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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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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.
Aufgrund dessen gibt der Radiumkern ein
sogenanntes Alphateilchen ab,
gleichbedeutend mit einem Heliumkern,
bestehend aus 2 Protonen und 2
Neutronen.
Man spricht von Alphastrahlung.
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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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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. |
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Der
Atomkern des Jod wandelt sich in einen
Kern des Elements Xenon um.
Alpha- und Betastrahlung sind immer mit
einer Elementumwandlung verbunden. |
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Gammastrahlung
Im Gegensatz zur Teilchenstrahlung
werden bei der Gammastrahlung beim
Zerfall des Atomkerns elektromagnetische
Wellen abgegeben.
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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. |
