Antoine-Henri Becquerel
entdeckte Ende des 19. Jahrhunderts, dass Verbindungen des
Urans spontan, also ohne äußeren Einfluß, unsichtbare Strahlen
aussenden. Auch bei Radium und anderen Elementen kann
man diese Strahlung feststellen. Die Strahlen können unter
anderem:
- Materie durchdringen
- Fotoplatten schwärzen
- Fluoreszenz hervorrufen
- Gase ionisieren, d.h. elektrisch
leitend machen.
Man spricht deshalb von
ionisierender Strahlung. Von besonderer Bedeutung sind Alpha-,
Beta- und Gammastrahlung.
Ursache für die
ionisierende Strahlung:
- Die Atomkerne dieser Elemente -
Radionuklide genannt - sind nicht stabil. Sie zerfallen, um
in einen stabileren Zustand überzugehen, d.h. sie wandeln
sich ohne äußere Einwirkung in Kerne anderer oft
radioaktiver Nuklide um.
- Dabei wird Energie in Form von
Teilchen oder elektromagnetischen Wellen abgegeben - die
ionisierende Strahlung
- Am Ende einer jeden
Zerfallsreihe steht immer ein stabiles Element.
Es sind 236 stabile Elemente und
etwa 2600 Radionuklide bekannt. Radionuklide kommen zum Teil
in der Natur vor oder können künstlich erzeugt
werden.
Diese Eigenschaft heißt
Radioaktivität.
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![](images/radioakt.gif) |
Der Zerfall von
Radium unter Aussendung von Alphastrahlung. Der
instabile Kern des radioaktiven Radiumisotops
Ra-226 (bestehend aus 88 Protonen
und 138 Neutronen) hat das ständige Bestreben, in einen
stabileren Zustand überzugehen. Deshalb gibt der Radiumkern
ein sogenanntes Alphateilchen ab, gleichbedeutend mit einem
Heliumkern, bestehend aus 2 Protonen und 2
Neutronen. Man spricht von
Alphastrahlung. |
Der Radiumkern wandelt sich
aufgrund der zwei fehlenden Protonen in einen Kern des
Elements Radon um. Der Radonkern hat 86 Protonen und 136
Neutronen. Radon ist ebenfalls radioaktiv und führt die
Zerfallsreihe fort. Radon zerfällt weiter zu Polonium usw. Am
Ende der Zerfallsreihe entsteht das inaktive, stabile Element
Blei.
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![](images/radioakt-2.jpg) |
Betastrahlung Sie besteht aus negativ
geladenen Elektronen, die entstehen, wenn sich im Kern ein
Neutron in ein Proton umwandelt. Dies geschieht z.B. beim
Zerfall des radioaktiven Jod-131.
Alpha- und
Betastrahlen sind Teilchenstrahlen. |
![](images/radioakt-3.jpg) |
Der Atomkern des Jod
wandelt sich in einen Kern des Elements Xenon um. Alpha-
und Betastrahlung sind immer mit einer Elementumwandlung
verbunden. |
![](images/radioakt-5.jpg) |
Gammastrahlung Im Gegensatz zur
Teilchenstrahlung werden bei der Gammastrahlung beim Zerfall
des Atomkerns elektromagnetische Wellen
abgegeben.
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![](images/radioakt-6.jpg) |
Ionisierende Strahlung hat ein
unterschiedliches Durchdringungsvermögen:
- Alphastrahlung:
Abschirmung
durch ein Blatt Papier von 0,1 mm Dicke möglich.
- Betastrahlung:
Abschirmung
durch ein ca. 2-5 cm dickes Buch möglich.
- Gammastrahlung:
Weitgehende
Abschirmung durch 1 m Beton oder 20 cm Blei möglich.
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Ionisierende Strahlung kann schädigend wirken, wenn
sie auf Zellgewebe trifft.
Das Abklingen der
Radioaktivität, d.h. der Zerfall der Radionuklide, geschieht
in extrem unterschiedlichen Zeiträumen. Ein Maß dafür ist die
Halbwertszeit. |