennung solltest du es versuchen. Es ist natürlich möglich, Polonium-210 ohne die Verunreinigung 209 herzustellen, aber das wird wirklich sehr teuer und schwierig sein. Es ist unwahrscheinlich, dass diese Leute, die das Medikament hergestellt haben, solche Dinge tun würden. Aber wer weiß?

Es gab Meinungen, dass Jassir Arafat mit Polonium vergiftet wurde. Was hat die Untersuchung ergeben?

Eine ausführliche Studie von Schweizer Wissenschaftlern (der Bericht wurde veröffentlicht) ergab, dass es in diesem Fall keine zwingenden Gründe gibt, von einer Vergiftung zu sprechen, obwohl die Autoren selbst aus ihren Ergebnissen zunächst eine andere Schlussfolgerung gezogen haben. Der Bericht liefert ziemlich überzeugende Daten, dass ein Teil des überschüssigen Poloniums (das tatsächlich existierte) höchstwahrscheinlich natürlichen Ursprungs war – offenbar das Ergebnis des Zerfalls von Radon-222, das in den Kerkern, in denen Arafat sich oft aufhielt, reichlich vorhanden ist. Eine Autopsie ergab eine entsprechende Menge eines anderen Radon-Zerfallsprodukts – Blei-210. Polonium-209 wurde jedoch nicht nachgewiesen. So erhielt Arafat eine um viele Größenordnungen geringere Dosis Polonium-210 als Litwinenko, und dies konnte nicht die Todesursache gewesen sein.

Bei öffentlichen Anhörungen wurde bekannt, dass Litwinenko zum zweiten oder dritten Mal getötet wurde. Anscheinend wollten die Mörder ihre Wetten absichern?

Ja, diese Tatsache ist seit langem bekannt und in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht. Es wird zuverlässig durch die Verteilung von Polonium in Litwinenkos Körper festgestellt. Darüber hinaus war die erste verabreichte Dosis viel geringer. Litwinenko wäre sowieso später gestorben, und dann wäre wahrscheinlich überhaupt nichts entdeckt worden. Doch offenbar konnten die Kunden es kaum erwarten...

Sagen Sie mir, wenn es aufgrund solch detaillierter Studien möglich wäre, die Art der Einführung von Polonium in Litwinenko zu bestimmen, wäre es dann wahrscheinlich möglich, die Rolle der britischen Verdächtigen A. Lugovoy und D. Kovtun zu bestimmen?

Natürlich, natürlich. Sie wurden meines Wissens am gleichnamigen Medical Biophysical Center untersucht. K.I. Burnazyan. Es wurde berichtet, dass bei Lugowoi Polonium gefunden wurde, detaillierte Ergebnisse, die Aufschluss über die Rolle des Mannes geben könnten, sind jedoch nicht bekannt. Aber sie gingen nicht nach Großbritannien.

Bestand die Gefahr einer Niederlage für die Darsteller und für ihre Umgebung? In britischen Medien tauchten Informationen auf, dass Lugowoi sogar seinen Sohn zum letzten Treffen mitbrachte und ihm erlaubte, Litwinenkos Hand zu schütteln ...

Es bestand eine gewisse Gefahr, da die Darsteller offenbar nicht ordnungsgemäß eingewiesen wurden. Dennoch ist dies bei weitem nicht so gefährlich wie die orale Einnahme von Polonium und stellt keine Lebensgefahr dar. Lugovoi selbst sagte, jemand habe ihn beschmutzt. Aber ob er schmutzig war oder ob er selbst etwas tat – das konnte man sehen. Und dass sie ihm gefolgt sind und absichtlich Spuren hinterlassen haben, ist einfach dumm, es ist unrealistisch, es so zu organisieren, dass es nicht entdeckt wird.

Ist Ihrer Meinung nach alles wahr, was der Anwalt der Familie Litwinenko und die britischen Ermittlungsbehörden gesagt haben?

Zumindest was das Verhalten von Polonium betrifft, gibt es keine Widersprüche. Das Einzige, was falsch ist, ist, dass seine Verwendung eine große Bedrohung für andere darstellt. Geringe Mengen Polonium, die Menschen im Kontakt mit Litwinenko kontaminieren könnten, seien nachweisbar, gesundheitlich jedoch praktisch unbedenklich. Infolgedessen erhielten nur 52 Menschen eine erhöhte Dosis, aber nicht genug, um ihr Risiko, in Zukunft zu erkranken, deutlich zu erhöhen, teilte die Health Protection Agency mit. Die wirkliche Gefahr bestünde darin, wenn jemand seinen Tee für Litwinenko austrinken würde. Und was auch falsch ist, ist, dass Polonium-210 sehr teuer ist, es sei denn, es ist von ultrahoher Reinheit. Das habe ich oben bereits gesagt. Es ist einfach nicht weit verbreitet und seine Verbreitung wird von Regierungsbehörden ziemlich gut kontrolliert.

Sehen Sie Ungereimtheiten in den Aussagen der britischen Ermittler?

Es gibt keine Abweichungen, die nicht durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Polonium erklärt werden können. Im Gegenteil: Sobald Gegner beginnen, Einwände vorzubringen, stehen diese Einwände völlig im Widerspruch zu wissenschaftlichen Daten.

Danke für das Interview.

Der Inhalt des Artikels

POLONIUM– ein radioaktives chemisches Element der Gruppe VI des Periodensystems, ein Analogon von Tellur. Ordnungszahl 84. Hat keine stabilen Isotope. Es sind 27 radioaktive Isotope von Polonium mit Massenzahlen von 192 bis 218 bekannt, von denen sieben (mit Massenzahlen von 210 bis 218) in sehr geringen Mengen in der Natur als Mitglieder der radioaktiven Reihe von Uran, Thorium und Actinium vorkommen; der Rest Isotope werden künstlich gewonnen. Die langlebigsten Poloniumisotope sind künstlich hergestelltes 209 Po ( T 1/2 = 102 Jahre) und 208 Rho ( T 1/2 = 2,9 Jahre) sowie 210 Po in Radium-Uran-Erzen enthalten ( T 1/2 = 138,4 Tage). Der Gehalt an 210 Po in der Erdkruste beträgt nur 2·10–14 %; 1 Tonne natürliches Uran enthält 0,34 g Radium und einen Bruchteil eines Milligramms Polonium-210. Das kurzlebigste bekannte Poloniumisotop ist 213 Po ( T 1/2 = 3·10 –7 s). Die leichtesten Poloniumisotope sind reine Alphastrahler, während die schwereren gleichzeitig Alpha- und Gammastrahlen aussenden. Einige Isotope zerfallen durch Elektroneneinfang, und die schwersten weisen auch eine sehr schwache Beta-Aktivität auf ( cm. RADIOAKTIVITÄT). Verschiedene Poloniumisotope haben historische Namen, die bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts übernommen wurden, als sie als Ergebnis einer Kette von Zerfällen aus dem „Mutterelement“ erhalten wurden: RaF (210 Po), AcC" (211 Po), ThC" ( 212 Po), RaC (214 Po), AcA (215 Po), ThA (216 Po), RaA (218 Po).

Entdeckung von Polonium.

Die Existenz eines Elements mit der Seriennummer 84 wurde 1889 von D. I. Mendeleev vorhergesagt – er nannte es Dvitellurium (auf Sanskrit – „zweites“ Tellur) und ging davon aus, dass seine Atommasse nahe bei 212 liegen würde. Das konnte Mendeleev natürlich nicht vorhersehen Dadurch wird das Element instabil. Polonium ist das erste radioaktive Element, das 1898 von den Curies auf der Suche nach der Quelle starker Radioaktivität in bestimmten Mineralien entdeckt wurde ( cm. RADIUM). Als sich herausstellte, dass Uranharzerz stärker strahlte als reines Uran, beschloss Marie Curie, aus dieser Verbindung ein neues radioaktives chemisches Element chemisch zu isolieren. Zuvor waren nur zwei schwach radioaktive chemische Elemente bekannt – Uran und Thorium. Curie begann mit der traditionellen qualitativen chemischen Analyse des Minerals nach dem Standardschema, das bereits 1841 vom deutschen analytischen Chemiker K.R. Fresenius (1818–1897) vorgeschlagen wurde und nach dem viele Generationen von Studenten fast anderthalb Jahrhunderte lang arbeiteten Bestimmung von Kationen mit der sogenannten „Schwefelwasserstoffmethode“ Zu Beginn hatte sie etwa 100 g des Mineralstoffs; dann gaben amerikanische Geologen Pierre Curie weitere 500 g. M. Curie führte eine systematische Analyse durch und testete jedes Mal einzelne Fraktionen (Niederschläge und Lösungen) mit einem von ihrem Ehemann erfundenen empfindlichen Elektrometer auf Radioaktivität. Inaktive Fraktionen wurden verworfen, aktive Fraktionen wurden weiter analysiert. Sie wurde von einem der Leiter der chemischen Werkstatt an der Fakultät für Physik und Industriechemie, Gustav Bemon, unterstützt.

Zunächst löste Curie das Mineral in Salpetersäure, dampfte die Lösung zur Trockne ein, löste den Rückstand in Wasser auf und leitete einen Strom Schwefelwasserstoff durch die Lösung. Dabei bildete sich ein Niederschlag aus Metallsulfiden; Nach der Fresenius-Methode könnte dieses Sediment unlösliche Sulfide von Blei, Wismut, Kupfer, Arsen, Antimon und einer Reihe anderer Metalle enthalten. Der Niederschlag war radioaktiv, obwohl Uran und Thorium in Lösung blieben. Sie behandelte den schwarzen Niederschlag mit Ammoniumsulfid, um Arsen und Antimon abzutrennen – unter diesen Bedingungen bilden sie lösliche Thiosalze, zum Beispiel (NH 4) 3 AsS 4 und (NH 4) 3 SbS 3. Die Lösung zeigte keine Radioaktivität und wurde verworfen. Im Sediment blieben Blei-, Wismut- und Kupfersulfide zurück.

Curie löste den Teil des Niederschlags, der nicht in Ammoniumsulfid gelöst war, in Salpetersäure, fügte der Lösung Schwefelsäure hinzu und verdampfte sie auf einer Brennerflamme, bis dicke weiße SO 3 -Dämpfe auftraten. Unter diesen Bedingungen wird flüchtige Salpetersäure vollständig entfernt und Metallnitrate in Sulfate umgewandelt. Nach dem Abkühlen der Mischung und der Zugabe von kaltem Wasser enthielt der Niederschlag unlösliches Bleisulfat PbSO 4 – es war keine Aktivität darin vorhanden. Sie warf den Niederschlag weg und fügte der filtrierten Lösung eine starke Ammoniaklösung hinzu. Gleichzeitig fiel erneut ein Niederschlag, diesmal weiß; es enthielt eine Mischung aus basischem Bismutsulfat (BiO) 2 SO 4 und Bismuthydroxid Bi(OH) 3. In der Lösung verblieb komplexes Kupferammoniak SO 4 von leuchtend blauer Farbe. Der weiße Niederschlag erwies sich im Gegensatz zur Lösung als stark radioaktiv. Da Blei und Kupfer bereits getrennt waren, enthielt der weiße Niederschlag Wismut und eine Beimischung des neuen Elements.

Curie wandelte den weißen Niederschlag erneut in dunkelbraunes Bi 2 S 3-Sulfid um, trocknete es und erhitzte es in einer evakuierten Ampulle. Das Wismutsulfid veränderte sich nicht (es ist hitzebeständig und schmilzt erst bei 685 °C), jedoch wurden einige Dämpfe aus dem Sediment freigesetzt, die sich in Form eines schwarzen Films auf dem kalten Teil der Ampulle absetzten. Der Film war radioaktiv und enthielt offenbar ein neues chemisches Element – ​​ein Analogon von Wismut im Periodensystem. Es war Polonium – das erste entdeckte radioaktive Element nach Uran und Thorium, das im Periodensystem eingetragen ist (im selben Jahr 1898 wurde Radium sowie eine Gruppe von Edelgasen – Neon, Krypton und Xenon – entdeckt). Wie sich später herausstellte, sublimiert Polonium beim Erhitzen leicht – seine Flüchtigkeit entspricht in etwa der von Zink.

Die Curies hatten es nicht eilig, die schwarze Beschichtung des Glases als neues Element zu bezeichnen. Radioaktivität allein reichte nicht aus. Curies Kollege und Freund, der französische Chemiker Eugene Anatole Demarsay (1852–1903), ein Spezialist auf dem Gebiet der Spektralanalyse (er entdeckte Europium 1901), untersuchte das Emissionsspektrum der schwarzen Beschichtung und fand darin keine neuen Linien Das könnte auf das Vorhandensein eines neuen Elements hinweisen. Die Spektralanalyse ist eine der empfindlichsten Methoden und ermöglicht den Nachweis vieler Substanzen in mikroskopischen Mengen, die für das Auge unsichtbar sind. In einem am 18. Juli 1898 veröffentlichten Artikel schrieben die Curies jedoch: „Wir glauben, dass die Substanz, die wir aus Uranteer isoliert haben, ein noch unbekanntes Metall enthält, das in seinen analytischen Eigenschaften ein Analogon von Wismut ist.“ Wenn die Existenz eines neuen Metalls bestätigt wird, schlagen wir vor, es Polonium zu nennen, nach der Heimat eines von uns“ (Polonia auf Lateinisch: Polen). Dies ist der einzige Fall, in dem ein neues chemisches Element, das noch nicht identifiziert wurde, bereits einen Namen erhalten hat. Es war jedoch nicht möglich, Gewichtsmengen an Polonium zu gewinnen, da im Uranerz zu wenig davon enthalten war (später wurde Polonium künstlich gewonnen). Und es war nicht dieses Element, das die Curies verherrlichte, sondern Radium

Eigenschaften von Polonium.

Bereits Tellur weist teilweise metallische Eigenschaften auf, während Polonium ein weiches silbrig-weißes Metall ist. Aufgrund der starken Radioaktivität leuchtet es im Dunkeln und wird sehr heiß, sodass eine kontinuierliche Wärmeabfuhr erforderlich ist. Der Schmelzpunkt von Polonium liegt bei 254 °C (etwas höher als der von Zinn), der Siedepunkt liegt bei 962 °C, daher sublimiert Polonium schon bei leichter Erwärmung. Die Dichte von Polonium ist fast die gleiche wie die von Kupfer – 9,4 g/cm 3 . In der chemischen Forschung wird nur Polonium-210 verwendet; langlebigere Isotope werden praktisch nicht verwendet, da es schwierig ist, sie mit den gleichen chemischen Eigenschaften zu erhalten.

Die chemischen Eigenschaften von metallischem Polonium ähneln denen seines nächsten Analogons, Tellur; es weist Oxidationsstufen von –2, +2, +4, +6 auf. An der Luft oxidiert Polonium langsam (schnell beim Erhitzen auf 250 °C) unter Bildung von rotem Dioxid PoO 2 (beim Abkühlen wird es durch Umordnung des Kristallgitters gelb). Schwefelwasserstoff aus Lösungen von Poloniumsalzen fällt schwarzes Sulfid PoS aus.

Die starke Radioaktivität von Polonium beeinflusst die Eigenschaften seiner Verbindungen. So löst sich Polonium in verdünnter Salzsäure langsam auf und bildet rosa Lösungen (die Farbe von Po 2+-Ionen): Po + 2HCl ® PoCl 2 + H 2, jedoch verwandelt sich das Dichlorid unter dem Einfluss seiner eigenen Strahlung in gelbes PoCl 4. Verdünnte Salpetersäure passiviert Polonium, während konzentrierte Salpetersäure es schnell auflöst. Polonium ist mit Nichtmetallen der Gruppe VI durch die Reaktion mit Wasserstoff unter Bildung des flüchtigen Hydrids PoH 2 (Schmelzpunkt -35 °C, Siedepunkt +35 °C, zersetzt sich leicht) und durch Reaktion mit Metallen (beim Erhitzen) verwandt Bildung fester schwarzer Polonidfarben (Na 2 Po, MgPo, CaPo, ZnPo, HgPo, PtPo usw.) und Reaktion mit geschmolzenen Alkalien unter Bildung von Poloniden: 3Po + 6NaOH ® 2Na 2 Po + Na 2 PoO 3 + H 2 O. Polonium reagiert beim Erhitzen mit Chlor unter Bildung leuchtend gelber Kristalle von PoCl 4, mit Brom werden rote Kristalle von PoBr 4 erhalten, mit Jod reagiert Polonium bereits bei 40 °C unter Bildung von schwarzem flüchtigem Jodid PoI 4. Bekannt ist auch weißes Poloniumtetrafluorid PoF 4 . Beim Erhitzen zerfallen Tetrahalogenide zu stabileren Dihalogeniden, beispielsweise PoCl 4 ® PoCl 2 + Cl 2 . In Lösungen liegt Polonium in Form der Kationen Po 2+, Po 4+, Anionen PoO 3 2–, PoO 4 2– sowie verschiedener komplexer Ionen, beispielsweise PoCl 6 2–, vor.

Polonium gewinnen.

Polonium-210 wird durch Bestrahlung von natürlichem Wismut (es enthält nur 208 Bi) mit Neutronen in Kernreaktoren synthetisiert (zwischenzeitlich entsteht das betaaktive Isotop von Wismut-210): 208 Bi + n ® 210 Bi ® 210 Po + e. Bei der Bestrahlung von Wismut mit beschleunigten Protonen entsteht Polonium-208, das durch Sublimation im Vakuum vom Wismut getrennt wird – wie es M. Curie tat. In unserem Land wurde die Methode zur Isolierung von Polonium von Zinaida Vasilievna Ershova (1905–1995) entwickelt. 1937 wurde sie nach Paris an das Radium-Institut im Labor von M. Curie geschickt (damals geleitet von Irène Joliot-Curie). Aufgrund dieser Geschäftsreise nannten ihre Kollegen sie „die russische Madame Curie“. Unter der wissenschaftlichen Leitung von Z.V. Ershova wurde im Land eine dauerhafte, umweltfreundliche Produktion von Polonium geschaffen, die die Umsetzung des heimischen Programms zum Start von Mondfahrzeugen ermöglichte, bei dem Polonium als Wärmequelle genutzt wurde.

Langlebige Poloniumisotope haben aufgrund der Komplexität ihrer Synthese noch keine nennenswerte praktische Anwendung gefunden. Um sie zu erhalten, können Sie die Kernreaktionen 207 Pb + 4 He ® 208 Po + 3n, 208 Bi + 1 H ® 208 Po + 2n, 208 Bi + 2 D ® 208 Po + 3n, 208 Bi + 2 D ® 208 verwenden Po + 2n , wobei 4 He Alphateilchen, 1 H beschleunigte Protonen und 2 D beschleunigte Deuteronen (Deuteriumkerne) sind.

Verwendung von Polonium.

Polonium-210 sendet Alphastrahlen mit einer Energie von 5,3 MeV aus, die in fester Materie abgebremst werden, dabei nur Tausendstelmillimeter passieren und ihre Energie abgeben. Seine Lebensdauer ermöglicht die Nutzung von Polonium als Energiequelle in Kernbatterien von Raumschiffen: Um eine Leistung von 1 kW zu erreichen, reichen nur 7,5 g Polonium aus. In dieser Hinsicht ist es anderen kompakten „nuklearen“ Energiequellen überlegen. Eine solche Energiequelle funktionierte beispielsweise auf Lunokhod 2 und heizte die Ausrüstung während der langen Mondnacht. Natürlich nimmt die Leistung von Polonium-Energiequellen mit der Zeit ab – alle 4,5 Monate um die Hälfte, aber langlebigere Poloniumisotope sind zu teuer. Polonium eignet sich auch gut zur Untersuchung der Auswirkungen von Alphastrahlung auf verschiedene Substanzen. Als Alphastrahler wird Polonium gemischt mit Beryllium zur Herstellung kompakter Neutronenquellen verwendet: 9 Be + 4 He ® 12 C + n. Anstelle von Beryllium kann in solchen Quellen auch Bor verwendet werden. Es wurde berichtet, dass Inspektoren der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA) im Jahr 2004 ein Programm zur Poloniumproduktion im Iran entdeckten. Dies führte zu dem Verdacht, dass es in einer Berylliumquelle dazu verwendet werden könnte, mit Neutronen eine nukleare Kettenreaktion im Uran „auszulösen“, die zu einer nuklearen Explosion führt.

Polonium gilt bei Einnahme als einer der giftigsten Stoffe: Für 210 Po beträgt der maximal zulässige Gehalt in der Luft nur 40 Milliardstel Mikrogramm pro 1 m 3 Luft, d. h. Polonium ist 4 Billionen Mal giftiger als Blausäure. Der Schaden wird durch von Polonium emittierte Alphateilchen (und in geringerem Maße auch Gammastrahlen) verursacht, die Gewebe zerstören und bösartige Tumore verursachen. Poloniumatome können in der menschlichen Lunge durch den Zerfall des darin enthaltenen Radongases entstehen. Darüber hinaus kann Poloniummetall leicht winzige Aerosolpartikel bilden. Daher werden alle Arbeiten mit Polonium aus der Ferne in versiegelten Boxen durchgeführt.

Ilja Leenson

Chemie

Element Nr. 84 – Polonium – ist das erste Element, das nach der Entdeckung der Radioaktivität in das Periodensystem aufgenommen wurde. Es ist auch das erste (in der Reihenfolge der Ordnungszahlen) und leichteste Element, das keine stabilen Isotope hat. Es ist auch eines der ersten radioaktiven Elemente, die in der Weltraumforschung eingesetzt wurden.

Gleichzeitig ist Element Nr. 84 vielleicht eines der am wenigsten bekannten und am wenigsten beliebten radioaktiven Elemente. Zunächst blieb es im Schatten, überschattet vom Glanz des Radiums. Später wurde es, wie fast alle Materialien aus der Atom- und Weltraumforschung, nicht allzu sehr beworben.

Die Geschichte der Entdeckung des Elements Nr. 84 ist ziemlich bekannt. Es wurde von Pierre Curie und Maria Sklodowska-Curie entdeckt. Im Labortagebuch der Curies taucht das Symbol „Rho“ (eingeschrieben in Pierres Handschrift) erstmals am 13. Juli 1898 auf.

Einige Jahre nach dem Tod von Pierre Curie schrieb seine Frau und Mitautorin seiner beiden bemerkenswertesten Entdeckungen das Buch Pierre Curie. Dank dieses Buches erfahren wir aus erster Hand die Geschichte der Entdeckung von Polonium und Radium und lernen die Merkmale und Arbeitsprinzipien zweier herausragender Wissenschaftler kennen. Hier ist ein Auszug aus diesem Buch: „...Das von uns gewählte Erz war Pechblende, Uranerz, das in seiner reinen Form etwa viermal aktiver ist als Uranoxid... Die von uns verwendete Methode ist eine neue Methode der chemischen Analyse basierend auf Radioaktivität. Dabei wird die Radioaktivität aller isolierten Produkte mit den üblichen Mitteln der chemischen Analyse abgetrennt und unter geeigneten Bedingungen gemessen. Auf diese Weise können Sie sich ein Bild von den chemischen Eigenschaften des gewünschten radioaktiven Elements machen; Letzteres konzentriert sich in denjenigen Fraktionen, deren Radioaktivität mit fortschreitender Trennung immer größer wird. Wir konnten bald feststellen, dass die Radioaktivität überwiegend in zwei verschiedenen chemischen Fraktionen konzentriert war, und kamen zu dem Schluss, dass in der Harzmischung mindestens zwei neue Radioelemente vorhanden waren: Polonium und Radium. Wir berichteten über die Existenz des Elements Polonium im Juli 1898 und Radium im Dezember desselben Jahres ...“


Der erste Bericht über Polonium wurde am 18. Juli datiert. Es ist mit größter Zurückhaltung und Korrektheit geschrieben. Dort steht ein Satz: „Wenn die Existenz dieses neuen Metalls bestätigt wird, schlagen wir vor, es Polonium zu nennen, nach dem Heimatland eines von uns.“

Im Lateinischen bedeutet Polonia Polen.

„Polonium“ ist nicht der erste „geografische“ Name für ein Element. Zu diesem Zeitpunkt waren bereits Germanium, Ruthenium, Gallium und Scandium entdeckt worden. Dennoch ist dieser Name etwas Besonderes, er kann als Protestname betrachtet werden: Einen unabhängigen polnischen Staat gab es damals noch nicht. Polen war zersplittert und zwischen dem österreichischen, dem deutschen und dem russischen Reich aufgeteilt ...

In dem berühmten Buch „Marie Curie“, geschrieben von der jüngsten Tochter der Curies, Eva, wurde folgende Schlussfolgerung gezogen:

„Die Wahl dieses Namens zeigt, dass Marie, nachdem sie französische Physikerin geworden war, ihre Heimat nicht aufgab. Dies wird auch dadurch belegt, dass Marie das Manuskript in ihre Heimat schickte, bevor in den „Berichten der Akademie der Wissenschaften“ der Hinweis „Über eine neue radioaktive Substanz in der Zusammensetzung von Uraninit“ erschien, an Joseph Bogussky, den Leiter der Akademie der Wissenschaften das Labor des Museums für Industrie und Landwirtschaft, wo ihre ersten wissenschaftlichen Experimente durchgeführt wurden. Die Botschaft wurde in Swiatlo, einer monatlichen illustrierten Zeitschrift, fast zeitgleich mit ihrer Veröffentlichung in Paris veröffentlicht.
In der Volksrepublik Polen ist die Erinnerung an Marie Skłodowska-Curie heilig.

Ihr Geburtshaus wurde restauriert und das Warschauer Radiuminstitut ist nach ihr benannt.


Warum Radium und nicht Polonium?

Warum verschaffte Radium und nicht Polonium dem Ehepaar Curie weltweite Berühmtheit? Schließlich war das erste Element, das sie entdeckten, Element Nr. 84. Nach einem Jahr Arbeit hatten sie keinen Zweifel daran, dass im Uranteer zwei neue Elemente vorhanden waren. Aber diese Elemente machten sich nur durch Radioaktivität bemerkbar, und um alle und vor allem die Chemiker davon zu überzeugen, dass tatsächlich Entdeckungen stattgefunden hatten, war es notwendig, diese Aktivitäten zu isolieren und neue Elemente zumindest in Form einzelner Verbindungen zu gewinnen.

Alle radioaktiven Elemente und Isotope sind nun bekanntlich zu Familien zusammengefasst: Beim Zerfall verwandelt sich der Kern eines radioaktiven Atoms in den Atomkern eines anderen, Tochterelements. Alle Elemente radioaktiver Familien stehen in einem gewissen Gleichgewicht zueinander. Es wurde gemessen, dass in Uranerzen das Gleichgewichtsverhältnis von Uran zu Polonium 1,9-1010 beträgt und 0,2 mg Polonium mit einem Gramm Radium im Gleichgewicht sind. Das bedeutet, dass in Uranmineralien fast 4 Millionen Mal weniger Radium als in Uran enthalten ist und Polonium noch einmal 5.000 Mal weniger.

Die Curies kannten diese genauen Zahlen natürlich nicht. Dennoch trafen sie die einzig richtige Entscheidung, als sie erkannten, welch gigantische Arbeit vor ihnen lag, um neue Elemente zu isolieren. In dem bereits zitierten Buch über Pierre Curie heißt es: „Die nach einjähriger Arbeit erzielten Ergebnisse zeigten deutlich, dass Radium leichter zu isolieren ist als Polonium; Daher konzentrierten sich die Bemühungen auf Radium.“

Künstliches Polonium

Die Frage hier ist durchaus angebracht: Wenn Polonium wirklich ein äußerst seltenes und äußerst schwer zu findendes Element ist, wie viel kostet es dann, in unserer Zeit Polonium abzubauen? Wir haben keine genauen Zahlen, aber heute ist Element Nr. 84 nicht weniger zugänglich als Radium. Es ist wirklich schwierig, es aus Erz zu gewinnen, aber es gibt einen anderen Weg – die Kernfusion.

Heute wird Polonium auf zwei Arten hergestellt, wobei in beiden Fällen Wismut-209 das Ausgangsmaterial ist. In Kernreaktoren wird es mit Neutronenflüssen bestrahlt, und dann entsteht durch eine relativ einfache Kette von Kernumwandlungen das heute wichtigste Isotop des Elements Nr. 84 – Polonium-210:

209 83 Bi + 1 1 p -γ→ 210 83 Bi -β→ 210 84 Po.
Und wenn das gleiche Wismutisotop in eine andere wichtige Kernfusionsmaschine – ein Zyklotron – gegeben und dort mit Protonenströmen bombardiert wird, dann entsprechend der Reaktion

209 83 Bi + 1 0 n -γ→ 209 84 Po + 1 0 n.

Es entsteht das langlebigste Isotop des Elements Nr. 84.

Die erste Reaktion ist wichtiger: Polonium-210 ist für die Technik ein viel interessanteres Isotop als Polonium-209. (Zu den Gründen unten.) Darüber hinaus entsteht bei der zweiten Reaktion gleichzeitig mit Polonium Blei-209 – eine der am schwierigsten aus Polonium zu entfernenden Verunreinigungen.

Im Allgemeinen ist die Reinigung von Polonium und die Trennung aus einer Mischung mit anderen Metallen für die moderne Technologie keine besonders schwierige Aufgabe. Es gibt verschiedene Methoden zur Isolierung von Polonium, insbesondere elektrochemisch, wobei metallisches Polonium auf einer Platin- oder Goldkathode isoliert und anschließend durch Sublimation abgetrennt wird.

Polonium ist ein niedrig schmelzendes und relativ niedrig siedendes Metall; Sein Schmelz- und Siedepunkt liegen bei 254 bzw. 962 °C.


Grundlagen der Chemie

Es liegt auf der Hand, dass die derzeit fortschrittlichen Methoden zur Herstellung und Isolierung von Polonium erst nach einer gründlichen Untersuchung dieses seltenen radioaktiven Metalls möglich wurden. Und natürlich die Zusammenhänge. Die Grundlagen der Poloniumchemie wurden von ihren Entdeckern gelegt. In einem der Laborbücher des Curie-Ehepaars findet sich ein Eintrag aus dem Jahr 1898: „Nach der ersten Behandlung der Harzmischung mit Schwefelsäure fällt Polonium nicht vollständig aus und kann durch Waschen mit verdünnter SO 4 H 2 teilweise extrahiert werden (hier). und unten bleibt die chemische Indizierung des Originals erhalten). Im Gegensatz dazu ergeben zwei Behandlungen des Harzblende-Rückstands und eine Behandlung des deutschen [Erz-]Rückstands mit Carbonaten Carbonate, und SO 4 H 2 fällt den Wirkstoff vollständig aus dem in Essigsäure gelösten Carbonat aus.“

Später erfuhr man viel mehr über dieses Element. Wir erfuhren insbesondere, dass elementares Polonium, ein silberweißes Metall, in zwei allotropen Modifikationen existiert. Die Kristalle eines von ihnen – Niedertemperaturkristalle – haben ein kubisches Gitter und die anderen – Hochtemperaturkristalle – haben ein rhombisches Gitter.

Der Phasenübergang von einer Form zur anderen erfolgt bei 36 °C, bei Raumtemperatur liegt Polonium jedoch in einer Hochtemperaturform vor. Es wird durch seine eigene radioaktive Strahlung erhitzt. Vom Aussehen her ähnelt Polonium jedem gewöhnlichen Metall. In Bezug auf die Schmelzbarkeit – wie Blei und Wismut. Nach elektrochemischen Eigenschaften - für Edelmetalle. Laut optischen und Röntgenspektren - nur für sich. Und vom Verhalten in Lösungen her ähnelt es allen anderen radioaktiven Elementen: Durch ionisierende Strahlung werden in Polonium-haltigen Lösungen ständig Ozon und Wasserstoffperoxid gebildet und zersetzt.

Hinsichtlich der chemischen Eigenschaften ist Polonium ein direktes Analogon zu Schwefel, Selen und Tellur. Es weist Wertigkeiten von 2-, 2+, 4+ und 6+ auf, was für ein Element dieser Gruppe natürlich ist. Zahlreiche Poloniumverbindungen sind bekannt und recht gut untersucht, vom einfachen wasserlöslichen Oxid PoO 2 bis hin zu komplexen Komplexverbindungen. Letzteres sollte nicht überraschen. Die meisten Schwermetalle neigen zur Komplexbildung, und Polonium ist eines davon. Übrigens ist seine Dichte mit 9,4 g/cm 3 etwas geringer als die von Blei.

Eine sehr wichtige Studie über die Eigenschaften von Polonium für die Radiochemie im Allgemeinen wurde in den Jahren 1925–1928 durchgeführt. am Leningrader Radiuminstitut. Es war von grundlegender Bedeutung herauszufinden, ob radioaktive Elemente, die in verschwindend geringen Mengen in Lösungen vorkommen, eigene kolloidale Verbindungen bilden können. Die Antwort auf diese Frage – die Antwort ist positiv – wurde in der Arbeit „Zur Frage der kolloidalen Eigenschaften von Polonium“ gegeben. Sein Autor war I.E. Ein alter Mann, später ein berühmter Radiochemiker, korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR.


Polonium auf der Erde und im Weltraum

Für Menschen, die weit von Radiochemie und Kernphysik entfernt sind, wird die folgende Aussage seltsam erscheinen: Polonium ist heute ein viel wichtigeres Element als Radium. Die historischen Vorzüge des Letzteren sind unbestreitbar, aber das ist Vergangenheit. Polonium ist ein Element von heute und morgen. Dies gilt zunächst für das Isotop Polonium-210.

Insgesamt sind 27 Poloniumisotope mit Massenzahlen von 192 bis 218 bekannt. Es handelt sich sozusagen um eines der polyisotopischsten Elemente. Die Halbwertszeit des langlebigsten Poloniumisotops beträgt 209–102 Jahre. Daher gibt es in der Erdkruste natürlich nur radiogenes Polonium, und davon gibt es dort äußerst wenig - 2-10 * 14 %. Mehrere in der Natur vorkommende Poloniumisotope haben eigene Namen und Symbole, die ihren Platz in der radioaktiven Reihe bestimmen. Daher wird Polonium-210 auch Radium F (RaF), 211 Po – AcC, 2I2 Po – ThC, 214 Po – RaC, 215 Po – AcA, 216 Po – ThA und 218 Po – RaA genannt.

Jeder dieser Namen hat seine eigene Geschichte, sie sind alle mit den „Eltern“-Isotopen der einen oder anderen Atomsorte von Polonium verbunden, daher wäre es richtiger, sie nicht „Namen“, sondern „Patrononyme“ zu nennen. Mit dem Aufkommen des modernen Isotopenbezeichnungssystems gerieten die aufgeführten alten Namen nach und nach fast außer Gebrauch.

Das wichtigste Isotop, Polonium-210, ist ein reiner Alphastrahler. Die von ihm emittierten Teilchen werden im Metall abgebremst und vergeuden ihre Energie, wenn sie nur wenige Mikrometer durch das Metall wandern. Kernenergie übrigens. Aber Energie erscheint weder, noch verschwindet sie. Die Energie der Alphateilchen des Poloniums wird in Wärme umgewandelt, die beispielsweise zum Heizen genutzt werden kann und sich nicht so schwer in Strom umwandeln lässt.

Diese Energie wird sowohl auf der Erde als auch im Weltraum bereits genutzt. Das 210 Po-Isotop wird in den Kraftwerken einiger künstlicher Satelliten verwendet. Insbesondere flog er mit den sowjetischen Satelliten Kosmos-84 und Kosmos-90 über die Erde hinaus.

Reine Alphastrahler, allen voran Polonium-210, haben gegenüber anderen Strahlungsquellen mehrere offensichtliche Vorteile. Erstens ist das Alphateilchen ziemlich massereich und trägt viel Energie. Zweitens erfordern solche Emitter praktisch keine besonderen Schutzmaßnahmen: Die Durchdringungsfähigkeit und die Weglänge von Alphateilchen sind minimal. Es gibt dritte, vierte und fünfte, aber diese beiden Vorteile sind die wichtigsten.

Grundsätzlich sind Plutonium-238, Polonium-210, Strontium-90, Cer-144 und Curium-244 akzeptable Energiequellen für den Betrieb auf Raumstationen. Aber Polonium-210 hat einen wichtigen Vorteil gegenüber anderen konkurrierenden Isotopen – die höchste spezifische Leistung, 1210 W/cm 3 . Es setzt so viel Wärmeenergie frei, dass die Hitze die Probe schmelzen kann. Um dies zu verhindern, wird Polonium in eine Bleimatrix eingebracht. Die resultierende Legierung aus Polonium und Blei hat einen Schmelzpunkt von etwa 600 °C – viel höher als der der beiden Metallbestandteile. Die Leistung nimmt zwar ab, bleibt aber recht groß – etwa 150 W/cm 3 .

W. Corliss und D. Harvey, Autoren des Buches „Energy Sources from Radioactive Isotopes“, schreiben: „Wie jüngste Forschungen zeigen, kann 210 Po in bemannten Raumfahrzeugen eingesetzt werden.“ Als weiteren Vorteil von Polonium-210 nennen sie die Verfügbarkeit dieses Isotops. Im selben Buch heißt es, dass sich daraus gewonnenes Wismut und Polonium leicht durch Ionenaustausch trennen lassen. Der Polonium-Weltraumdienst steht also offenbar gerade erst am Anfang.

Und es ist ein guter Anfang. Das radioaktive Isotop Polonium-210 diente als Brennstoff für den auf Lunokhod 2 installierten „Ofen“. Die Nächte auf dem Mond sind sehr lang und kalt. 14,5 Erdentage lang hatte der Mondrover eine Temperatur von unter - 130 °C. Aber die ganze Zeit über musste der Instrumentenbehälter eine für komplexe wissenschaftliche Geräte akzeptable Temperatur aufrechterhalten.

Die Polonium-Wärmequelle wurde außerhalb des Instrumentenbehälters platziert. Polonium strahlte kontinuierlich Wärme aus; Doch erst als die Temperatur im Instrumentenraum unter den erforderlichen Grenzwert sank, begann das durch Polonium erhitzte Kühlgas in den Behälter zu strömen. In der restlichen Zeit wurde überschüssige Wärme in den Weltraum abgeleitet. Der Kernofen von Lunokhod-2 zeichnete sich durch völlige Autonomie und absolute Zuverlässigkeit aus. Es gibt jedoch Einschränkungen für Polonium-210. Seine relativ kurze Halbwertszeit – nur 138 Tage – stellt eine natürliche Grenze für die Lebensdauer Polonium-haltiger Radioisotopenquellen dar.

Ähnliche Geräte werden auf der Erde verwendet. Darüber hinaus sind Polonium-Beryllium- und Polonium-Bor-Neutronenquellen wichtig. Hierbei handelt es sich um versiegelte Metallampullen, die ein mit Polonium-210 beschichtetes Keramikpellet aus Borcarbid oder Berylliumcarbid enthalten. Der Neutronenfluss aus dem Kern eines Bor- oder Berylliumatoms erzeugt Alphateilchen, die von Polonium emittiert werden.

Solche Neutronenquellen sind leicht und tragbar, relativ sicher im Betrieb und sehr zuverlässig. Eine Messingampulle mit einem Durchmesser von 2 cm und einer Höhe von 4 cm – eine sowjetische Polonium-Beryllium-Neutronenquelle – produziert bis zu 90 Millionen Neutronen pro Sekunde.

Unter den anderen irdischen Angelegenheiten des Elements Nr. 84 sollte vielleicht seine Verwendung in Standard-Elektrodenlegierungen erwähnt werden. Diese Legierungen werden für Zündkerzen in Verbrennungsmotoren benötigt. Die von Polonium-210 emittierten Alphateilchen senken die zur Funkenbildung erforderliche Spannung und erleichtern so das Starten des Motors.

Sicherheitstechnik

Bei der Verarbeitung von Polonium ist besondere Vorsicht geboten. Vielleicht ist dies eines der gefährlichsten Radioelemente. Seine Aktivität ist so groß, dass es zwar nur Alphateilchen aussendet, man es aber nicht mit den Händen anfassen kann; die Folge sind Strahlenschäden an der Haut und möglicherweise am ganzen Körper: Polonium dringt recht leicht durch die Haut ein. Element Nr. 84 ist auch in einer Entfernung gefährlich, die die Weglänge von Alphateilchen überschreitet. Es kann schnell zu einem Aerosol werden und die Luft verunreinigen. Deshalb wird mit Polonium nur in versiegelten Boxen gearbeitet und die Tatsache, dass es nicht schwer ist, sich vor Poloniumstrahlung zu schützen, ist für jeden, der mit diesem Element zu tun hat, äußerst günstig.

Dem aufmerksamen Leser ist wahrscheinlich bereits aufgefallen, dass in diesem Artikel überall dort, wo die praktische Verwendung von Polonium thematisiert wird, nur ein Isotop auftaucht – mit der Massenzahl 210. Tatsächlich gibt es andere Isotope des Elements Nr. 84, darunter auch das langlebigste von ihnen - Polonium-209 werden derzeit nur zu Forschungszwecken verwendet, um die kernphysikalischen Eigenschaften dieser Isotope zu untersuchen und zu klären. Diese Isotope haben noch keine praktische Anwendung gefunden.

Zwar glauben viele Wissenschaftler, dass Polonium-208, ebenfalls ein reiner Alpha-Strahler, auch für die Energiegewinnung im Weltraum vielversprechend ist. Seine Halbwertszeit ist deutlich länger als die von Polonium-210 – 2,9 Jahre. Bisher ist dieses Isotop jedoch nahezu nicht verfügbar. Die Zukunft wird zeigen, wie lange es dauern wird, bis er nur noch vielversprechende trägt.

 


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