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Radioaktivität

Die Wortkombination Radioaktivität ist von den lateinischen Wörtern „radiare“ (strahlen) sowie „activus“ (tätig oder wirksam) abgeleitet. Geprägt haben diesen Begriff das Ehepaar Marie und Pierre Curie im Jahr 1898.

Was ist Radioaktivität?

Jede Materie, ob nun ein Lebewesen, eine Flüssigkeit, ein Gas oder vielleicht ein Stein, besteht aus Atomen. Diese Atome bestehen aus einer Atomhülle und einem Atomkern. Dieser Atomkern setzt sich wiederum aus positiv geladenen Protonen und neutralen Neutronen zusammen. In der Physik wird der Atomkern Nukleon oder Nuklid genannt. Die Anzahl an Protonen und Neutronen in einem Nuklid bestimmt dessen Eigenschaften. Es gibt etwa 240 stabile Nuklide, das bedeutet, dass die Anzahl der Protonen und Neutronen im Nuklid gleich hoch ist oder so verteilt, dass sich Anziehung und Abstoßung von Protonen und Neutronen gegenseitig aufheben. Das ist die sogenannte Kernkraft.

Es gibt aber auch instabile Nuklide und zwar weit mehr, über 3000. Bei ihnen gibt es entweder mehr Neutronen als Protonen oder mehr Protonen als Neutronen. Diese Nuklide werden Isotope genannt. Durch das Ungleichgewicht kann das Nuklid oder Isotop zerfallen und sich umwandeln sowie die bestehende Bindungsenergie freisetzen. Diese freigesetzte Energie wird ionisierende Strahlung genannt, umgangssprachlich auch Radioaktivität. Allerdings sind diese Zerfallsprozesse von Isotop zu Isotop sehr unterschiedlich. Sie können im Bruchteil einer Sekunde vollzogen sein oder weit länger dauern als das gesamte Universum alt ist.

Nicht jede Strahlung ist Radioaktiv

Es gibt aber auch eine andere ionisierende Strahlung, die durch elektromagnetische Wellen entsteht. Hierbei werden aus der Atomhülle eines Atoms Elektronen gestoßen. Dies ist jedoch keine radioaktive Strahlung. Radioaktivität entsteht nur beim Zerfall bestimmter Atomkerne oder Nuklide. Nun unterliegen, wie oben bereits beschrieben, die meisten Nuklide dem Zerfall, weshalb eine beständige natürliche radioaktive Strahlung besteht. Die Stärke der Strahlung ist abhängig vom Nuklid, von dem die Strahlung ausgeht. Die künstlich erzeugte Strahlung beruht jedoch zum größten Teil auf elektromagnetischen Wellen, die auch die Umgebungsluft ionisieren, aber keine radioaktiven Stoffe mit sich führen. Natürliche radioaktive Strahlung stellt kaum eine Gefahr dar, es sei denn, der Mensch bewegt sich in Bereichen, in denen entsprechende Stoffe massiert auftreten, etwa in Minen, in denen Uran abgebaut wird, oder in sehr großen Höhen, wo die kosmische Strahlung aufgrund des hier schwachen Magnetfelds der Erde stark ist.

Radioaktivität wird oft mit Kernkraftwerken oder Atomwaffen in Verbindung gebracht und natürlich sind die hier möglichen Gefahren enorm. Allerdings besitzt radioaktive Strahlung einen weit höheren Nutzwert. Radioaktive Strahlen dienen beispielsweise der Haltbarmachung von Lebensmitteln, sie werden in der Materialforschung eingesetzt und zur Altersbestimmung in der Archäologie sowie in der medizinischen Diagnostik. Übrigens sind die von Wilhelm Conrad Röntgen entdeckten X-Strahlen keine radioaktiven Strahlen, sondern elektromagnetische Wellen im hohen energetischen Bereich, die der Teilchenphysik zugeordnet sind.

Quizfragen zum Thema

1. Wer entdeckte die Radioaktivität?

   Der französische Physiker Antoine Henri Becquerel entdeckte im Jahr 1896 bei Experimenten mit Uransalzen die Radioaktivität.

2. Welche Spaltprodukte entstehen beim Zerfall von Uran-235 in einem Kernreaktor?

   Tritium, Strontium-90, Caesium-137, Promethium

3. Wie unterteilen sich die natürlichen Radionuklide?

   Primordiale Radionuklide, vorkommend in der Erde und in der Biosphäre

   Kosmogene Radionuklide, über kosmische Strahlung in der Atmosphäre gebildet

   Radiogene Radionuklide, sie sind Zerfallsprodukte aus primordialen Radionukliden

4. Wie werden die Strahlungsarten genannt, die bei radioaktivem Zerfall entstehen können?

   Alphastrahlung, Betastrahlung und Gammastrahlung

5. Was bedeutet die Halbwertszeit bei radioaktiven Zerfällen?

   Mit der Halbwertszeit wird die Zeitspanne benannt, in der sich 50 % eines Atomkerns in ein anderes Nuklid gewandelt hat.

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