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Polonium-210

Polonium-210 Polonium-210 ist das in der Natur am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran -238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Polonium-210 hat eine physikalische Halbwertszeit von 138 Tagen. Es emittiert beim radioaktiven Zerfall Alphateilchen, wobei Blei-206 entsteht. Eine Gesundheitsgefährdung durch radioaktives Polonium kann nur eintreten, wenn das Radionuklid mit der Nahrung oder mit dem Trinkwasser durch Einatmen ( Inhalation ) oder über die Haut, beispielsweise über offene Wunden in den Körper aufgenommen wird. Die Mengen an natürlich aufgenommenem Polonium sind so gering, dass sie praktisch keine gesundheitlichen Auswirkungen zur Folge haben. Gesundheitlich bedenkliche Konsequenzen können daher praktisch nur bei unbeabsichtigter oder beabsichtigter (vorsätzlicher) Zufuhr von technisch erzeugtem Polonium auftreten. Polonium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 84. Es ist ein silbriges, radioaktives Metall, das sich in chemischen Reaktionen ähnlich verhält wie Tellur und Bismut. Stabile Polonium- Isotope gibt es nicht. In der Natur ist Polonium-210 das am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran -238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Im Mittel befinden sich in einer Tonne Erde ca. 0,0002 Mikrogramm ( µg ) Polonium (entspricht 2 x 10 -10 ppm ). Technisch wurde Polonium-210 ursprünglich über eine chemische Abtrennung aus Pechblende bzw. den Zerfallsprodukten des Radiums hergestellt. Dies ist jedoch sehr aufwendig. Heute lässt sich Polonium-210 einfacher künstlich herstellen, indem man Bismut im Kernreaktor mit Neutronen bestrahlt. Verwendung Verwendet wird Polonium-210 in Kombination mit Beryllium als Neutronenquelle, in Antistatikelektroden/-pinseln zur Elimination statischer Aufladungen, in hochempfindlichen optischen und mechanischen Messgeräten zur Elimination statischer Aufladungen und als leichtgewichtige, thermoelektrische Batterie in der Raumfahrt. Physikalische Eigenschaften Polonium-210 hat eine physikalische Halbwertszeit von 138 Tagen. Es emittiert beim radioaktiven Zerfall Alphateilchen, wobei Blei-206 entsteht. Die emittierten Alphateilchen haben zwar eine hohe Energie, jedoch nur eine geringe Reichweite. In Luft beträgt die Reichweite des Alphateilchens weniger als 4 Zentimeter, in menschlichem Gewebe ( z.B. auch in der Haut) weniger als 0,1 Millimeter. Aufnahme in den menschlichen Körper Eine Gesundheitsgefährdung durch radioaktives Polonium kann daher nur eintreten, wenn das Radionuklid in den Körper aufgenommen wird (Inkorporation). Dies kann geschehen durch Aufnahme mit der Nahrung oder mit dem Trinkwasser ( Ingestion ) durch Einatmen ( Inhalation ) oder über die Haut, beispielsweise über offene Wunden. Aufgrund des natürlichen Vorkommens nimmt der Mensch über die genannten Wege pro Jahr durchschnittlich 58 Bq Polonium-210 auf. Für Raucher erhöht sich die Menge des über die Lunge aufgenommenen Polonium-210 aufgrund des natürlichen Gehaltes im Tabak. Zwischenprodukte der Uran -Radium-Zerfallsreihe können sich auf Tabakblättern ablagern oder über die Wurzeln in die Tabakpflanze aufgenommen werden. Durch deren radioaktiven Zerfall entsteht Polonium-210. Eine Zigarette enthält demnach etwa 9 bis 15 mBq Polonium-210. Gesundheitliche Wirkungen Da Polonium-210 eine sehr energiereiche Alpha-Strahlung aussendet, besitzt es eine hohe Radiotoxizität ; seine chemische Toxizität ist um Größenordnungen geringer und spielt daher bei der gesundheitlichen Bewertung keine Rolle. Nach Aufnahme des Poloniums durch Nahrung oder Trinkwasser wird ein großer Teil (50-90 % ) auf direktem Weg über den Verdauungstrakt ausgeschieden. Der restliche Teil, der im Magen-Darm-Trakt ins Blut aufgenommen wird, verteilt sich - ebenso wie auch das über die Lunge aufgenommene Polonium - im gesamten Körper. Dabei beträgt die biologische Halbwertzeit von Polonium-210 im Körper 50 Tage. Das heißt: Nach 50 Tagen befindet sich noch 50 Prozent der aufgenommenen Poloniummenge im Körper. Der Rest wird sukzessive über Urin und Fäzes ausgeschieden. Letztendlich ist die gesundheitliche Wirkung des Polonium-210 von der aufgenommenen Menge abhängig. So sind die oben genannten Mengen an natürlich aufgenommenem Polonium so gering, dass sie praktisch keine gesundheitlichen Auswirkungen zur Folge haben. Eine Abschätzung ergibt, dass ca. 833 Bq Polonium-210 pro Jahr über die Nahrung (also durch Ingestion ) bzw. 303 Bq Polonium-210 pro Jahr über die Lunge (also über Inhalation ) aufgenommen werden müssten, um im Bereich der effektiven Folgedosis von 1 Millisievert ( mSv ) pro Jahr zu liegen. Gesundheitlich bedenkliche Konsequenzen können daher praktisch nur bei unbeabsichtigter oder beabsichtigter (vorsätzlicher) Zufuhr von technisch erzeugtem Polonium auftreten. In diesem Zusammenhang ist der mysteriöse Tod des früheren Geheimdienstoffiziers Alexander Litwinenko am 23. November 2006 zu nennen, in dessen Körper sehr hohe Aktivitäten an Polonium-210 nachgewiesen wurden. Aus Abschätzungen ist bekannt, dass die Aufnahme von etwa 20 MBq (20 Millionen Bq ) Polonium-210 innerhalb von wenigen Tagen zum Tod führen kann. Aufgrund der sehr hohen spezifischen Aktivität von Polonium-210 (1,67×10 14 Bq/g ) entspricht diese Aktivität in Gramm ausgedrückt einer sehr geringen Menge ( ca. 0,1 µg ) Polonium-210. Nachweismöglichkeiten Weil durch Polonium-210 nur Alphastrahlung ausgesendet wird, kann es nicht mit einem Ganzkörperzähler nachgewiesen werden. Für den Nachweis einer Inkorporation ist es daher notwendig, Stuhl- oder Urinproben zu untersuchen. In Urinproben ist der Nachweis einfacher als in Stuhlproben. Die Nachweisgrenze für Polonium-210 im Urin ist so niedrig, dass es bereits weit unterhalb gesundheitsrelevanter Auswirkungen möglich ist, Polonium im Körper nachzuweisen. Literatur Oeh, U., Li, W.B., Gerstmann, U., Giussani, A., H.G. Paretzke (2007): Hintergrundinformationen zu Polonium-210 und Betrachtungen zur Biokinetik und internen Dosimetrie vor dem Hintergrund des Falls Litwinenko. In: Bayer, A., Faleschini, H., Krüger, S., Strobl, Chr. (Eds.), Vorkehrungen und Maßnahmen bei Radiologischen Ereignissen, Publikationsreihe Fortschritte im Strahlenschutz, Fachverband für Strahlenschutz, TÜV Media GmbH , Köln, 70-81 Steiner, M., Hiersche, L., Poppitz-Spuhler, A., Ridder, F. (2007): Tabakrauch – die tägliche Dosis Polonium-210. In: Umweltmedizinischer Informationsdienst, ISSN 1862-4189 Stand: 08.04.2026

HGW50: Substratgruppe Untergrund

Hintergrundwerte beschreiben die typischen Konzentrationen eines Stoffes oder einer Stoffgruppe im Boden. Bei den meisten anorganischen Stoffen wird der natürliche (geogene) Grundgehalt maßgeblich durch das Ausgangssubstrat der Bodenbildung bestimmt. Zusätzlich beeinflussen anthropogene Einträge die Stoffgehalte, wobei das Verhältnis zwischen geogenem und anthropogenem Anteil je nach Element stark variiert. Hintergrundwerte werden daher substrat-, nutzungs,- und horizontbezogenen aufgestellt. Die Hintergrundwerte werden hier auf den Geometrien der BFD50 über die Zuordnung zu Substratgruppen dargestellt. Dabei wird zwischen den Gehalten im Oberboden, Unterboden und Untergrund unterschieden, sodass 3 Layer zur Verfügung stehen. In jeder dieser Darstellung werden die Hintergrundwerte der anorganischen Elemente für das ausgewählte Polygon als Pop-up für die jeweilige Substratgruppe ausgelöst. Die Hintergrundwerte können anschließend, nach Nutzungsart gegliedert (falls für diese Substratgruppe verfügbar), per Klick auf die entsprechende Schaltfläche als Datentabellen aufgerufen werden. Es werden der Median (P50, mittlerer Hintergrundgehalt), das 90. Perzentil (P90, Obergrenze des typischen Hintergrundgehalts), sowie die Perzentile P10, P25, P75 und der Stichprobenumfang (Anzahl) als statistische Kenngrößen aufgeführt. Da ein Stichprobenumfang von mindestens 20 als Voraussetzung für statistisch belastbare Aussagen gilt, werden Stichproben mit n < 10 nicht angezeigt. Stichproben mit einer Größe von 10 bis < 20 werden kursiv gekennzeichnet und sind ausschließlich als unverbindliche Information zu verstehen. Alle Angaben erfolgen in mg/kg und sind auf maximal zwei Nachkommastellen begrenzt.

Hintergrundwerte von anorganischen Stoffen in Böden in Deutschland 1:1.000.000 (WMS)

Web Map Service (WMS) zur Karte der Hintergrundwerte von anorganischen Stoffen in Böden in Deutschland. Durch die LABO wurden 2017 für 16 Elemente neue, bundesweite Hintergrundwerte veröffentlicht. Sie beruhen auf Profilinformationen und Messdaten von Königswasserauszügen, die durch die BGR zusammengeführt und homogenisiert wurden. Daten mit hohen Bestimmungsgrenzen wurden nach bestimmten Kriterien von der weiteren Auswertung ausgeschlossen, damit die Bestimmungsgrenzen nicht die Hintergrundwerte beeinflussen. Um die Hintergrundwerte nicht durch Regionen mit hoher Stichprobendichte überproportional beeinflussen zu lassen, wurde in Teilen eine räumliche Ausdünnung durchgeführt. Die Werte mehrerer Horizonte eines Standortes wurden durch tiefengewichtete Mittelwerte zu einem Wert zusammengezogen. Zur Auswertung wurden die vorhandenen Messwerte verschiedenen Gruppen von Bodenausgangsgesteinen zugeordnet. Zudem wurde unterschieden, ob die Proben im Oberboden, im Unterboden oder im Untergrund genommen wurden. Bei den Oberböden wurde bei der Auswertung auch die unterschiedliche Nutzung (Acker, Grünland, Forst) berücksichtigt. Lockergesteine wurden aufgrund ihrer unterschiedlichen Zusammensetzung getrennt nach Nord- und Süddeutschland ausgewertet. Durch die Aufteilung der Daten in Teilkollektive wurden nicht in allen Fällen verlässliche Fallzahlen erreicht, sodass nur Hintergrundwerte mit Fallzahlen ?20 dargestellt werden. Das genaue Vorgehen bei der Ableitung ist dem Bericht der LABO-Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Bodenschutz (2017): 'Hintergrundwerte für anorganische und organische Stoffe in Böden', 4. überarbeitete und ergänzte Auflage, zu entnehmen.

Elementkarte der Digitalen Lithogeochemischen Karte von Bayern 1:25.000 (dLGK25) - Beryllium (P50)

Die Elementkarte stellt die räumliche Verteilung der klassifizierten Gehalte des 50. Perzentils von Beryllium (in mg/kg) innerhalb der 184 geochemischen Gesteinseinheiten in Bayern dar. In die Auswertung gehen dabei nur die Daten der ersten (von maximal drei) Lithologien einer geochemischen Gesteinseinheit ein. Für Informationen im Hinblick auf die Auswertung der Daten sowie auf die kartenmäßige Darstellung wird auf die Metadaten der digitalen Lithogeochemischen Karte 1:25 000 von Bayern (dLGK25) verwiesen.

Elementkarte der Digitalen Lithogeochemischen Karte von Bayern 1:25.000 (dLGK25) - Beryllium (P90)

Die Elementkarte stellt die räumliche Verteilung der klassifizierten Gehalte des 90. Perzentils von Beryllium (in mg/kg) innerhalb der 184 geochemischen Gesteinseinheiten in Bayern dar. In die Auswertung gehen dabei nur die Daten der ersten (von maximal drei) Lithologien einer geochemischen Gesteinseinheit ein. Für Informationen im Hinblick auf die Auswertung der Daten sowie auf die kartenmäßige Darstellung wird auf die Metadaten der digitalen Lithogeochemischen Karte 1:25 000 von Bayern (dLGK25) verwiesen.

HGW50: Substratgruppe Oberboden

Hintergrundwerte beschreiben die typischen Konzentrationen eines Stoffes oder einer Stoffgruppe im Boden. Bei den meisten anorganischen Stoffen wird der natürliche (geogene) Grundgehalt maßgeblich durch das Ausgangssubstrat der Bodenbildung bestimmt. Zusätzlich beeinflussen anthropogene Einträge die Stoffgehalte, wobei das Verhältnis zwischen geogenem und anthropogenem Anteil je nach Element stark variiert. Hintergrundwerte werden daher substrat-, nutzungs,- und horizontbezogenen aufgestellt. Die Hintergrundwerte werden hier auf den Geometrien der BFD50 über die Zuordnung zu Substratgruppen dargestellt. Dabei wird zwischen den Gehalten im Oberboden, Unterboden und Untergrund unterschieden, sodass 3 Layer zur Verfügung stehen. In jeder dieser Darstellung werden die Hintergrundwerte der anorganischen Elemente für das ausgewählte Polygon als Pop-up für die jeweilige Substratgruppe ausgelöst. Die Hintergrundwerte können anschließend, nach Nutzungsart gegliedert (falls für diese Substratgruppe verfügbar), per Klick auf die entsprechende Schaltfläche als Datentabellen aufgerufen werden. Es werden der Median (P50, mittlerer Hintergrundgehalt), das 90. Perzentil (P90, Obergrenze des typischen Hintergrundgehalts), sowie die Perzentile P10, P25, P75 und der Stichprobenumfang (Anzahl) als statistische Kenngrößen aufgeführt. Da ein Stichprobenumfang von mindestens 20 als Voraussetzung für statistisch belastbare Aussagen gilt, werden Stichproben mit n < 10 nicht angezeigt. Stichproben mit einer Größe von 10 bis < 20 werden kursiv gekennzeichnet und sind ausschließlich als unverbindliche Information zu verstehen. Alle Angaben erfolgen in mg/kg und sind auf maximal zwei Nachkommastellen begrenzt.

HGW50: Substratgruppe Unterboden

Hintergrundwerte beschreiben die typischen Konzentrationen eines Stoffes oder einer Stoffgruppe im Boden. Bei den meisten anorganischen Stoffen wird der natürliche (geogene) Grundgehalt maßgeblich durch das Ausgangssubstrat der Bodenbildung bestimmt. Zusätzlich beeinflussen anthropogene Einträge die Stoffgehalte, wobei das Verhältnis zwischen geogenem und anthropogenem Anteil je nach Element stark variiert. Hintergrundwerte werden daher substrat-, nutzungs,- und horizontbezogenen aufgestellt. Die Hintergrundwerte werden hier auf den Geometrien der BFD50 über die Zuordnung zu Substratgruppen dargestellt. Dabei wird zwischen den Gehalten im Oberboden, Unterboden und Untergrund unterschieden, sodass 3 Layer zur Verfügung stehen. In jeder dieser Darstellung werden die Hintergrundwerte der anorganischen Elemente für das ausgewählte Polygon als Pop-up für die jeweilige Substratgruppe ausgelöst. Die Hintergrundwerte können anschließend, nach Nutzungsart gegliedert (falls für diese Substratgruppe verfügbar), per Klick auf die entsprechende Schaltfläche als Datentabellen aufgerufen werden. Es werden der Median (P50, mittlerer Hintergrundgehalt), das 90. Perzentil (P90, Obergrenze des typischen Hintergrundgehalts), sowie die Perzentile P10, P25, P75 und der Stichprobenumfang (Anzahl) als statistische Kenngrößen aufgeführt. Da ein Stichprobenumfang von mindestens 20 als Voraussetzung für statistisch belastbare Aussagen gilt, werden Stichproben mit n < 10 nicht angezeigt. Stichproben mit einer Größe von 10 bis < 20 werden kursiv gekennzeichnet und sind ausschließlich als unverbindliche Information zu verstehen. Alle Angaben erfolgen in mg/kg und sind auf maximal zwei Nachkommastellen begrenzt.

GWB: Beryllium

Darstellung von Beryllium

Phasenbeziehungen im System BeO-SiO2-AlO3

Es soll die Konzentration des Berylliums in Gesteinen und Boeden untersucht werden und daraus auf das Auftreten von eigenen Berylliumphasen, auch bei diagenetischen, metamorphen und magmatischen Vorgaengen geschlossen werden. Z.Zt. liegt das Hauptgewicht auf der experimentellen Untersuchung der Stabilitaetsbeziehungen im System BeO-SiO2-Al2O3; in diesem treten die meisten berylliumhaltigen Phasen auf.

Ocean Drilling Program / Deep Sea Drilling Project - Bestimmung der Transportwege von 10Be in der Wassersäule im Südpolarmeer, Sites 1089 und 1093, ODP Leg 177

Die geplanten Untersuchungen an den Sedimentkernen 1089 und 1093 des ODP Leg 177 aus dem Südpolarmeer sollen Aufschluss über Änderungen der Paläoproduktivität, des Sauerstoffgehalts des Bodenwassers, der 10Be Transport- und Sedimentationsprozesse geben, sowie eine 10Be-Stratigraphie liefern. Die vorgenommenen Arbeiten beinhalten: a) die Bestimmung der 231Paex/230Thex Verhältnisse für die letzten 150 ka; b) die Modellierung des diagenetischen Verhaltens von Mangan, Eisen und Uran im Sediment und c) die Erstellung von 10Be Tiefenprofilen. Mittels der 231Paex/230Thaex Verhältnisse soll die Paläoproduktivität im Südpolarmeer und die damit in Verbindung stehende Veränderung der geographischen Lage der Antarktischen Polarfrontzone untersucht werden. Die Lokationen der zu untersuchenden Sedimentkerne wurden so gewählt, dass sie sich nördlich und südlich der heutigen Polarfrontzone befinden. Die Modellierung des diagenetischen Verhaltens von Mangan, Eisen und Uran (234U, 238U) in der Sedimentsäule liefert Rückschlüsse auf Diagenese, den Sauerstoffgehalt des Bodenwassers und den Fluss von organischem Material ins Sediment. Die 10Be Stratigraphie dient der Überprüfung der Magnetostratigraphie, wobei sie eine höhere zeitliche Auflösung für die letzten 800 ka liefert. Der Vergleich der 10Be Depositionsflußdichte mit dem atmosphärischen Eintrag lässt Rückschlüsse auf Zeiten von erhöhtem oder erniedrigtem Eintrag von Trägermaterial (terrigen/biogen) zu. Der terrigene Anteil kann durch die Bestimmung der 9Be Konzentrationen ermittelt werden.

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