Kernchemie und Kernphysik

Man unterscheidet hauptsächlich zwischen drei Arten von 'Strahlung':

• Alpha-Strahlung. Dabei wird aus einem schweren Atomkern ein kompletter Heliumkern ausgestossen: Zwei Protonen und zwei Neutronen. Der neue Atomkern ist also gegenüber dem alten Atomkern etwa vier Masseeinheiten leichter.
• Nach dem Zerfall des radioaktiven Erdalkalimetalls Radium-226 (Ordnungszahl 88) beispielsweise entsteht so das ebenfalls leicht radioaktive Edelgas Radon-222 (Ordnungszahl 86), ein Heliumkern - also ein Alpha-Teilchen - und ein sehr hoher Energiebetrag.
• Radon-222 hat damit vier Nukleonen weniger als Radium-226, außerdem mit der Ordnungszahl 86 zwei Protonen weniger.
• Nur zur Erinnerung: Radium-226 steht für ein Radiumatom mit 226 Kernteilchen (Nukleonen), welches laut Ordnungszahl 88 Protonen und [226-88=] 138 Neutronen aufweist.
• Eine Alpha-Teilchen ist relativ langsam und hat in Gasen eine Reichweite von wenigen Zentimetern. Schon ein Blatt Papier ist undurchlässig für Alpha-Teilchen.
• Beta-Strahlung. Dabei wandelt sich ein Neutron in ein Proton um und setzt dabei ein Elektron frei.
• Beim Zerfall von Actinium-227 (Ordnungszahl 89) zum Beispiel, wird Thorium-227 (Ordnungzahl 90) und ein Elektron - das Beta-Teilchen - frei.
• Beta-Teilchen haben eine höhere Reichweite als Alphateilchen. Sie können durch dünne Metallplatten, wie Aluminiumbleche abgehalten werden.
• Gamma-Strahlung. Dabei wird bei Kernumwandlungsprozessen kein klassisches Teilchen frei, vielmehr wird extrem kurzwellige elektromagnetische Strahlung freigesetzt, die einer Röntgenstrahlung gleicht. Sie haben eine sehr hohe Reichweite, und ihre hohe Durchdringfähigkeit kann nur durch dicke Bleiplatten gemindert werden.

Einige Begriffe sollen noch erläutert werden:

• Bei einer radioaktiven Zerfallsreihe wandelt sich ein Nuklid in immer neue Kerne um, bis schließlich ein stabiler Kern vorliegt.
• Die Halbwertszeit ist die Zeit, innerhalb der die Hälfte der Radionuklide (radioaktiven Atomkerne) zerfallen ist. Nach Ablauf der Halbwertszeit sinkt die radiologische Aktivität auf die Hälfte. Statistisch gesehen wird damit der Bruchteil noch vorhandener Radionuklide zwar immer um die Hälfte geringer, jedoch wird er nie gleich null.
• Für Uran-238 beträgt die Halbwertszeit 4.500.000.000 Jahre. Das ist die bisherige Lebensdauer unseres Planeten!
• Für Radium-221 nur 30 Sekunden.
• Ein Bequerel die Einheit für die radiologische Aktivität. 1 Bequerel (Bq) steht für einen Zerfall in einer Sekunde.