Polonium-210 Fact Sheet

---

 1 

Health Physics Society 

Specialists in Radiation Safety 

Polonium-210

 

Fact Sheet 

Adopted: May 2010

 

General 

Polonium is a radioactive substance that can be found 

throughout our natural environment. Polonium was 

discovered in the late 1800s when Marie and Pierre Cu-

rie were trying to determine why something they were 

studying was still radioactive even after they had ex-

tracted some of the radioactive contents.   

  

When it is purified, polonium melts at a low tempera-

ture and can be volatile. There are different types

 

of po-

lonium due to a varying number of neutrons in the nu-

cleus of the isotopes. We are aware of 25 isotopes of po-

lonium; polonium-210

 

is one of them.   

  

The polonium isotopes that are known are radioactive, 

but most are very short-lived and decay rapidly. Of the 

25 known isotopes, there are three that have longer half-

lives. Those isotopes are polonium-208, polonium-209, 

and polonium-210. The most widely used and the

 

one 

occurring most in nature is polonium-210. 

  

Polonium-210 has a half-life

*

 of 138 days, and it decays to 

stable lead-206 by emitting an alpha particle (an alpha par-

ticle has two protons and two neutrons). With a specific 

activity of 166 TBq/g, one microgram of ingested polo-

nium would deliver a committed effective dose equivalent of 

approximately 40 Sv (4,000 rem). This value is based on 

human and animal studies conducted in the 1950s that 

showed that approximately 10 percent of ingested polo-

nium is absorbed by blood (Harrison et al. 2007). 

 

Origins  

Polonium-210 exists naturally; there are tiny amounts in 

our bodies and small quantities in the soil and air. Al-

though it can be produced by the chemical processing of 

uranium ores or minerals, uranium ores contain less 

than 0.1 milligram of polonium-210 per ton.  

 Although it exists naturally, to generate useful quanti-

ties polonium-210

 

needs to be made in a nuclear reactor 

by bombarding a stable product with neutrons. The sta-

ble product becomes radioactive and decays according 

to a certain half-life, and polonium-210

 

is left. This 

method can produce gram amounts of polonium-210.   

  

Uses  

Polonium-210 has many uses, but is most well known 

for its

 

use in static eliminators. These devices, which 

have a very small amount of the radioactive material 

mixed in a matrix and put on a foil, are used in manu-

facturing environments to get rid of static that can be 

generated by routine processes like making tape, rolling 

paper, and smoothing metals. It can also be used to re-

move dust particles in environments that need to be 

“clean,” like computer-chip manufacturing and photo-

graphic-film processing.   

 

Static eliminators typically range from a few MBq 

(hundreds of microcuries) of radioactivity to tens of GBq 

(tenths of curies) for certain industrial applications. Polo-

nium-210 can also be combined with beryllium to pro-

duce neutron

 

sources.  

 

Health Effects  

If a source of polonium-210 is outside of the body, it is 

not a health hazard. It can be a health hazard if it is 

taken inside the body. The alpha particles emitted by 

polonium-210 do not travel far and deposit their energy 

in a very small area. This is why they cannot penetrate 

the layer of skin on our bodies, but do damage internal 

structures by killing or injuring nearby cells.  

  

The most common ways to get radioactivity, including 

polonium-210, inside the body are by eating it, breath-

ing it, or drinking it. If polonium is taken orally (by 

*Words in italics are defined in the Glossary on page 3.

 

---

 2 

mouth), excretion is largely via the feces (Stannard 

1988). What is left will travel throughout the body via 

the bloodstream, with much of it finally ending up in the 

spleen and kidneys.   

 

If polonium is inhaled, some of it will stay in the lungs. 

Almost half of the polonium that stays in the body can 

be found in the spleen, kidneys, and liver. A small por-

tion will go to the bone marrow while the rest is distrib-

uted throughout the body, mainly in the blood, in the 

lymph nodes, and on the mucous lining of the respira-

tory tract.  

  

Alpha particles emitted from polonium-210 can disrupt 

cell structures, fragment nuclei, damage DNA, and cause 

cell death. 

  

The extent of biological damage caused from alpha emit-

ters like polonium-210 in the gastrointestinal (GI) tract is 

not well known. Some data gathered from animal stud-

ies during the 1960s indicated that alpha emitters actu-

ally deliver less dose to the mucosal lining per Bq than 

beta or gamma emitters. This may be due to the short 

range of the alpha particle.  

 

As food traverses through the GI tract, it moves through 

by muscular contractions in clusters that are referred to 

as a bolus of food. As a bolus containing alpha emitters 

traverses the GI tract, only alphas that are on the edge of 

the bolus are close enough to the epithelial cells of the GI 

tract to result in radiation dose to the intestinal lining. 

 

Bone marrow depression will occur with 5 Gy (500 rad) 

whole-body single radiation dose and is likely to be the 

principal biological effect for acutely lethal intakes.  

 

Polonium-210 inside someone’s body is not detectable 

with standard radiation survey instruments used out-

side that person’s body. Testing the individual’s urine or 

feces for alpha radiation would be the method of detec-

tion. For someone to be poisoned with polonium-210, a 

large radiation dose would be needed—a dose not possi-

ble with naturally occurring polonium-210, but possible 

with man-made polonium-210.  

Isotope

 

Half-Life

 

Specific Activity 

(TBq/g)

 

Decay Mode

 

Alpha (α) Energy 

(MeV)

 

Polonium-208

 

2.9 yr

 

21.8

 

α

 

5.1

 

Polonium-209

 

103 yr

 

0.63

 

α

 

4.9

 

Polonium-210

 

138 days

 

166

 

α

 

5.3

 

g = gram and MeV = million electron volts

 

 

---

 3 

Glossary  

 

Alpha Particle  

A positively charged particle ejected spontaneously from the nuclei of some radioactive elements. It is identical to a 

helium nucleus that has a mass number of 4 and an electric charge of +2. It has low penetrating power and a short 

range (a few centimeters in air). The most energetic alpha particle will generally fail to penetrate the dead layers of 

cells covering the skin and can be easily stopped by a sheet of paper. Alpha particles represent much more of a 

health risk when emitted by radionuclides deposited inside the body.  

 

Bq or Becquerel 

The unit of radioactive decay equal to one disintegration per second. The becquerel is the basic unit of radioactivity 

used in the International System of Units, referred to as the “SI” units. Thirty-seven billion (3.7×10

10

) becquerels = 1 

curie (Ci). (A megabecquerel or MBq is 10

6 

Bq. A gigabecquerel or GBq is 10

9

 Bq. A terabecquerel or TBq is 10

12

 Bq.) 

(1 millicurie or 1,000 microcuries equals 37 MBq.) 

  

Ci or Curie 

The original unit used to express the decay rate of a sample of radioactive material. The curie is equal to that quan-

tity of radioactive material in which the number of atoms decaying per second is equal to 37 billion (3.7×10

10

). It is 

based on the rate of decay of atoms within one gram of radium. It is named for Marie and Pierre Curie, who discov-

ered radium in 1898. The curie is the basic unit of radioactivity used in the system of radiation units in the United 

States, referred to as “traditional” units. A microcurie is 10

-6

 curie. 

  

Committed Effective Dose Equivalent (CEDE) 

CEDE is the sum of the radiation dose to each of the body organs or tissues, considering their sensitivity to radia-

tion, that is received from an intake of radioactive material by an individual during the 50-year period following the 

intake.   

 

DNA  

Deoxyribonucleic acid (DNA) is a nucleic acid that contains the genetic instructions for the biological development 

of a cellular form of life or a virus. All known cellular life and some viruses have DNA. DNA is a long polymer of 

nucleotides (a polynucleotide) that encodes the sequence of amino acid residues in proteins, using the genetic code.  

  

Dose 

A general term used to refer either to the amount of energy absorbed by a material exposed to radiation (absorbed 

dose) or to the potential biological effect in tissue exposed to radiation (equivalent dose).  

 

Gy or Gray 

The International System of Units (SI) unit of radiation absorbed dose in terms of energy deposited per unit mass of 

material, e.g., tissue. The gray is the unit of absorbed dose and has replaced the rad. 1 gray = 1 Joule/kilogram and 

also equals 100 rad.  

  

Half-Life  

Also called physical or radiological half-life, the time in which one-half of the activity of a particular radioactive 

substance is lost due to radioactive decay. Measured half-lives vary from millionths of a second to billions of years. 

The biological half-life is the time required for the body to eliminate, by biological processes, one-half of the mate-

rial originally taken in. The effective half-life is the time required for the combined action of the physical and bio-

logical half-lives to reduce the activity by 50 percent.  

 

---

 4 

Radioactive Decay  

The decrease in the amount of any radioactive material with the passage of time due to the spontaneous emission 

from the atomic nuclei of either alpha or beta particles, often accompanied by gamma radiation.  

 

Sv or Sievert 

The International System of Units (SI) unit for dose equivalent equal to 1 joule/kilogram. The sievert has replaced 

the rem; one sievert is equal to 100 rem.  

References 

 

Harrison J, Leggett R, Lloyd D, Phipps A, Scott B. Polonium-210 as a poison. J Radiol Prot 27:17-40; 2007.  

 

Stannard JN. Radioactivity and health: A history. Washington, DC: U.S. Department of Energy; 1988. 

 

 

Resources for more information 

 

Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention. Information about polo-

nium-210 in recent events in the United Kingdom. Available at: 

http://www.bt.cdc.gov/radiation/isotopes/

polonium/qa.asp

. Accessed 19 April 2010. 

 

Health Physics Society. Radiation exposure from medical diagnostic imaging procedures. Available at: 

http://

hps.org/documents/Medical_Exposures_Fact_Sheet.pdf

. Accessed 21 April 2010. 

 

International Atomic Energy Agency. Factsheets & FAQs: Polonium-210. Available at:  

http://www.iaea.org/Publications/Factsheets/English/polonium210.html

. Accessed 19 April 2010. 

 

Radiation Dose Comparisons  

 

Listed below are radiation doses from common life activities, medical procedures, and types of radiation exposure 

that can cause acute (prompt) effects. 

Item

 

Dose (Gy)

 

Dose (mrad)

 

Flying Roundtrip from New York to California

 

0.00005

 

5

 

Chest X Ray

 

0.00010

 

10

 

One-View Abdominal X Ray

 

0.0006

 

60

 

Average Annual Background Radiation Dose

 

0.0036

 

360

 

Abdominal CT Scan

 

0.01

 

1,000

 

NRC Occupational Worker Annual Limit

 

0.05

 

5,000

 

Acute Dose Causing Decreased White Blood Cell Count

 

1

 

~ 100,000

 

Lethal Dose to 50 Percent of the Exposed Individuals Without 

Medical Intervention (LD

50/60

)

 

4.5

 

~ 450,000

 

---

 5 

International Commission on Radiological Protection. Limits for intakes of radionuclides by workers: Supplement 

to Part 1. Oxford: Pergamon Press; ICRP Publication 30; 1979. 

 

International Commission on Radiological Protection. Age-dependent doses to members of the public from intake 

of radionuclides: Part 2 ingestion dose coefficients. Oxford: Pergamon Press; ICRP Publication 67; 1993. 

International Commission on Radiological Protection. Relative biological effectiveness (RBE), quality factor (Q), and 

radiation weighting factor (w

-R

). Oxford: Pergamon Press; ICRP Publication 92; 2003. 

 

Mettler FA Jr, Upton AC. Medical effects of ionizing radiation. 2

nd

 ed. Philadelphia, PA: W.B. Saunders Company; 

1995. 

 

National Council on Radiation Protection and Measurements. Radiation exposure of the U.S. population from con-

sumer products and miscellaneous sources. Bethesda, MD: NCRP; NCRP Report No. 95; 1987. 

 

National Research Council. Health risks of radon and other internally deposited alpha-emitters: BEIR IV. Washing-

ton, DC: The National Academies Press; 1988. 

 

National Research Council. Health risks from exposure to low levels of ionizing radiation: BEIR VII Phase 2. Wash-

ington, DC: The National Academies Press; 2006. 

 

North Carolina Chapter of the Health Physics Society. Nuclide safety data sheet: Polonium-210. Available at

:

 

http://

www.hpschapters.org/northcarolina/nuclide_information_library.php3

. Accessed 3 May 2010. 

 

Rencova J, Svoboda V, Holusa R, Volf V, Jones MM, Singh PK. Reduction of subacute lethal radiotoxicity of polo-

nium-210 in rats by chelating agents. Int J Radiat Biol 72:341-348; 1997. 

The Health Physics Society is a nonprofit scientific professional organization whose mission is excellence in the sci-

ence and practice of radiation safety. Formed in 1956, the Society has approximately 5,500 scientists, physicians, en-

gineers, lawyers, and other professionals. Activities include encouraging research in radiation science, developing 

standards, and disseminating radiation safety information. The Society may be contacted at 1313 Dolley Madison 

Blvd., Suite 402, McLean, VA 22101; phone: [phone]; fax: [phone]; email: 

[e-mail]

.