Radioaktivität

Radioaktivität nennt man die Eigenschaft von Atomkernen, sich unter Abgabe von elektromagnetischen Strahlen und/oder Teilchen in einen anderen Atomkern umzuwandeln, und zwar spontan, also ohne äußere Einwirkungen.

Bei der Strahlung handelt es sich um Alpha- (Heliumionen), Beta- (Elektronen) und Gammastrahlen (elektromagnetische Wellen tief im Röntgenbereich).

Die Radioaktivität wurde 1896 von H. Becquerel am Uran entdeckt. Sein Name wird heute als Maßeinheit für die Aktivität eines radioaktiven Stoffes benutzt. Man unterscheidet zwischen natürlicher und künstlicher Radioaktivität, je nachdem, ob sie an einem natürlich vorkommendem Element oder an einem im Labor erzeugten Atom nachgewiesen wird.

Atome, die so zerfallen, heißen Radionuklide. Sie werden als instabile Atome bezeichnet, da sie einen Überschuss an Protonen oder Neutronen haben. Einerseits kommen sie in der Natur vor (natürliche Radionuklide), lassen sich andererseits aber auch in Reaktoren gezielt erzeugen oder entstehen in diesen als Nebenprodukte. Es gibt etwa 50 radioaktive Atomkernarten in der Natur, die sich in drei Zerfallsreihen einordnen lassen.

Zerfällt ein Atom, sendet es also die überschüssigen Teilchen aus, so kann ein stabiles Element entstehen, aber auch ein instabiles, welches dann selbst wieder zerfällt. Den radioaktiven Zerfall beschreibt das "Zerfallsgesetz": Die Zahl der Zerfälle ist proportional zu der Zahl der Atome, und die Zahl der ursprünglichen Atome nimmt folglich exponentiell mit der Zeit ab. Dies geschieht nach rein statistischen Gesetzen, es lässt sich nicht voraussagen, welches Atom von mehreren in einer bestimmten Zeiteinheit zerfällt. Es zerfällt aber stets der gleiche Bruchteil einer bestimmten Menge. Kennzeichnend für ein radioaktives Element ist die Halbwertszeit, die die Zeit angibt, nach der die Hälfte einer Substanz zerfallen ist. Maß für die Radioaktivität eines Stoffes ist die Anzahl der Zerfälle je Sekunde.

Die natürliche Radioaktivität ist allgemein schwach, da die strahlenden Elemente in der Natur meist nur in geringer Konzentration vorkommen. Bei übermäßiger Anwendung wie auch bei Bergleuten in Uran- und Thorazit-Gruben führte sie aber zu Verbrennungen und Krebs (Schneeberger Lungensucht). Höchst gefährlich und meist sofort tödlich ist die beim künstlich herbeigeführten Atomzerfall (Atombombe, Kritischwerden eines Atomreaktors) freiwerdende Radioaktivität. Der Umgang mir Radioaktivität unterliegt den Strahlenschutzgesetzen.