Unter '''Radioaktivität''' versteht man den natürlichen Zerfall instabiler [[Isotope]] in für diese charakteristischen Zeiten, den sogenannten [[Halbwertszeit]]en.
Alle Isotope ab der [[Ordnungszahl]] 84 sind instabil.
[[Bild:RadioaktivPse96.png|thumb|left|Marie & Pierre Curie<br />Bild: Anja Lindemann]]== Geschichte ==Entdeckt wurden die unsichtbaren, [[energie]]reichen Strahlen 1896 von Henri Becquerel. Er untersuchte [[Uran]]verbindungen auf einen Zusammenhang zwischen [[Fluoreszenz]] und [[Röntgen|Röntgenstrahlung]]. Dabei entdeckte er, dass [[Uran]]eine unsichtbare energiereiche Strahlung aussendet.
In der Folgezeit untersuchten Marie und Pierre Curie ein stärker strahlendes Uranerz, die Uranpechblende. Sie isolierten im Jahr 1898 daraus die Elemente [[Polonium]] und [[Radium]]. Von Marie Curie stammt auch die Bezeichnung „Radioaktivität“ für energiereiche Strahlung aus Atomen (lat. Radius: der Strahl).
Der [[Energie]]umsatz beim radioaktiven Zerfall ist um vieles größer als bei [[Chemische Reaktion|chemischen Reaktion]]en.
Unter '''Radioaktivität''' versteht man den natürlichen Zerfall instabiler [[Isotope]] in für diese charakteristischen Zeiten, den sogenannten [[Halbwertzeit]]en. Atome der Elemente ab der Ordnungszahl 84 sind instabil. Die Art der emittierten Strahlung bestimmt bei diesem Zerfallsvorgang die Folgeprodukte:----== Strahlungsarten ==
Die Art der emittierten Strahlung bestimmt bei diesem Zerfallsvorgang die Folgeprodukte:
Ein Alpha-Strahler emittiert Heliumkerne (Alphateilchen), somit vermindert sich für das Folgeprodukt die [[Massenzahl]] um den Wert vier, die [[Ordnungszahl]] um zwei. [[Bild:Alphaentstehung.jpg]]!
=== Beta-Strahlung ===
Beta! === Gamma-Strahlung hingegen besteht aus ===|-! <br />[[ElektronBild:Alphaentstehung.jpg]]en, die durch Spaltung einesinstabilen <br /><br />Der α-Strahler [[NeutronRa]]s entstehen. Damit kann für das -226 zerfällt zu [[IsotopRn]] des Folgeproduktes sowohl-226.<br /> die Massen- als auch die ! <br />[[OrdnungszahlBild:Beta-entstehung.jpg]] errechnet werden.Hierbei gilt: die <br /><br />Der ß-Strahler [[MassenzahlCs]] bleibt konstant, die -137 zerfällt zu [[OrdnungszahlBa]] erhöht sich um den Wert eins-137.<br /> So zerfällt der radioaktive Beta-Strahler ! <br />[[KohlenstoffBild:Gammaentstehung.jpg]] C<br /><br />Ein angeregter (''m''etastabiler) Bariumkern sendet Gamma-14 in Strahlung aus.<br /> |-| Ein Alpha-Strahler emittiert Heliumkerne (Alphateilchen), somit vermindert sich für das stabile Folgeprodukt die [[IsotopMassenzahl]] N-14 des Elementes um den Wert vier, die [[StickstoffOrdnungszahl]]um zwei.
'''Beispiel:''' Für radioaktive Experimente wird u. a. der α-Strahler [[Am]]-241 verwendet. Mit einer [[Halbwertszeit]] von 432,2 Jahren zerfällt Am-241 hierbei zu [[Np]]-237.| Beta-Strahlung besteht aus [[Elektron]]en, die durch Spaltung eines instabilen [[Neutron]]s entstehen. Damit kann für das [[Isotop]] des Folgeproduktes sowohl die Massen- als auch die [[Ordnungszahl]] errechnet werden. Hierbei gilt: die [[Massenzahl]] bleibt konstant, die [[BildOrdnungszahl]] erhöht sich um den Wert eins.'''Beispiel:''' Der radioaktive Beta-entstehungStrahler [[Kohlenstoff]] C-14 zerfällt in das stabile [[Isotop]] N-14 des Elementes [[Stickstoff]]. | Gamma-Strahler:<br />Nach einem α- oder ß-Zerfall befindet sich der neu entstandene Atomkern häufig in einem angeregten, d. h. ernergiereichen Zustand. Wenn der Kern in einen stabilen Energiezustand übergeht, wird diese Energie als Gamma-Strahlung abgegeben.'''Beispiel:''' Bestrahlung von Krebszellen mit [[Kobalt|Co]]-60.|}=== Strahlungsmessung ===[[Bild:Strahlungsmesser.jpgpng|154px|right]]
=== Der [[Strahlungsmessgerät|„Inspector USB“ (Bild)]] ist ein [[Messgerät]] zum Nachweis [[Radioaktivität|radioaktiver Strahlung]] mittels Geiger-Müller-Zählrohr. Die universelle Auslegung erlaubt Schülern die Messung von Alpha-, Beta-, Gamma-Strahlung ===und [[Röntgenstrahlung]].
Alle Uranisotope sind radioaktiv und daher instabil. Ihr natürliches Vorkommen ergibt sich aufgrund der radioaktiven Zerfallsreihen. Bei der Uran-Radium-Zerfallsreihe werden Alpha- und Betastrahlen emmitiert, keine Gammastrahlen.
[[Bild:Uran radium zr.gif]]
Entdeckt wurden solche unsichtbaren, energiereichen Strahlungen von Henri Becquerel 1896. Er untersuchte Uranverbindungen auf einen Zusammenhang zwischen Fluoreszenz und Röntgenstrahlung. Dabei entdeckte er, dass Uran eine unsichtbare energiereiche Strahlung aussendet.== Anwendungsbeispiele ==In der Folgezeit untersuchten Marie und Pierre Curie ein stärker strahlendes Uranerz, * Altersbestimmung durch die Uranpechblende. Sie isolierten im Jahr 1898 daraus die Elemente Polonium und Radium. Sie stellten auch zum ersten Mal klar, dass Radioaktivität kein chemischer Vorgang ist, sondern dass hierbei der Atomkern seinen Charakter ändert. Von Marie Curie stammt auch die Bezeichnung „Radioaktivität“ für energiereiche Strahlung aus Atomen (lat. Radius[[Radiocarbonmethode]]* Ernährung: der Strahl).[[Isotopenanalyse]]Der Energieumsatz beim radioaktiven Zerfall ist um vieles größer als bei chemischen Reaktionen. Die Energie der radioaktiven Strahlung wird häufig in Elektronenvolt (eV)Angegeben* Stromerzeugung: 1 eV ist diejenige kinetische Energie, die ein Teilchen mit der Ladung eines Elektrons (1e) im Vakuum aufnimmt, wenn es eine Spannung von 1 Volt durchläuft.[[Kernenergie]]
== Übungen == == Übung = Lückentext ===
Vervollständige folgenden Lückentext zum Thema „Radioaktivität“:
Unter Radioaktivität versteht man den natürlichen - (1) - instabiler Isotope in für diese charakteristischen Zeiten, den sogenannten - (2) - .
Die Art der emittierten Strahlung bestimmt bei diesem Zerfallsvorgang die Folgeprodukte:
* Ein Alpha-Strahler emittiert Heliumkerne, somit vermindert sich für das Folgeprodukt die Massenzahl um den Wert - (3) -, die Ordnungszahl um - (4) -.
* Beta-Strahlung hingegen besteht aus - (5) - , die durch Spaltung eines instabilen - (6) -entstehen. Damit kann für das Isotop des Folgeproduktes sowohl die Massen- als auch die Ordnungszahl errechnet werden.<br>Hierbei gilt: die - (7) - bleibt konstant, die - (8) - erhöht sich um den Wert - (9) -.<br>So zerfällt der radioaktive Beta-Strahler Kohlenstoff C-14 in das stabile Isotop - (10) - des Elementes - (11) -.
* '''[[Radioaktivität: Antworten|Lösung]]'''
=== Arbeitsblatt ===[[Quiz zu Media:Radioaktivität, Brennstoffkreislauf und Atomkraftwerk.pdf|Arbeitsblatt]]
=== Quiz ===* [[Radioaktivität: Quiz zu Radioaktivität und Kernenergie|Quiz]]* [[Radioaktivität: Lösung zum Quiz]]
{{cb|-|20|356}}
{{www}}
{{LEIFI|kern-teilchenphysik}}* [http://www.educeth.ch/physik/leitprog/radio/docs/radio.pdf ETH Zürich: Leitprogramm Selbstlernprogramme zur Radioaktivität. Ein ausführliches Selbstlernprogramm mit Übungsaufgaben und Lösungen]* auf [http://www.akgymkernfragen.asn-grazde www.ackernfragen.at/radioaktivitaet/index.htmde]* Strahlungsarten im Detail [http://www.zw-jena.de/energie/kernstrahlung.html Strahlungsarten im Detail]* [http://www.geowiss.uni-hamburg.de/i-boden/lvradiop/fra_int.htm Inst. für Bodenkunde Uni Hmb.]* [http://www.akgym.asn-graz.ac.at/radioaktivitaet/index.htm Projekt zur Radioaktivitätbei der Zukunftswerkstatt Jena]
* [[Media:Kernchemie.pdf|Grundlagen der Kernchemie von Werner Schötschel]]
* Interessante Informationen über [http://abi-physik.de/buch/kernphysik/alphastrahlung/ Alpha]-, [http://abi-physik.de/buch/kernphysik/betastrahlung/ Beta]- und [http://abi-physik.de/buch/kernphysik/gammastrahlung/ Gammastrahlung].