Radium

• Schmelztemperatur: 700 °C
• Siedetemperatur: 1140 °C
• Dichte: 6 g/cm3

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1. Radium im Periodensystem
2. Eigenschaften von Radium
3. Radioaktivität
4. Entdeckung von Radium
5. Vorkommen von Radium
6. Anwendung von Radium

Radium steht im Periodensystem in der 2. Hauptgruppe, den Erdalkalimetallen. Es besitzt die Ordnungszahl 88 und eine relative Atommasse von etwa 226g/Mol. Die Schmelzpunkte der 2. Hauptgruppe liegen zwischen 649°C (Magnesium) und 1278°C (Beryllium). Die Siedetemperaturen liegen zwischen 1107°C (Magnesium) und 2970°C (Beryllium). Die Oxidationszahl der 2. Hauptgruppe liegt stets bei +2. Erdalkalimetalle sind Metalle und eignen sich daher als gute elektrische Leiter. Mit steigender Ordnungszahl steigt die Reaktivität der Erdalkalimetalle. Beryllium und Magnesium reagieren mit Wasser im Gegensatz zu den anderen Elementen der Gruppe sehr langsam, denn die entstehende Hydroxidschicht erschwert den weiteren Wasserangriff. Demgegenüber reagieren Calcium, Strontium und Barium schon mit kaltem Wasser heftig. Anders als die Salze der Alkalimetalle sind viele der Erdalkalimetalle nur wenig in Wasser löslich.

Reines Radium ist ein blauweiß glänzendes, relativ weiches und radioaktives Metall, das im Dunkeln leuchtet. Es entsteht beim radioaktiven Zerfall von Uran und findet sich daher in allen Uranerzen und zwar fast immer im Mengenverhältnis 1 Teil Radium:3 000 000 Teilen Uran. Es wird aus Erz nach Zugabe einer Bariumverbindung gewonnen.
In seinen chemischen Eigenschaften ähnelt es dem Barium, ist aber noch reaktionsfreudiger. Da es sehr luft- und feuchtigkeitsempfindlich ist, verfärbt es sich an der Luft unter Bildung einer Nitritschicht sofort schwarz. Mit Wasser und Säuren reagiert es heftig unter der Bildung von Wasserstoffgas.

Radioaktivität ist die Bezeichnung für die Eigenschaft instabiler Atomkerne, sich ohne äußere Einwirkung unter Aussenden einer charakteristischen Strahlung in andere Atomkerne umzuwandeln. Dieses Phänomen zeigen Nuklide (Atomarten) einer ganzen Reihe chemischer Elemente, die übergreifend auch als Radionuklide bezeichnet werden. Allgemein wird die natürliche Radioaktivität von der künstlichen Radioaktivität unterschieden.

Radioaktivität ist in der Natur immer zu einem bestimmten Maße vorhanden - selbst lebende Organismen enthalten zu einem minimalen Prozentsatz radioaktive Atomkerne. Natürliche Radioaktivität wird z. B. durch radioaktive Mineralien und natürliche Radionuklide in der Umwelt, aber z. B. auch bei Vulkanausbrüchen freigesetzt. Ursprung für diese natürliche Radioaktivität sind zum einen kosmische Vorgänge, wie z. B. die Bildung der Elemente in Sternen oder bei Supernovaausbrüchen, die praktisch vor der Entstehung des Sonnensystems (also vor mehr als fünf Milliarden Jahren) stattfanden, und schließlich das Ausgangsmaterial für die Entstehung von Sonne und Erde lieferten. Zum anderen löst die Wechselwirkung kosmischer Strahlen mit Molekülen der Atmosphäre die Bildung von Radionukliden aus, wie z. B. Kohlenstoff 14.

Mit den ersten Atomwaffentests in den sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts ließ sich eine messbare Zunahme der Radioaktivität in der Umwelt verzeichnen. Auch andere anthropogene Einflüsse, wie z. B. der Abbau von Uran, aber auch Störfälle, wie z. B. die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl (1986), förderten diesen Prozess. Aber insgesamt sind diese Auswirkungen im Vergleich zur natürlichen Radioaktivität gering (sie machen nur wenige Prozent aus). Die Äquivalentdosisleistung der natürlichen Radioaktivität liegt in Europa im Durchschnitt bei zwei Millisievert pro Jahr; in bestimmten Regionen der Erde kann sie aber auch auf 100 Millisievert pro Jahr ansteigen. Weder für den einen noch für den anderen Wert konnten bislang gesundheitliche Auswirkungen beim Menschen beobachtet werden.

Marie Curie (1867-1934) und Pierre Curie (1859-1906) waren französische Physiker und Nobelpreisträger. In gemeinsamer Forschungsarbeit entdeckten sie die chemischen Elemente Radium und Polonium und untersuchten radioaktive Strahlung. Sie legten damit eine der Grundlagen für die moderne Kernphysik.

Pierre Curie wurde am 15. Mai 1859 in Paris geboren und studierte an der Sorbonne Physik. 1895 wurde er Professor an der École de physique et de chimie in Paris.

Marie Curie wurde als Marya Sklodowska am 7. November 1867 in Warschau geboren. Ihr Vater war Physiklehrer. Sie ging 1891 nach Paris (wo sie ihren Namen in Marie änderte) und schrieb sich an der Sorbonne ein. Zwei Jahre später bestand sie die Abschlussprüfung für Physik, in der sie den ersten Platz belegte.
1895 heirateten Marie und Pierre Curie. Marie Curie interessierte sich für die jüngsten Entdeckungen von Strahlungen. Wilhelm Conrad Röntgen hatte die Röntgenstrahlen 1895 entdeckt; 1896 hatte Antoine Henri Becquerel das Element Uran mit ähnlichen Strahlungseigenschaften gefunden. Curie begann, diese Strahlung des Urans zu untersuchen. Mittels piezoelektrischer Verfahren, die ihr Ehemann entwickelt hatte, verfolgte sie die von Pechblende - einem uranhaltigen Erz - ausgehende Strahlung. Als sie feststellte, dass die Strahlung des Erzes intensiver war als die des Urans, folgerte sie, dass im Erz noch unbekannte Elemente vorhanden sein müssen, deren Radioaktivität die des Urans übersteigt. Marie Curie war die Erste, die den Begriff radioaktiv zur Beschreibung von Elementen verwendete, die bei der Spaltung ihrer Atomkerne Strahlung abgeben.
1898 gaben die Curies dann die Entdeckung zweier neuer Elemente bekannt: Polonium (von Marie zu Ehren Polens so genannt) und Radium. Innerhalb der nächsten vier Jahre verarbeiteten die Curies eine Tonne Pechblende, aus der sie in mühsamer Kleinarbeit den Bruchteil eines Gramms Radium isolierten. 1903 erhielten sie gemeinsam mit Becquerel den Nobelpreis für Physik für die Entdeckung radioaktiver Elemente. Marie Curie war damit die erste Frau, die einen Nobelpreis entgegennehmen konnte.
Pierre Curie wurde 1904 als Professor für Physik an die Sorbonne berufen und 1905 zum Mitglied der Französischen Akademie ernannt. Derartige Positionen konnten damals noch nicht von Frauen eingenommen werden, so dass Marie eine ähnliche Anerkennung versagt blieb. Pierre wurde am 19. April 1906 von einem Pferdewagen überfahren und starb an seinen Verletzungen. Seine Ehefrau übernahm seine Klassen und führte ihre eigene Arbeit weiter. 1911 erhielt sie - ein noch nie da gewesener Fall - einen zweiten Nobelpreis, dieses Mal in Chemie, für ihre Arbeit zum Radium und zu Radiumverbindungen. Sie wurde 1914 die Leiterin des Pariser Radiuminstituts und half bei der Gründung des Curie-Instituts. Marie Curie erkrankte an perniziöser Anämie, die durch eine Überdosis Strahlung ausgelöst worden war. Sie starb am 4. Juli 1934.
Die Curies hatten zwei Töchter, von denen eine ebenfalls Nobelpreisträgerin wurde: Irène Joliot-Curie und ihr Ehemann Frédéric erhielten 1935 den Nobelpreis für Chemie für die Synthese neuer radioaktiver Elemente.

Radium steht mit einem Anteil von 9,5 * 10-11% in der Elementhäufigkeit an 84. Stelle und gehört damit zu den seltensten Elementen der Erde. In der Natur kommt es als Zwischenprodukt der Zerfallsreihen in allen Uran- und Thoriumerzen vor. Auf Grund der weit verbreiteten Uranerzlagerstätten findet man geringste Mengen des radioaktiven Metalls immer in Meeren, Pflanzen oder Tieren. So kann auch natürliches Mineralwasser je nach geologischen Gegebenheiten radioaktive Stoffe enthalten. Dies ist aber ungefährlich und nicht gesundheitsschädigend.
Insgesamt gibt es 25 Radionuklide, die überwiegend a-Strahler sind. Mit einer Halbwertszeit von 1600 Jahren hat Ra226 die längste Zerfallsrate.

Die radioaktive Strahlung des Radiums hat schädigende Auswirkungen auf lebende Zellen und kann bei zu intensiver Einwirkung verbrennungsähnliche Erscheinungen hervorrufen. Oft sind Zellen von Krebsgeschwüren gegen die Strahlung des Radiums viel empfindlicher als gesunde Zellen. Wenn man die Intensität der Strahlen und den Angriffsort im Körper richtig wählt, kann man Krebszellen abtöten, ohne das gesunde Gewebe zu sehr zu schädigen. Heute werde Radiumbestrahlungen nur noch bei wenigen Krebsarten angewandt, zumal es billiger herstellbare und weitaus weniger gefährliche Radionuklide gibt.
Radium setzte man früher außerdem bei Leuchtfarben ein, zum Beispiel für Uhrenziffernblätter, Türknöpfe und andere Gegenstände, die im Dunkeln leicht zu erkennen seien sollten. Aufgrund der starken Radioaktivität wird es dazu heute allerdings nicht mehr verwendet.
Heutzutage nutzt man Radium vor allen Dingen zu kerntechnischen Forschungszwecken.