Astat (At) – Eigenschaften, Radioaktivität und Verwendung in der Medizin

Astat ist eines der seltensten natürlich vorkommenden Elemente der Erde. Es gehört zur Gruppe der Halogene, in der auch Fluor, Chlor, Brom und Iod stehen. Doch während Chlor im Kochsalz allgegenwärtig ist und Iod für die Schilddrüse benötigt wird, ist Astat so selten und radioaktiv, dass sich seine Eigenschaften nur unter außergewöhnlich schwierigen Bedingungen untersuchen lassen. Selbst das langlebigste bekannte Isotop zerfällt innerhalb weniger Stunden weitgehend. Trotzdem hat dieses nahezu unbekannte Element eine bemerkenswerte Bedeutung erlangt: Das Isotop Astat-211 wird als möglicher Wirkstoff für eine besonders gezielte Form der Krebstherapie erforscht.

Astat zeigt eindrucksvoll, dass die Stellung eines Elements im Periodensystem viele seiner Eigenschaften erklärt, aber nicht alle Fragen beantwortet. Denn am unteren Ende der Halogengruppe treffen die bekannten Gesetzmäßigkeiten der Chemie auf die Besonderheiten schwerer Atomkerne, starke relativistische Effekte und extreme Radioaktivität.

Astat im Periodensystem – die wichtigsten Eigenschaften

Wichtig: Anders als bei vielen anderen Elementen beruhen mehrere Angaben zu Astat auf Berechnungen oder indirekten experimentellen Befunden. Wegen seiner Seltenheit und kurzen Halbwertszeiten lassen sich größere, dauerhaft vorhandene Proben praktisch nicht herstellen. Deshalb sind beispielsweise die Schmelz- und Siedetemperatur wesentlich unsicherer als die entsprechenden Werte von Chlor oder Iod.

Die Entdeckung von Astat – ein Element aus dem Teilchenbeschleuniger

Die Geschichte von Astat beginnt mit einer Lücke im Periodensystem. Nachdem die Eigenschaften der Halogene immer besser verstanden worden waren, erwarteten Chemiker unterhalb von Iod ein weiteres Element mit der Ordnungszahl 85. Seine Existenz war aufgrund der Systematik des Periodensystems plausibel, doch ein eindeutiger experimenteller Nachweis gelang lange Zeit nicht.

Erst 1940 konnten die Wissenschaftler Dale R. Corson, Kenneth R. MacKenzie und Emilio Segrè an der University of California in Berkeley das neue Element nachweisen. Sie beschossen Bismut-209 mit Alphateilchen, also Heliumkernen, in einem Teilchenbeschleuniger. Dabei entstand ein radioaktives Atom mit 85 Protonen im Kern: Astat.

Vereinfacht lässt sich eine entsprechende Kernreaktion so darstellen:

²⁰⁹Bi + ⁴He → ²¹¹At + 2 ¹n

Aus Bismut mit der Ordnungszahl 83 entsteht durch den Einbau der beiden Protonen des Alphateilchens ein Atomkern mit der Ordnungszahl 85. Gleichzeitig werden in dieser Reaktion zwei Neutronen abgegeben.

Dieser Vorgang ist eine Kernreaktion, keine gewöhnliche chemische Reaktion. Bei chemischen Reaktionen verändern sich die Elektronenhüllen und Bindungen zwischen Atomen. Bei der künstlichen Herstellung von Astat wird dagegen der Atomkern selbst verändert.

Der Name Astat leitet sich vom griechischen Wort astatos ab, das „unbeständig“ oder „instabil“ bedeutet. Kaum ein Element trägt einen treffenderen Namen: Alle bekannten Astat-Isotope sind radioaktiv und zerfallen vergleichsweise schnell.

Warum Astat zu den Halogenen gehört

Im Periodensystem der Elemente steht Astat in der 17. Gruppe, direkt unter Iod. Diese Elementfamilie wird als Halogene bezeichnet. Der Begriff bedeutet sinngemäß „Salzbildner“ und verweist auf die Fähigkeit dieser Elemente, mit Metallen salzartige Verbindungen zu bilden.

Alle Halogene besitzen sieben Elektronen in ihrer äußersten Elektronenschale. Bei Astat lautet der äußere Teil der Elektronenkonfiguration 6s² 6p⁵. Zur vollständig besetzten Außenschale fehlt somit formal ein Elektron.

Bei den leichteren Halogenen ist die Aufnahme eines Elektrons besonders charakteristisch. Chlor bildet beispielsweise mit Natrium das Chlorid-Ion Cl⁻, das zusammen mit Na⁺ den bekannten Stoff Natriumchlorid bildet. Entsprechend kann auch Astat das einfach negativ geladene Astatid-Ion At⁻ bilden.

Allerdings verändern sich die Eigenschaften innerhalb der Halogengruppe deutlich von oben nach unten. Fluor ist ein äußerst reaktionsfreudiges, blassgelbes Gas. Chlor ist ebenfalls gasförmig, Brom dagegen eine rotbraune Flüssigkeit und Iod ein bei Raumtemperatur fester Stoff. Astat steht am unteren Ende dieser Entwicklung und dürfte ebenfalls fest sein.

Die zunehmende Atomgröße und die stärkere Polarisierbarkeit der Elektronenhülle beeinflussen die chemischen Bindungen. Hinzu kommen bei Astat relativistische Effekte: In schweren Atomen bewegen sich kernnahe Elektronen so schnell, dass eine rein nichtrelativistische Beschreibung nicht mehr ausreicht. Diese Effekte wirken sich auch auf die chemischen Eigenschaften aus.

Deshalb verhält sich Astat nicht einfach wie eine schwerere Kopie von Iod. Einige seiner Eigenschaften lassen einen stärker metallischen Charakter erkennen als bei den leichteren Halogenen. Wie weit dieser Charakter reicht, ist weiterhin Gegenstand wissenschaftlicher Forschung.

Wie sieht Astat aus?

Wer im Chemieunterricht die Halogene kennenlernt, kann Fluor und Chlor anhand ihrer Gasfarben, Brom anhand seiner rotbraunen Flüssigkeit und Iod anhand seiner dunklen Kristalle unterscheiden. Bei Astat ist das anders: Es gibt keine allgemein gesicherte makroskopische Beobachtung eines Stücks reinen Astats.

Der Grund liegt nicht nur in der Seltenheit des Elements. Astat zerfällt so schnell, dass eine größere Ansammlung des Stoffes eine beträchtliche Aktivität entwickeln würde. Die beim radioaktiven Zerfall freigesetzte Energie würde eine solche Probe stark erwärmen und ihre Untersuchung zusätzlich erschweren.

Zudem ist die Herstellung von Astat aufwendig. Wissenschaftler arbeiten deshalb üblicherweise mit winzigen Mengen, die sich mit radiochemischen Methoden verfolgen lassen.

Manche Darstellungen beschreiben Astat als dunklen oder metallisch glänzenden Feststoff. Solche Beschreibungen sind jedoch Vorhersagen und keine gesicherten Beobachtungen einer größeren reinen Probe. Diese Unterscheidung ist für die wissenschaftliche Darstellung des Elements entscheidend.

Radioaktivität – warum Astat so unbeständig ist

Astat besitzt 85 Protonen im Atomkern. Alle bekannten Kombinationen dieser Protonenzahl mit unterschiedlichen Neutronenzahlen sind instabil. Es existiert daher kein stabiles Astat-Isotop.

Isotope eines Elements unterscheiden sich durch die Anzahl ihrer Neutronen. Ihre Protonenzahl und damit ihre chemische Identität bleiben gleich. Bei radioaktiven Isotopen verändert sich der Atomkern jedoch spontan, wobei Strahlung und häufig auch neue Elemente entstehen.

Das langlebigste bekannte Astat-Isotop ist Astat-210. Seine Halbwertszeit beträgt ungefähr 8,1 Stunden. Nach dieser Zeit ist im statistischen Mittel nur noch die Hälfte der ursprünglich vorhandenen Astat-210-Kerne nicht zerfallen. Nach weiteren 8,1 Stunden verbleibt davon wiederum die Hälfte.

Das bedeutet: Selbst das langlebigste Astat-Isotop verschwindet auf menschlichen Zeitskalen sehr schnell. Eine Probe, die heute hergestellt wird, enthält schon am nächsten Tag nur noch einen kleinen Teil der ursprünglich vorhandenen Atome.

Viele Astat-Isotope zerfallen durch Alphazerfall. Dabei stößt der Atomkern ein Alphateilchen aus, das aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht. Die Ordnungszahl des verbleibenden Kerns nimmt dadurch um zwei ab. Andere Astat-Isotope können beispielsweise durch Elektroneneinfang zerfallen.

Die unterschiedlichen Zerfallsarten sind auch für die medizinische Nutzung von Astat von großer Bedeutung.

Kommt Astat in der Natur vor?

Astat kommt tatsächlich natürlich vor, allerdings nur in äußerst geringen Mengen. Es entsteht als kurzlebiges Zwischenprodukt bestimmter radioaktiver Zerfallsreihen, insbesondere im Zusammenhang mit Uran- und Thorium-Nukliden.

In diesen Zerfallsreihen wandeln sich schwere Atomkerne schrittweise in andere Elemente um. Dabei entstehen gelegentlich Astat-Isotope, die ihrerseits rasch weiter zerfallen. Astat wird also in der Natur fortlaufend in winzigen Mengen neu gebildet, verschwindet aber ebenso schnell wieder.

Wie viel Astat gibt es gleichzeitig auf der Erde? Hier ist Vorsicht geboten. Häufig wird die Aussage wiederholt, in der gesamten Erdkruste seien zu einem bestimmten Zeitpunkt nur wenige Gramm oder sogar deutlich weniger vorhanden. Solche Zahlen hängen jedoch stark davon ab, welche Isotope, Zerfallszweige und geologischen Bereiche berücksichtigt werden. Eine exakte, allgemein gültige Gesamtmenge lässt sich deshalb nicht seriös angeben.

Gesichert ist die grundlegende Aussage: Astat zählt zu den seltensten natürlich vorkommenden Elementen der Erdkruste. Es bildet keine wirtschaftlich nutzbaren Lagerstätten und wird nicht wie Kupfer, Eisen oder Gold aus Erzen gewonnen.

Für wissenschaftliche und medizinische Zwecke muss Astat daher gezielt künstlich hergestellt werden.

Herstellung von Astat im Teilchenbeschleuniger

Die künstliche Erzeugung von Astat erfolgt durch Kernreaktionen. Besonders wichtig ist die Herstellung des medizinisch interessanten Isotops Astat-211.

Dazu wird ein geeignetes Bismut-Target mit Alphateilchen beschossen. Die Alphateilchen besitzen genügend Energie, um eine Kernreaktion auszulösen. Unter geeigneten Bedingungen entsteht dabei Astat-211.

Die Reaktionsgleichung lautet:

²⁰⁹Bi + ⁴He → ²¹¹At + 2 ¹n

Nach der Bestrahlung muss das gebildete Astat vom Bismut und von möglichen Begleitprodukten getrennt werden. Dafür werden spezielle radiochemische Verfahren eingesetzt, beispielsweise thermische Abtrennmethoden und anschließende chemische Aufarbeitung.

Die Produktion verlangt eine genaue Kontrolle der Teilchenenergie. Bei ungünstigen Bestrahlungsbedingungen können unerwünschte radioaktive Nebenprodukte entstehen, die für medizinische Anwendungen problematisch wären.

Hinzu kommt ein außergewöhnlicher Zeitdruck: Wegen der kurzen Halbwertszeit muss das hergestellte Astat rasch aufgereinigt, chemisch weiterverarbeitet, geprüft und gegebenenfalls zum Einsatzort transportiert werden. Die Herstellung ist daher eng mit der Logistik der Nuklearmedizin verbunden.

Die Chemie von Astat – zwischen Halogen und metallischem Charakter

Obwohl Astat nur in winzigen Mengen zur Verfügung steht, konnten Wissenschaftler wichtige Erkenntnisse über sein chemisches Verhalten gewinnen.

Astat kann in unterschiedlichen Oxidationsstufen auftreten. Besonders relevant sind −1, +1, +3 und +5. Welche Form tatsächlich vorliegt, hängt unter anderem vom Lösungsmittel, vom pH-Wert, von Oxidations- und Reduktionsmitteln sowie von möglichen Bindungspartnern ab.

In der Oxidationsstufe −1 tritt Astat als Astatid At⁻ auf. Diese Form erinnert an die Halogenid-Ionen Fluorid, Chlorid, Bromid und Iodid.

In positiven Oxidationsstufen bildet Astat andere chemische Spezies. Diese sind für die Radiochemie besonders interessant, weil sie das Verhalten von Astat bei Trennverfahren und bei der Bindung an medizinische Trägermoleküle beeinflussen.

Ein wichtiger Unterschied zu den leichteren Halogenen ist die stärkere Bedeutung relativistischer Effekte und der ausgeprägten Polarisierbarkeit. Die Elektronenverteilung in schweren Atomen beeinflusst sowohl die Stabilität chemischer Bindungen als auch das Redoxverhalten.

Wissenschaftler untersuchen deshalb nicht nur, ob Astat bekannte Halogenreaktionen zeigt, sondern auch, an welchen Stellen es sich überraschend anders verhält.

Astat-211 – ein radioaktives Element als Hoffnungsträger der Medizin

Die derzeit interessanteste Anwendung von Astat liegt in der nuklearmedizinischen Krebsforschung. Im Mittelpunkt steht das Isotop Astat-211, das eine Halbwertszeit von ungefähr 7,2 Stunden besitzt.

Astat-211 eignet sich als Ausgangspunkt für die sogenannte gezielte Alphatherapie, international häufig als Targeted Alpha Therapy bezeichnet.

Das Grundprinzip ist bemerkenswert: Ein radioaktives Atom wird chemisch an ein Molekül gebunden, das bestimmte Strukturen von Tumorzellen erkennen soll. Dieses Trägermolekül kann beispielsweise ein Antikörper oder ein anderes zielgerichtetes Bindungsmolekül sein.

Erreicht die Verbindung die gewünschte Zielstruktur, kann der radioaktive Zerfall in unmittelbarer Nähe der Krebszelle stattfinden.

Warum sind Alphateilchen dafür interessant? Alphateilchen geben ihre Energie in biologischem Gewebe über eine vergleichsweise kurze Strecke ab. Gleichzeitig besitzen sie eine hohe lineare Energieübertragung. Sie können dadurch auf engem Raum schwere Schäden an der DNA verursachen, darunter komplexe Doppelstrangbrüche.

Das unterscheidet sie von vielen anderen Formen ionisierender Strahlung. Die kurze Reichweite kann vorteilhaft sein, wenn die radioaktive Substanz möglichst gezielt an Tumorzellen gelangt. Sie schützt jedoch nicht automatisch gesundes Gewebe: Auch die Verteilung des Wirkstoffs, seine Stabilität und die Aufnahme in gesunde Organe sind entscheidend.

Warum gerade Astat-211?

Astat-211 bietet mehrere Eigenschaften, die es für die Forschung interessant machen:

• Seine Halbwertszeit ist lang genug für bestimmte radiochemische Herstellungsschritte und biologische Verteilungsprozesse, aber kurz genug, um die Aktivität innerhalb überschaubarer Zeit stark abklingen zu lassen.

• Sein Zerfall führt über zwei mögliche Wege letztlich zur Emission eines Alphateilchens.

• Die dabei freigesetzte Energie kann lokal eine hohe biologische Wirkung entfalten.

• Durch geeignete chemische Bindungen lässt sich Astat-211 an zielgerichtete Moleküle koppeln.

Allerdings ist die Entwicklung solcher Arzneimittel anspruchsvoll. Eine wesentliche Herausforderung besteht darin, dass die Bindung zwischen Astat und dem Trägermolekül unter biologischen Bedingungen ausreichend stabil bleiben muss. Wird Astat im Körper freigesetzt, kann es sich anders verteilen als vorgesehen.

Auch die begrenzte Verfügbarkeit von Astat-211 erschwert größere klinische Studien. Die Herstellung erfordert geeignete Beschleuniger, spezialisierte Labore und abgestimmte Transportwege.

Wissenschaftlich wichtig: Astat-211 ist ein vielversprechender Forschungsgegenstand, aber keine allgemein etablierte Standardtherapie gegen Krebs. Unterschiedliche Astat-211-markierte Wirkstoffe werden präklinisch und klinisch untersucht. Ob und für welche Erkrankungen sie künftig routinemäßig eingesetzt werden können, muss durch entsprechende Studien belegt werden.

Was passiert beim Zerfall von Astat-211?

Der Zerfall von Astat-211 ist besonders interessant, weil zwei Zerfallswege möglich sind.

Ein Teil der Kerne zerfällt durch Alphazerfall zu Bismut-207:

²¹¹At → ²⁰⁷Bi + ⁴He

Ein anderer Teil zerfällt durch Elektroneneinfang zu Polonium-211:

²¹¹At + e⁻ → ²¹¹Po + νₑ

Das dabei entstehende Polonium-211 ist selbst sehr kurzlebig und zerfällt anschließend unter Aussendung eines Alphateilchens zu Blei-207:

²¹¹Po → ²⁰⁷Pb + ⁴He

Für die therapeutische Wirkung bedeutet das, dass beide wesentlichen Zerfallswege von Astat-211 zu einer Alphaemission führen.

Dabei ist jedoch zu beachten, dass die beim Zerfall entstehenden Tochterkerne andere chemische Eigenschaften besitzen können als das ursprüngliche Astat. Auch dieser Umstand gehört zu den Fragen, die bei der Entwicklung sicherer und wirksamer Radiopharmaka berücksichtigt werden müssen.

Warum die kurze Reichweite der Alphastrahlung so wichtig ist

Die Reichweite von Alphateilchen in Gewebe liegt typischerweise in der Größenordnung einiger zehn Mikrometer. Das entspricht ungefähr den Abmessungen weniger Zellen.

Dadurch lässt sich die Wirkung einer Alphaemission räumlich vergleichsweise eng begrenzen. Befindet sich der radioaktive Stoff unmittelbar an einer Tumorzelle, kann ein erheblicher Teil der Energie in ihrer direkten Umgebung abgegeben werden.

Diese Eigenschaft ist besonders interessant bei kleinen Tumoransammlungen, einzelnen verbliebenen Krebszellen oder mikroskopisch kleinen Metastasen.

Der therapeutische Erfolg hängt allerdings nicht allein von der Strahlungsart ab. Entscheidend ist, ob der radioaktive Wirkstoff tatsächlich in ausreichender Menge an die Tumorzellen gelangt und gleichzeitig gesundes Gewebe möglichst wenig belastet.

Die gezielte Alphatherapie verbindet deshalb mehrere Fachgebiete: Kernphysik, anorganische Chemie, Radiochemie, Molekularbiologie, Pharmakologie und Medizin.

Astat im Vergleich mit Iod und Polonium

Astat steht im Periodensystem direkt unter Iod und unmittelbar neben Polonium. Diese Nachbarschaft ist chemisch und kernphysikalisch interessant.

Iod besitzt mit Iod-127 ein stabiles natürliches Isotop und spielt als Spurenelement eine wichtige Rolle im menschlichen Körper. Radioaktive Iod-Isotope werden seit Langem in der Nuklearmedizin eingesetzt, beispielsweise bei bestimmten Schilddrüsenerkrankungen.

Astat gehört zwar derselben Elementgruppe an, besitzt aber kein stabiles Isotop. Seine Chemie ist deutlich schwieriger zu untersuchen. Zugleich bietet Astat-211 aufgrund seiner Alphaemission andere therapeutische Möglichkeiten als viele medizinisch eingesetzte Iod-Radionuklide.

Polonium steht in der 16. Gruppe und besitzt ebenfalls ausschließlich radioaktive Isotope. Polonium-211 entsteht als kurzlebiges Tochterprodukt bei einem Zerfallsweg von Astat-211.

Die Gegenüberstellung zeigt, warum man die Elemente des Periodensystems sowohl anhand ihrer Elektronenhüllen als auch anhand ihrer Atomkerne betrachten muss. Die chemische Verwandtschaft erklärt die möglichen Bindungen, während die Kernstruktur darüber entscheidet, ob ein Atom stabil ist oder radioaktiv zerfällt.

Ist Astat gefährlich?

Astat ist aufgrund seiner Radioaktivität grundsätzlich ein Stoff, der nur unter streng kontrollierten Bedingungen gehandhabt werden darf.

Bei Alphastrahlung ist die Unterscheidung zwischen äußerer und innerer Exposition besonders wichtig. Alphateilchen lassen sich außerhalb des Körpers bereits durch sehr dünne Materialien abschirmen. Gelangen Alphastrahler jedoch durch Einatmen, Verschlucken oder über andere Aufnahmewege in den Körper, können sie dort lokal erhebliche Schäden verursachen.

Die Gefährdung hängt unter anderem vom jeweiligen Isotop, seiner Aktivität, seiner chemischen Form und seiner Verteilung im Körper ab.

Die chemische Verwandtschaft von Astat mit Iod macht außerdem die Untersuchung seiner möglichen Aufnahme in bestimmte Organe wichtig. Das biologische Verhalten darf jedoch nicht einfach mit dem von Iod gleichgesetzt werden.

In Forschungslaboren werden deshalb spezielle Strahlenschutzmaßnahmen, geschlossene Arbeitsverfahren, Kontaminationskontrollen und radiochemische Sicherheitsprotokolle eingesetzt.

Für den Alltag besitzt Astat keine praktische Bedeutung als gewöhnlicher Stoff. Die natürlichen Mengen sind so gering, dass Menschen ihm nicht in Form sichtbarer Proben oder handelsüblicher Produkte begegnen.

Fünf erstaunliche Fakten über Astat

1. Astat wurde zuerst künstlich nachgewiesen. Anders als zahlreiche Metalle, die bereits in der Antike bekannt waren, wurde Astat 1940 durch eine gezielte Kernreaktion identifiziert.

2. Kein einziges Astat-Isotop ist stabil. Selbst Astat-210, das langlebigste bekannte Isotop, hat nur eine Halbwertszeit von ungefähr 8,1 Stunden.

3. Niemand kann einfach einen Astat-Barren ausstellen. Die Kombination aus Seltenheit, intensiver Radioaktivität und raschem Zerfall macht eine makroskopische Probe außerordentlich problematisch.

4. Astat ist ein Halogen mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Es steht unter Iod, zeigt aber aufgrund seiner schweren Elektronenhülle chemische Besonderheiten, die bei den leichteren Halogenen weniger ausgeprägt sind.

5. Ausgerechnet seine Radioaktivität macht Astat medizinisch interessant. Was den Umgang mit dem Element so schwierig macht, eröffnet mit Astat-211 zugleich Möglichkeiten für die Entwicklung zielgerichteter Krebstherapien.

Astat im Chemieunterricht – was lässt sich daran lernen?

Astat ist ein besonders geeignetes Beispiel dafür, wie unterschiedliche Bereiche der Naturwissenschaften ineinandergreifen.

An seiner Stellung im Periodensystem lässt sich zunächst die Elektronenkonfiguration erläutern. Sie erklärt, warum Astat zur Gruppe der Halogene gehört und welche Gemeinsamkeiten mit Fluor, Chlor, Brom und Iod zu erwarten sind.

Anhand seiner Isotope kann anschließend der Unterschied zwischen Ordnungszahl, Massenzahl und Atommasse verdeutlicht werden. Die Ordnungszahl 85 ist bei jedem Astat-Atom gleich. Die Massenzahl hängt dagegen von der Anzahl der Neutronen ab. Da Astat kein stabiles Isotop besitzt, wird im Periodensystem häufig eine ausgewählte Massenzahl in eckigen Klammern angegeben statt eines Standardatomgewichts.

Die Entdeckungsgeschichte eignet sich, um Kernreaktionen von chemischen Reaktionen zu unterscheiden. Der Beschuss von Bismut mit Alphateilchen verändert die Protonenzahl des Atomkerns und erzeugt dadurch ein anderes Element.

Schließlich bietet Astat-211 einen aktuellen Bezug zur medizinischen Anwendung radioaktiver Stoffe. Hier lässt sich zeigen, dass Radioaktivität nicht nur ein Risiko darstellt, sondern unter streng kontrollierten Bedingungen auch gezielt genutzt werden kann.

Im interaktiven Periodensystem von blume lässt sich die Position von Astat innerhalb der Halogene und seine Nachbarschaft zu anderen schweren Elementen nachvollziehen.

Fazit – ein kaum greifbares Element mit großer wissenschaftlicher Bedeutung

Astat gehört zu den ungewöhnlichsten Elementen des Periodensystems. Es ist extrem selten, ausschließlich radioaktiv und so kurzlebig, dass viele seiner Eigenschaften nur indirekt untersucht oder theoretisch vorhergesagt werden können.

Trotzdem lässt sich Astat eindeutig als Element mit der Ordnungszahl 85 und als Mitglied der Halogengruppe einordnen. Seine Entdeckung durch eine künstliche Kernreaktion war ein wichtiger Schritt in der Erforschung der schweren Elemente.

Heute richtet sich das wissenschaftliche Interesse besonders auf Astat-211 und seine mögliche Verwendung in der gezielten Alphatherapie. Damit zeigt Astat auf eindrucksvolle Weise, wie ein Element, das in der Natur kaum nachweisbar ist, durch moderne Kernphysik und Radiochemie eine medizinische Bedeutung gewinnen kann.

Quellen und weiterführende Literatur

Buchquellen

• Gray, Theodore (2013): Die Elemente. Bausteine unserer Welt. Köln: Komet Verlag. ISBN 978-3-86941-000-5. Abschnitt zu Astat.

• Quadbeck-Seeger, Hans-Jürgen (2006): Die Welt der Elemente – Die Elemente der Welt. 1. Auflage. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31789-9. Abschnitt zu Astat.

Wissenschaftliche Nachschlagewerke und Fachliteratur

• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC): Periodic Table of the Elements und Angaben zu Elementen ohne stabiles Standardatomgewicht. https://iupac.org/

• Royal Society of Chemistry: Periodic Table – Astatine. https://www.rsc.org/periodic-table/element/85/astatine

• National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory: NuDat 3 – Kern- und Zerfallsdaten der Astat-Isotope. https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/

• Corson, D. R.; MacKenzie, K. R.; Segrè, E. (1940): Artificially Radioactive Element 85. Physical Review, 58, 672–678.

• Guérard, F.; Gestin, J.-F.; Brechbiel, M. W. (2013): Production of [²¹¹At]-Astatinated Radiopharmaceuticals and Applications in Targeted α-Particle Therapy. Cancer Biotherapy and Radiopharmaceuticals, 28(1), 1–20.

• Albertsson, P. et al. (2018): Targeted Alpha Therapy: A Potential Treatment for Disseminated Cancer. Frontiers in Medicine, 5, 269.

Hinweis zu den Elementdaten: Bei Astat können insbesondere Angaben zum Aggregatzustand, Schmelzpunkt, Siedepunkt und zu bestimmten chemischen Eigenschaften von Quelle zu Quelle abweichen. Ursache sind die äußerst geringen experimentell verfügbaren Stoffmengen und der hohe Anteil theoretischer Abschätzungen.