Radioaktivität

Radioaktivität: Eigenschaft instabiler Nuklide, sich spontan (das heißt ohne äußere Einwirkung) in andere Nuklide umzuwandeln. Bei diesem 1896 von H. Becquerel an Uran entdeckten radioaktiven Zerfall wird eine für die jeweilige Zerfallsart charakteristische Strahlung ausgesendet. Elemente, die mindestens eine radioaktiv zerfallende Atomart, ein Radionuklid, aufweisen, heißen Radioelemente. Die Radioaktivität der in der Natur vorkommenden Nuklide wird natürliche Radioaktivität, die durch Kernreaktionen erzeugte künstliche Radioaktivität genannt. Die wichtigsten Arten der Radioaktivität zeigt die Tabelle. Natürliche Radionuklide zerfallen nur durch Aussendung von a- und/oder ß-Teilchen, die von y-Strahlung begleitet wird. Künstlich hergestellte Radionuklide zerfallen auch auf alle anderen Arten. Die Anzahl dN der im Zeitintervall d < zerfallenden Kerne ist der Anzahl N der jeweils vorhandenen aktiven Kerne proportional: dN/dt= -XN; X heißt Zerfallswahrscheinlichkeit oder -konstante. Dann beträgt die Anzahl N der zur Zeit vorhandenen Kerne N= N0 exp (-Xt) (Zerfallsgesetz), wenn N0 die Anzahl bei / = 0 ist. r = l/X heißt mittlere Lebensdauer. Nach der Halbwertszeit Tm = ln HX ist die Hälfte von N0 zerfallen. X und somit r und Tm sind für jedes Radionuklid charakteristische Konstanten. 7 1/2 beträgt zum Beispiel 1,4 • IO10 Jahre für Thorium 232 und 3 IO' s für Polonium 212 (bei Zerfällen einiger Radionuklide, an denen Hüllenelektronen beteiligt sind, kann man durch physikalische oder chemische Einwirkung X messbar verändern). Nuklide, die auseinander entstehen, bilden eine Zerfallsreihe, die längsten beginnen mit Uran 238, Uran 235, Thorium 232 und Neptunium 237 und enden bei den stabilen Nukliden Blei 206, 207, 208 und Wismut 209.

Radioaktiver Abfall, Atommüll: beim Betrieb eines Kernreaktors oder bei der Produktion, Verarbeitung und Anwendung von Radionukliden anfallende radioaktive Stoffe, die ohne zusätzliche Bearbeitung nicht weiter genutzt werden können. Um zu verhindern, dass sie die Umwelt unzulässig belasten und Menschen gefährden, müssen sie gesammelt, teilweise auch konzentriert und verfestigt werden, so dass sie langfristig sicher lagerbar sind (Endlagerung). Bis zum Abklingen der Aktivität hochaktiver Abfälle sind dabei Zeiträume bis über tausend, bei Aktiniden bis zu einer Million Jahre in Betracht zu ziehen. Siehe auch Kernbrennstoffzyklus. radioaktive Wolke: Alpha-, Beta- und Gammastrahlung verbreitende Wolke, die sich bei der Erddetonation einer Kernwaffe bildet; besteht aus der eigentlich Detonationswolke und dem aus hochgerissenen Erd- und Schlacke- beziehungsweise Wassermassen gebildeten Stiel; nimmt (nicht bei unterirdischen Detonationen) die Form eines Pilzes an (Atompilz).