Radioaktivität

engl.: radiation

Alle Stoffe, ob Gase, Flüssigkeiten oder feste Stoffe, sind aus Atomen aufgebaut. Doch nicht alle Atomarten sind gleich stabil. Manche Atomkerne wandeln sich in stabilere Kernarten um, indem sie Teilchen aussenden. Das sind z.B. Heliumkerne aus zwei Protonen und zwei Neutronen, sie so genannte Alpha-Strahlung oder auch Elektronen oder Positronen, zusammenfassend als Beta-Strahlung bezeichnet. Die Atomkerne von Jod-131 wandeln sich z.B. unter Aussendung je eines Elektrons in das stabilere Xenon-131 um.

Radioaktive Umwandlungen sind rein statistische Prozesse. Eine Halbwertzeit von 28 Tagen bei Jod-131 bedeutet nicht, dass sich die gesamte Stoffmenge in 28 Tagen schlagartig umwandelt. Vielmehr ist in dieser Zeit die Hälfte der vorhandenen Atome zerfallen; manche gleich zu Beginn, die meisten am ersten Tag, die andere Hälfte aber noch gar nicht. Nach jeweils weiteren acht Tagen halbiert sich der Restbestand an Jod, wobei man nicht angeben kann, welche Atome in einer bestimmten Zeit zerfallen werden.

Jod-131 kann für die menschliche Gesundheit gefährlich sein, denn es wird vom Körper aufgenommen und konzentriert sich hauptsächlich in einem einzigen Organ, der Schilddrüse. Dabei ist Jod-131 nicht wegen seiner chemischen Eigenschaften schädlich, es verhält sich chemisch genau so wie das nicht radioaktive Jod-127. Gefährlich sind allein die beim Zerfall ausgesendeten Elektronen (Beta-Strahlen). Wenn diese Elektronen auf andere Atome treffen, können sie aus deren Hülle Elektronen herauslösen, die Folge ist eine Ionisierung dieser Atome. Ionen verhalten sich chemisch aber anders als elektrisch neutrale Atome und auf diese Weise können im menschlichen Körper Zellen zerstört oder verändert werden. Radioaktive Strahlung kann aber auch Körperzellen zu unkontrolliertem Wachstum anregen, also Krebs erzeugen.

Gemessen wird die Radioaktivität in der Einheit Becquerel. Ein Becquerel, bezogen auf 1 m³ Luft, bedeutet, dass sich in diesem Volumen pro Sekunde ein Atomkern umwandelt.
Die biologische Wirkung von Alpha-, Beta- und Gammastrahlen ist aber sehr unterschiedlich. Alpha-Strahlen haben wegen ihrer großen Masse eine starke Wirkung, dafür aber im Körper nur eine Reichweite von wenigen Millimetern. Beta-Strahlen können wegen ihrer kleinen Masse viel weiter in den Körper eindringen. Um diese Unterschiede auszugleichen, wurde zusätzlich die Einheit Sievert (Sv) für die biologische Wirksamkeit von Strahlen eingeführt.

Ein Teil der natürlichen Strahlung kommt aus dem Weltraum zu uns. Da die Lufthülle der Erde diese Strahlung vermindert, ist sie in großer Höhe, z.B. auf der Zugspitze, größer als in Meereshöhe. Ein weiterer Teil der natürlichen Strahlung kommt aus der Erde, weil dort radioaktive Zerfallsprozesse stattfinden. Diese Strahlenbelastung ist regional unterschiedlich. Der dritte Teil der Strahlenbelastung kommt aus dem menschlichen Körper selbst, denn mit der Nahrungskette nehmen wir Radionuklide auf, die im Körper weiter strahlen, z.B. radioaktives Jod-131 in der Schilddrüse. Zusätzlich zu der natürlichen Strahlung sind wir heute auch der Strahlung von künstlichen Radionukliden ausgesetzt. Diese entstehen bei Atombombenexplosionen und in Kernkraftwerken.

Als am 26.April 1986 ein schwerer Unfall im ukrainischen Atomkraftwerk Tschernobyl passierte, wurden große Mengen von künstlichen Radionukliden in die Luft freigesetzt und vom Wind über die ganze Welt verteilt.
(Quelle: www.stk.tu-darmstadt.de, Seite nicht mehr online)

Bearbeitungsstand: September 2007

Siehe auch: Halbwertszeit

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