Aktivität

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Radioaktivität		Halbwertszeit

Die radiologische Aktivität A ist das Maß für die Anzahl N der Atomkerne eines Radionuklids, die pro Zeiteinheit zerfallen und dabei Alpha-, Beta- oder Gamma-Strahlung oder Neutronen aussenden.

Die Aktivität A wird in der Einheit Becquerel (Bq) angegeben. 1 Bq entspricht einem Zerfall pro Sekunde. Bezieht man die Aktivität auf das Volumen oder die Masse, erhält man die Aktivitätskonzentration A_K (Bq/L) bzw. die spezifische Aktivität A_S (Bq/kg).

Beispiel: Das Radionuklid ¹⁴C hat eine spezifische Aktivität von 14 Becquerel pro Gramm, kurz: A_s(¹⁴C) = 14 Bq/g.

Über die Halbwertzeit eines Radionuklids lässt sich die Aktivität für beliebige Zeitpunkte berechnen:

A = A₀ · 0,5^t/HWZ

A = Aktivität zum gesuchten Zeitpunkt; A₀ = Anfangsaktivität; t = verstrichene Zeit, HWZ = Halbwertzeit

Beispiel:

• Die Halbwertzeit des Radionuklids ¹⁴C beträgt 5.730 Jahre. Die ¹⁴C-Aktivität einer Probe beträgt 888 Becquerel. Welche Aktivität hätte die Probe nach einer Lagerung von 100 Jahren?
• Gegeben: A₀ = 888 Bq; t = 100 a, HWZ = 5.730 a
• Gesucht: A
• Einsetzen: A = 888 Bq · 0,5^{100 a/5.730 a} = 877 Bq

• Antwort: Die Aktivität der Probe wäre nach einer Lagerung von 100 Jahren von 888 auf 877 Becquerel gefallen.

Aufgaben

Nach der Reaktorkatastrophe in Tschernobyl (1986) wurden in Tageszeitungen regelmäßig Listen mit den spezifischen Aktivitäten bestimmter Nahrungsmittel in Becquerel pro Kilogramm veröffentlicht. So fand man u. a. in einer Charge aus 800 t Molkepulver, welches überwiegend als Grundstoff für industriell hergestellte Säuglingsnahrung verwendet wird, das radioaktive Isotop Sr-90 (HWZ=28,5a) mit einer spezifischen Aktivität von 80 Bq pro kg. Als Grenzwert für Säuglingsnahrung in Form von Milchpulver wurde in Fachkreisen eine spezifische Aktivität von 10 Bq/kg diskutiert.

1. Berechne, wie lange es gedauert hätte, diesen Grenzwert durch Lagerung des Pulvers zu erreichen.
2. Stelle den zeitlichen Verlauf der spezifischen Aktivität grafisch dar und verdeutliche hierin die HWZ.
3. Diskutiere die seinerzeit vorgeschlagenen Lösungen von Politik, Industrie und Verbrauchern hinsichtlich ihrer ökologischen, ökonomischen und moralischen Aspekte:

• Grenzwerte erhöhen,
• Pulver wie radioaktiven Abfall im Salzstock Gorleben zwischenlagern,
• Pulver mit unbelastetem Pulver mischen,
• Pulver lagern,
• Pulver verbrennen,
• Pulver als Viehfutter einsetzen,
• Pulver als Nahrungsmittelspende in die "Dritte Welt" exportieren.

Im Chemiebuch ...
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Chemie FOS-T     auf Seite -	Chemie heute     auf Seite 23	Elemente Chemie     auf Seite -

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