Radioaktivität Entgegen weitläufiger (durch Simpsons geprägte) Meinung leuchten radioaktive Stoffe generell NICHT!

Aufbau des Atoms Atomkern Protonen (p+) Neutronen (n0) Atomhülle enthält Protonen (p+) Neutronen (n0) Atomhülle enthält Elektronen (e-)

Ein Element ist durch die Anzahl der Protonen im Atomkern definiert. Rolle der Protonen Ein Element ist durch die Anzahl der Protonen im Atomkern definiert. Beispiel: Ein Urankern enthält immer . 92 Protonen

Isotope Uran-235 Uran-238 p+ n0 e- Isotope sind Atomkerne des gleichen Elements, die sich durch die Anzahl der Neutronen unterscheiden. Beispiel: Uran-235 Uran-238 p+ n0 e- 92 92 143 146 92 92

Ein Isotop wird meist folgendermaßen beschrieben: Notation Ein Isotop wird meist folgendermaßen beschrieben: Massenzahl A chemisches Symbol Kernladungszahl (Ordnungszahl) Z

Chemische Reaktion vs. Radioaktivität Während einer chemischen Reaktion ändert die Anzahl der Protonen in den Atomkernen nicht. Radioaktivität ist KEINE chemische Reaktion! Radioaktivität ensteht durch den spontanen Zerfall von Atomkernen. Die Anzahl der Protonen ändert! Es entsteht ein neues Element (Atomumwandlung).

Nachweis von radioaktiver Strahlung Während jeder radioaktiven Reaktion wird ein Teilchen oder Strahlung freigesetzt, die mit einem Geiger-Müller-Zählrohr und einem elektronischen Zählgerät nachgewiesen werden können .

Arten von radioaktiver Strahlung Man unterscheidet 3 Arten von Radioaktivität: a-Strahlung b-Strahlung g-Strahlung

a-Strahlung a-Strahlung besteht aus Heliumkernen (He2+). Ein Heliumkern besteht aus je 2 Protonen 2 Neutronen a-Strahlung kann schon von Zigarettenpapier absor-biert werden. Gelangt aber eine a-Quelle in den menschlichen Körper richtet sie große Schäden an.

b-Strahlung b-Strahlung besteht aus Elektronen (e-). Diese Elektronen kommen NICHT aus der Atomhülle, sondern entstehen durch den Zerfall eines Neutrons: n0 p+ + e- |-Energie b-Strahlung wird von dünnen Metallfolien absorbiert.

Anwendung der b-Strahlung Szintigraphie mit I-137 Schilddrüse - Normalbefund Schilddrüse mit Krebs

g-Strahlung g-Strahlung ist elektromagnetische Strahlung (wie z.B. auch Licht, Röntgenstrahlung, Radiowellen…). g-Strahlung ist Energieverlust eines Atomkerns. Sie entsteht nur zusammen mit anderer Strahlung. g-Strahlung wird erst von dicken Metallplatten absorbiert und ist damit die radioaktive Strahlung mit dem höchsten Durchdringungsvermögen.

Beispiele a-Strahlung b-Strahlung g-Strahlung

So entstehen Zerfallsreihen. Oft ist das Zerfallsprodukt instabil und seinerseits ra-dioaktiv. Es zerfällt weiter. So entstehen Zerfallsreihen.

Zerfallsreihe des Uran

Halbwertszeit Die Zerfallsgeschwindigkeit hängt vom radioaktiven Isotop ab. Sie ist durch die Halbwertszeit T1/2 charakterisiert. Nach der Zeit t = T1/2 ist nur die Hälfte der ursprünglich vorhandenen radioaktiven Kerne übrig.

Halbwertszeit N0 N0/2 N0/4 N0/8

Halbwertszeiten verschiedener Isotope Po-213 4,2 . 10-6 s Th-234 24,1 Tage Ra-226 1620 Jahre C-14 5730 Jahre U-238 4,51 . 109 Jahre Th-232 1,4 . 1010 Jahre

Anwendung: radioaktive Altersbestimmung (z.B. Ötzi mit C-14 Methode)

Künstliche Radioaktivität Man spricht von künstlicher Radioaktivität, wenn das enstprechende radioaktive Isotop nicht in der Natur vorkommt, sondern im Labor hergestellt wurde (z.B. durch Beschuss mit a-Teilchen) ist radioaktiv und zerfällt weiter: ist ein Positron (positiv geladenes « Elektron »)