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Einige interessante Hintergrundinformationen zu Polonium, die ich heute erhalten habe:

Das Element Polonium kommt in messbarer Menge nur als das Isotop 210 in der Natur vor. Von den festen Elementen ist es im Mittel in der Erdkruste, also bis 16 km Tiefe, das seltenste mit 1,5 x 10e-15 % . In der Zerfallsreihe von Uran (hier 238-U) befinden sich im Gleichgewicht für 1 Tonne Uran jeweils 100 Milligramm 226-Radium und in der nachfolgenden Zerfallskette nur 73 Mikrogramm 210-Polonium. Das bedeutet, dass man bei einer (idealisierten) mittleren Elementeverteilung eine Fläche eines Fußballfeldes (100 x 200 m) 2 m tief ausheben und das ganze Material auf Polonium verarbeiten müsste, um auch nur 1 mg dieses Elementes zu gewinnen. Historisch ist es trotz seiner Seltenheit wegen der intensiven Alphastrahlung noch vor dem Radium 1898 von Madame Curie in Rückständen der Uranpechblende entdeckt worden.
Polonium ist ein um etwa das 4200 fache stärkerer Alphastrahler als Radium. Während schon das Radium bis zur Entdeckung der Kernspaltung eher eine Laboratoriumskuriosität war (es gab bis 1938 weltweit gerade mal 750 g abgetrenntes Radium), war das Polonium, das in der Reihe der Chalkogenide (Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur, Polonium) das schwerste Element ist, noch viel seltener. Mit einem je nach chemischem Umfeld im alkalischen Bereich nichtmetallischem bis zum stark sauren Bereich metallähnlichen Charakter ist es im Reaktionsverhalten dem Wismut am ähnlichsten. Mit seiner vergleichsweise hohen Alphaenergie von 5,304 MeV und der feinen Verteilung in kleinste Partikel, wie das aus seinem chemischen Charakter zu erklären ist, führt der Alpha-Rückstoß zu einer raschen diffusiven Verteilung, so daß es nur in geschlossenen Systemen oder durch die kohäsive Wirkung großer Oberflächenspannungen von Lösungen oder Gläsern zusammengehalten werden kann.
Die Wege von Polonium in der Natur sind von den Wegen des Urans vorbestimmt. Uran ist in der Erdkruste mit 2 x 10e-3 % häufiger als Silber, aber ungleich zu diesem auf Grund seiner chemischen Natur sehr weit verteilt und damit nur in wenigen Erzkörpern angereichert. Die relativ hohe chemische Stabilität der Pechblende in primären Uranerzen bedingt, dass die in ihr entstehenden radioaktiven Zerfallsprodukte nur spurenweise um das Erz herum verteilt werden. Einzige Ausnahme in der Zerfallsreihe ist das gasförmige 222-Radon, das unterirdische Erzkörper an der Erdoberfläche signalisieren kann und in der erdnahen Atmosphäre in wechselnden Mengen überall vorkommt und wegen seiner Alphastrahlung einen Teil der uns von der Natur zugemessen Belastung an ionisierender Strahlung ausmacht.

Werden jedoch Uranerze in tieferen geologischen Schichten durch saure oder alkalische Wässer unter höherem Druck und bei den dort herrschenden entsprechend hohen Temperaturen angeströmt, dann löst sich das Uran vorzugsweise in seiner 6-wertigen Form und kommt so z.B. bei untermeerischen Lösungsausbrüchen (”Black Smoker”) aus Spalten zusammen mit einer Reihe anderer Schwermetalle in das umgebende Meerwasser.
Man muss heute annehmen, dass es gerade diese Bereiche im Meer waren, an denen das Leben – noch in Abwesenheit von Sauerstoff in Form der anaeroben Lebenszyklen – seinen Anfang nahm. Für die Weitergabe der Bauprinzipien des Lebens ist die aus Eiweißbestandteilen aufgebaute Doppelhelix essentiell, die ihrerseits Phosphatasen zur Bildung und Verkettung benötigt. Die Konzentration von Phosphor, der ja im Mittel sogar häufiger als Kohlenstoff in der Erdkruste vorkommt, an diesen Heißwasseraustritten war – wie bei allen vulkanischen Stoffströmen – für den Lebensprozess auskömmlich hoch, jedenfalls höher als im Durchschnitt. Die Beibehaltung des Bauprinzips des Lebens im übrigen Ozean war deswegen nicht so einfach, weil die durchschnittliche Phosphorkonzentration dort nur 1 ppm beträgt. Daher musste dieser „Mangel“ in der Nahrungskette sorgfältig bewahrt und weitergegeben werden, was sich in der hohen Anhäufung von Phosphor in abgestorbenen Resten aus dem Biozyklus z.B. im Sapropel zeigen lässt.
Die im Meer als 6-wertiges Uran salzarig gelösten Anteile haben bei Kontakt mit reduzierenden Stoffströmen (Öl, Sapropel, Knochen u.a.) die Eigenart, zu vierwertigem und damit völlig unlöslichem Uran festgehalten zu werden, womit sie (gleich fast allen sekundären Uranvorkommen) hier in den Phosphaten eingelagert wurden, die wir heute als natürliche Phosphatlager (z.B. Algierphosphat) als Apatit bergmännisch gewinnen und mit Schwefelsäure als primäres Phosphat löslich und düngerwirksam aufschließen.
Natürliche Phosphate enthalten zwischen 600 und 1200 ppm Uran und seine Folgeprodukte. In manchen Phosphatdünger-Fabriken wird daher bereits heute das Uran als Nebenprodukt gewonnen. Wegen des kostenmäßig billigsten Aufschlussmittels Schwefelsäure ist das dort enthaltene Radium als unlösliches Sulfat eingebunden. Ebenso enthält das Superphosphat in der Form von Gips den für manche Pflanzen günstigen Schwefel als „Dünger“. Unter den Kulturpflanzen sind das neben Radieschen u.a. alle Tabaksorten.

Untersuchungen zeigen, dass Pflanzen metallische Spurenelemente bei der Aufnahme nicht immer nach dem Element, sondern nach dessen chemischen Eigenschaften sortieren. So nimmt z.B. aufwachsender Hafer statt Zink ebenso ungefährdet Cadmium auf, was dann aber für den Menschen ungleich schädlicher ist. Tabak scheint unter den Chalkogeniden ebenso wenig zu wählen, so daß er mit dem Schwefel allfällig vorhandene höhere Chalkogenide über Selen und Tellur bis zum Polonium in das Pflanzengerüst einbaut. Das letztere ist in der Pflanze besonders durch seine chemischen Eigenschaften festgelegt und wird erst bei der Zerstörung der biologischen Substanz wieder freigesetzt. Daher kommt es, dass der vorzugsweise mit Superphosphat gedüngte Tabak als Poloniumsammler gilt, wobei etwa ein Drittel der Schadwirkung von Tabakrauch der Inhalation von Polonium über den Rauch als Feinstaubträger angelastet wird.
Diese Eigenart von Tabak hatte auch schon skurrile Nebenwirkungen. Es ist üblich, nach der Blatternte von Tabak die Pflanzenreste auf den Feldern zu verbrennen, worauf wegen des hohen Restgehaltes der Asche an düngewirksamen Stoffen diese auch für Nachbarkulturen wie z B. Spargeln verwendet wird. So auch geschehen irgendwo in der Rheinebene in den 60er Jahren. Mit dem Anlaufen der Plutoniumverarbeitung damals im Kernforschungszentrum Karlsruhe war es Sorgfaltspflicht, alle Mitarbeiter routinemäßig im Monatsabstand durch Analyse von Urinproben auf allfällige Plutoniuminkorporation zu untersuchen. Irgendwann im Juni wurde von der medizinischen Abteilung Alarm gegeben, weil plötzlich bei zwanzig der damals etwa 100 Beschäftigten angeblich Plutonium im Urin gefunden wurde, dabei allerdings auch bei Büropersonal, das mit der Hantierung von Plutonium nichts zu tun hatte. Erst nach Tagen konnte nachgewiesen werden, dass es sich um kleine Mengen Polonium der „Spargelesser“ gehandelt hatte, da die beiden zu messenden Alphaenergien (5,304 MeV bei 210-Polonium gegen 5,147 MeV bei 239-Plutonium) nur 3% auseinander liegen und messtechnisch schwer zu trennen waren.

Genau genommen sind wir Poloniumspuren eigentlich immer und überall ausgesetzt. Es ist die besondere Eigenart starker Strahler wie der des Poloniums, durch die dabei entstehenden elektrischen Ladungen an allen verfügbaren Oberflächen angelagert zu werden. Das ist einerseits von Vorteil, wie z. B. die Messung jedes beliebigen Feinfilters eines Hausstaubsaugers zeigen kann. Der zeigt mit etwa einer Stunde Halbwertszeit eine messbare Beladung mit festen alpha-aktiven Nukliden aus dem Zerfall des überall vorhandenen Radons an, worunter neben Blei-210 auch sehr kleine Mengen Polonium-210 gefunden werden. Unterstellt man z.B. den schon relativ hohen Radon-Richtwert der ICRP-empfehlung 2005 von 600 Bq/m3 und einem Durchsatz des Staubsaugers von insgesamt 10 m3, dann fänden sich auf dem Filter u.a. rund 20 Bq Polonium. Atmete man dann parallel dazu forciert so um die 3 m3/Stunde, so entspräche die gesamte Lungendeposition maximal 1 Millionstel der tödlichen Poloniummenge und ist somit zu vernachlässigen. Der Nachteil der Flächenadsorption ist aber, dass auch andere in der Luft vorhandene Feinstäube, wenn sie in der Lunge deponiert werden, das etwa vorhandene Polonium dorthin mit transportieren und dort ablagern. Messungen an Lungengewebe von Uran-Bergarbeitern zeigen daher besonders viel Blei-210 und Polonium 210, wenn dieselben auch noch Raucher waren.

Größere Poloniummengen selbst im Milligrammmaßstab waren aber bis in die 50er Jahre eher eine Laboratoriumskuriosität. Gerade wegen seiner hohen Alpha-Aktivität war Polonium aber in der Anfangszeit der Atombombenentwicklung sehr gesucht. Schon wenige mg ergeben im Gemisch mit Beryllium eine starke Neutronenquelle, die den Ablauf der Kernspaltung beschleunigt. Reste zusammen mit dem Mutternuklid 210-Pb, soweit es aus der Radiumzerfallskette stammt, gibt, bzw. gab es wahrscheinlich in allen Nuklearwaffenstaaten. Aus früheren Falloutanalysen oberirdischer Atombombenversuche ist es für England und Russland bis in die 60er Jahre, für China bis1980 nachgewiesen. Erst später hat man primitive Zündvorrichtungen auf 241-Americium umgestellt, während moderne Kernwaffen stattdessen nur noch hochspannungsbetriebene Neutronenbeschleuniger verwenden.
Um reines Polonium in messbaren Mengen herzustellen, musste man ursprünglich aus den Zerfallsprodukten des Radiums am besten über die Abtrennung der gasförmigen Radiumemanation (222 Ra) und das einzige einigermaßen stabile Zwischenprodukt 210-Blei das Polonium chemisch abtrennen, was durch chemische Fällreaktionen über die unterschiedliche Säurelöslichkeit der Sulfide gelingt. Da bei der Abtrennung von Uran aus den Erzen Radiumhaltige Abfälle anfallen, die normalerweise deponiert werden müssen, kann man dort ansetzen und diese mit Salzsäure auslaugen und dann – wenn auch aufwendig – aus den sauren Restlösungen über Sulfidfällung Blei-Polonium-Konzentrate als Vorprodukte gewinnen. Es ist vorstellbar, dass es solche Abtrenneinrichtungen für Polonium in Kernwaffenländern immer noch gibt, die aber derzeit für Waffenzwecke überholt sind und daher kaum noch genutzt werden.
Der zweite Weg führt über die Bestrahlung von Wismut im thermischen Neutronenfluss. Nach: (209 Bi + n = 210 Bi, -ß -> 210 Po) entsteht – wenn auch mit geringer Ausbeute nach einigen 10 Milligrammen pro Tonne Wismut und Jahr – das 210-Polonium. (Das daneben auch noch entstehende Wismut 210 als Alphastrahler mit 3×10e6 Jahren Halbwertszeit ist nur eine nachgeordnete Verunreinigung.)
Ein weiterer ebenso aufwendiger Weg wäre über die Protonen-Bestrahlung von Wismut direkt zu Polonium möglich. Von Russland wird berichtet, dass die entsprechenden eigens für Poloniumgewinnung betriebenen thermischen Reaktoren vor 2 Jahren stillgelegt wurden. Dem widerspricht aber der Umstand, dass jährlich angeblich etwa 8 g Polonium von Russland offiziell an die USA verkauft werden, wo sie hauptsächlich zur Herstellung von Antistatikelektroden verwendet werden. Diese sind vor allem für schnellaufende Druckmaschinen nach dem Xerox-Prinzip notwendig, das ja mit elektrostatischen Flächenteilladungen arbeitet und wo daher statische Vorladungen der Stoffe oder des Papiers abgeleitet werden müssen. Quelle für dieses Polonium sind jetzt wohl die Kühlmittel der Blei-Wismut-gekühlten Reaktoren (u.a. Russische U-Boote der A-Klasse), die von Zeit zu Zeit u.a. durch Überhitzen der enthaltenen Legierung unter Wasserstoff (Poloniumhydrid-Ausgasung) und Abscheidung des Poloniums an Silberoberflächen gereinigt werden.
Daher steht es weiterhin in kleinen Mengen zur Verfügung. Seine Weitergabe, u.a. an US-Firmen, soll aber streng überwacht sein und neben der Universität Moskau haben nur noch drei militärische Institutionen darüber Verfügungsgewalt. Es gibt allerdings nicht ganz unbegründete Zweifel an der Lückenlosigkeit der Überwachung von Radionukliden, da im Westen immer wieder einmal von dubiosen Händlern starke Strahler zu stark überhöhten Preisen als Schwarzmarktware angeboten werden.

210-Polonium zerfällt als reiner Alphastrahler zu 206-Blei. Alphastrahler haben zwar eine sehr hohe Energie, aber nur eine sehr kleine Reichweite. In Luft sind das weniger als 4 cm, in menschlichem Gewebe keine Zehntelmillimeter. Man kann sie also an einem Vergifteten (die vermutlich angewandte tödliche Dosis soll das mehrhundertfache der tödlichen Dosis von Bruchteilen eines mikrogramms gewesen sein) von außen selbst in dieser Überdosis nicht nachweisen. Es gibt zwar eine relativ seltene Gammastrahlung von 0,8 MeV, die aber von Röntgen- oder Zählgeräten wegen ihrer hohen Energie der kosmischen Höhenstrahlung zugerechnet würde und damit subtraktiv durch die Messung fiele.
Weil der Zeitpunkt der Poloniumherstellung und der des Mordes nicht aufeinander abgestimmt sein muß, würde man für ein langfristig wirksames Gift die Anwesenheit des längerlebigen Mutternuklids Blei-210 benötigen. Es kann aber ebenso sein und ist nach heutigen Erkenntnissen wahrscheinlicher, dass das Polonium aus der kommerziell und gesichert nach USA verkaufbaren Menge frisch abgezweigt wurde. Den Overkill durch die hohe angewandte Dosis könnte man damit begründen, dass der Ermordete, hätte er die Inkorporation bemerkt, durch entsprechende sofort eingeleitete medizinische Maßnahmen wie z.B. die Dekorporation mit komplexierenden Mitteln (Zn-EDTA, wie bei anderen Inkorporationen von Actiniden bewährt) noch hätte gerettet werden können, was aber bei einer solchen Überdosis unmöglich ist.
Die Vergiftung mit den relativ großen Mengen bei diesem Mord erfolgt über den Verdauungstrakt, die Nieren und die Leber, deren Zellen durch die massiven Alphastrahlen zerstört werden. Daher das Gelbsuchtgesicht des Mordopfers. Ein Bruchteil der Menge (0,38 bis 0,7 Mikrogramm werden angegeben) würde zunächst keine sichtbaren Folgen haben, aber über den Verdauungsweg Niere-Leber-Blut im Knochen verbleiben und dort die blutbildenden Zentren zerstören, was zu Leukämie ohne Heilungschancen führen würde.

Bleibt noch die Frage nach einem Quellennachweis, wo das Polonium denn hergekommen sein könnte. Wäre die Quelle der natürliche radioaktive Zerfall, dann müsste man das Mutternuklid Blei-210 finden. Selbst wenn der Ermordete aus anderen Quellen Blei im Organismus gehabt hätte, würde eine Isotopenanalyse den Unterschied zu „Natürlichem Blei“ mit der weit überwiegenden Masse 207 deutlich erkennen lassen. Fehlt aber das Blei-210 gänzlich, dann handelte es sich um Polonium aus der Wismut-Bestrahlung in Reaktoren. Dabei rechnet man mit kleinen Mengen an Verunreinigungen, u.a. mit restlichem Wismut und Ruthenium. Das würde allenfalls den Weg, aber nicht den Ort (Reaktor) der Herstellung aufzeigen. Parallelanalysen aus kommerziell verkauftem Polonium über dessen Verunreinigungen sind bisher nicht bekannt geworden. Zum Zeitpunkt wäre allenfalls das Verhältnis von restlichem Polonium zu dessen Zerfallsprodukt Blei 206 ein Hinweis.
Insgesamt steht die Forensik aber vor dem Problem, aus den Autopsieergebnissen, gewonnen frühestens vier Wochen nach der Vergiftung, etwas aussagen zu sollen, wobei die Verstoffwechselung der verschiedenen infrage kommenden indikativen Verunreinigungen im Organismus des Opfers parallel zum sukzessiven Organversagen und damit deren Auftauchen in der Autopsie auch wegen eventueller Vorbelastungen (Raucher? Trinker?) sehr unterschiedlich und so unvorhersehbar verlaufen sein könnte. Man wird es also kaum in einem Indizienprozess aufklären können.

Nachdem schon das “Ende der Geschichte” prophezeit wurde und man sich die Zukunft der Welt in den schönsten Farben ausmalte, scheinen heutzutage alte autoritäre und neue fundamentalistische Regime eine Allianz zu bilden – “worst of both worlds” sozusagen.
Neben den Waffenschiebereien (Nordkorea/Iran) wird die wirtschaftliche Zusammenarbeit vorangetrieben (China/Sudan). Die Abhängigkeit der westlichen Staaten von Rohstoffen wird ausgenutzt, um vor allem auf Europa Druck auszuüben:

[...] In einer vertraulichen Studie kommen Wirtschaftsexperten des transatlantischen Verteidigungsbündnisses zu dem Schluss, dass Russland ein Versorgerbündnis mit Algerien, Katar, Libyen, zentralasiatischen Staaten und möglicherweise dem Iran bilden könnte. Es wäre vergleichbar mit dem Ölkartell Opec. Das Papier wurde in der vergangenen Woche an die Botschafter der 26 Mitgliedsstaaten verschickt. Es rät den Mitgliedern, sich gegen ein entsprechendes Kartell zu wappnen.

Die Erkenntnisse verstärken die Sorgen um die Planbarkeit der Gasversorgung der Nato-Mitglieder. Europa bezieht rund 24 Prozent seines Gases aus Russland, Algerien liefert insgesamt rund zehn Prozent. In der Studie heißt es, Russland könne seine Energieressourcen politisch einsetzen. Im vergangenen Winter hatte Moskau der Ukraine das Gas abgedreht, ähnlich wie Georgien nach Anschlägen auf Pipelines. [...]

Quelle: FTD

Schade, dass es, im Angesicht dieser Situation, die westlichen Staaten noch immer nicht geschafft haben, an einem Strang zu ziehen. Während bei der Konfrontation mit dem Ostblock noch Einigkeit herrschte, driftet der Westen nun aus kurzfristig opportunistischen (Handelsboykott Iran) oder gar antiamerikanischen (“Friedensmacht”) Gründen immer weiter auseinander.