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Promethium (Pm)

Was im Periodensystem an Wirtschaft steckt.





Die besondere Eigenschaft

Das ungewöhnlich instabile, silberweiße Schwermetall ist als einzige der sogenannten Seltenen Erden tatsächlich selten und außerdem noch radioaktiv. Die Halbwertszeit liegt zwischen zwei und 18 Jahren. Es wurde 1945 als Spaltprodukt des Urans entdeckt und füllte die letzte Lücke im Periodensystem. An der Luft oxidiert es sehr schnell, mit Wasser reagiert es langsam.

Wer braucht es?

Batteriehersteller – promethiumbasierte Radionuklidbatterien, auch Atombatterien genannt, werden als Energiequellen für Satelliten und Raumsonden eingesetzt. Auch in Hörgeräten oder Herzschrittmachern finden sie Anwendung, weil sie über viele Jahre nicht ausgewechselt werden müssen. Neuerungen in der Batterietechnik vermindern zudem die radioaktive Strahlung von Promethium. Die wichtigste Anwendung ist die als Beta-Strahler, eine ionisierende Strahlung, ausgelöst durch den radioaktiven Zerfall. Sie wird beispielsweise in der Nuklearmedizin oder Präzisionsmessung angewandt. Das Element dient beispielsweise als mobile Röntgenquelle für berührungslose Messungen von Füllständen oder bei der Materialprüfung. Man nutzt es auch als Zusatzfarbe in den Leuchtziffern von Uhren, für selbstleuchtende Signalfarben an Notausgängen sowie an der Feuerwehrausrüstung und der Zieloptik von Waffen. Ebenso werden winzige Mengen für die Herstellung von Katalysatoren oder das Polieren von Glas eingesetzt.

Wo findet man es?

Die natürlichen Vorkommen auf der Erde werden auf etwa 500 bis 600 Gramm geschätzt. In entsprechend winzigen Spuren lässt es sich in den Mineralien Apatit und Pechblende (Uraninit) finden. Für die Nutzung wird es aber ausschließlich im Rahmen der Wiederaufbereitung von Brennstäben aus Kernreaktoren gewonnen.

Wer verkauft es?

Derzeit scheint nur Russland Promethium aufzubereiten. Die USA haben die Promethium-Produktion in ihrem Forschungsreaktor High Flux Isotope Reactor (HFIR) vor einigen Jahren eingestellt. Frankreich verfügt in seinen Wiederaufbereitungsanlagen zwar über die technischen Möglichkeiten, setzt diese aber derzeit offenbar nicht um.

Der Weltmarkt …

… ist nicht vorhanden, die Mengen sind zu gering. Zudem entfallen Angebot und Nachfrage zumeist auf Staatsunternehmen oder staatliche Forschungsinstitute. Die pro Jahr hergestellte und verbrauchte Menge wird auf weit weniger als ein Kilogramm geschätzt.

Der Preis …

… ließ sich nicht in einer offiziellen Quelle finden. Unbestätigten Quellen zufolge kostete im Jahr 2011 eine Curie Promethium 50 US-Cent, das entspräche etwa einem Preis von 500 Dollar pro Gramm. Experten behaupten aber, dass der Preis heute weitaus höher liegen müsste.

Wie geht es weiter?

Wissenschaftler arbeiten daran, die Promethium-Akkus so weit zu verkleinern, dass sie bald so dünn wie ein menschliches Haar sind. Forscher der Universität Missouri haben bereits eine münzgroße Atombatterie hergestellt, die eine Laufzeit von mehreren Hundert Jahren erreichen soll und mit flüssigen Halbleitern arbeitet, wodurch die radioaktive Strahlung auf ein Minimum reduziert wird.

Die Einsatzmöglichkeiten reichen von der Medizin bis zur Unterhaltungselektronik – vorausgesetzt die Nutzer sehen über die verbleibende Radioaktivität in ihrem Kopfhörer oder Herzschrittmacher hinweg. Künftige Weltraummissionen, etwa zum Mars oder an den Rand unseres Sonnensystems, könnten die Nachfrage nach dem seltenen Element erhöhen. ---

Ordnungszahl im Periodensystem: 61
Elementsymbol: schwarz (Feststoff): Pm
Relative Atommasse: 147