Version vom 8. Februar 2010, 13:00 Uhr

Radioaktivität
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Kernenergie		Isotope

Unter Radioaktivität versteht man den natürlichen Zerfall instabiler Isotope in für diese charakteristischen Zeiten, den sogenannten Halbwertzeiten. Atome der Elemente ab der Ordnungszahl 84 sind instabil. Die Art der emittierten Strahlung bestimmt bei diesem Zerfallsvorgang die Folgeprodukte:

Strahlungsarten

Alpha-Strahlung

Ein Alpha-Strahler emittiert Heliumkerne (Alphateilchen), somit vermindert sich für das Folgeprodukt die Massenzahl um den Wert vier, die Ordnungszahl um zwei.

Beispiel: An der BBS Winsen wird für radioaktive Experimente u. a. der α-Strahler Am-241 verwendet. Mit einer Halbwertszeit von 432,2 Jahren zerfällt Am-241 hierbei zu Np-237.

Beta-Strahlung

Beta-Strahlung hingegen besteht aus Elektronen, die durch Spaltung eines instabilen Neutrons entstehen. Damit kann für das Isotop des Folgeproduktes sowohl die Massen- als auch die Ordnungszahl errechnet werden.

Hierbei gilt: die Massenzahl bleibt konstant, die Ordnungszahl erhöht sich um den Wert eins.

So zerfällt der radioaktive Beta-Strahler Kohlenstoff C-14 in das stabile Isotop N-14 des Elementes Stickstoff.

Gamma-Strahlung

Uran-Radium-Zerfallsreihe

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.

Geschichte

Entdeckt wurden die unsichtbaren, energiereichen Strahlen 1896 von Henri Becquerel. Er untersuchte Uranverbindungen auf einen Zusammenhang zwischen Fluoreszenz und 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. 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: der Strahl). Der Energieumsatz beim radioaktiven Zerfall ist um vieles größer als bei chemischen Reaktionen.

Übungen

Lückentext

Vervollständige folgenden Lückentext zum Thema „Radioaktivität“:

Unter Radioaktivität versteht man den - (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.
  Hierbei gilt: die - (7) - bleibt konstant, die - (8) - erhöht sich um den Wert - (9) -.
  So zerfällt der radioaktive Beta-Strahler Kohlenstoff C-14 in das stabile Isotop - (10) - des Elementes - (11) -.

• Lösung

Quiz

Quiz

Radioaktivität: Lösung zum Quiz

Im Chemiebuch ...
findest Du weitere Informationen zum Thema Radioaktivität:
Chemie FOS-T     auf Seite -	Chemie heute     auf Seite 20	Elemente Chemie     auf Seite {{{3}}}

Weblinks

• Radioaktivität als Google-Suchbegriff
• Radioaktivität in der Wikipedia
• Radioaktivität hier in bs-wiki.de mit Google
• Radioaktivität als Youtube-Video
• Selbstlernprogramme zur Radioaktivität mit Übungsaufgaben und Lösungen bei der ETH Zürich und auf www.kernfragen.de
• http://www.akgym.asn-graz.ac.at/radioaktivitaet/index.htm
• Strahlungsarten im Detail bei der Zukunftswerkstatt Jena, Kernfragen.de und bei LEIFI
• Inst. für Bodenkunde Uni Hmb.
• Projekt zur Radioaktivität
• Grundlagen der Kernchemie von Werner Schötschel
• Radioaktive Strahlung.
• Einführung in das Thema Radioaktivität mit Übungsaufgaben und Versuchsbeschreibungen auf LEIFI, der Schulphysikseite von Ernst Leitner und Uli Finckh Entsprechendes zum Thema Kernumwandlung.