AHA!
Früher war das Warnzeichen für Radioaktivität gelb - heute verwendet man das rote Warnzeichen. (Quelle: Internationale Atomenergiebehörde)
WAS IST RADIOAKTIVITÄT?
Radioaktivität entsteht, wenn radioaktive Elemente zerfallen und dabei energiereiche Strahlung - die radioaktive Strahlung - abgeben.
Dieses Video erklärt dir die Radioaktivität.
Entdeckt wurde die Radioaktivität Ende des 19. Jahrhunderts. Konrad Röntgen, Marie und Pierre Curie oder Henry Bequerel erforschten dieses Phänomen damals intensiv und entdeckten dabei neue Strahlen und sogar neue chemische Elemente. Die radioaktiven Röntgenstrahlen sind nach Konrad Röntgen benannt. Ein neues, radioaktives chemisches Element benannte Marie Curie Polonium nach ihrer Heimat Polen. Und Henry Bequerel gab seinen Nachnamen für eine Masseinheit der Radioaktivität - das Bequerel.
Doch wie entstehen Radioaktivität und radioaktive Strahlung?
Die Stoffe in unserer Natur sind aus verschiedenen chemischen Elementen zusammen gesetzt. Neben Kohlenstoff, Uran oder Stickstoff, gibt es auch Gold oder Helium, Polonium oder Titan und viele mehr. Jedes Element besteht aus Atomen, welche ihrerseits aus einem Atomkern und negativ geladenen Teilchen, den Elektronen, besteht. Nicht jedes Element ist aber radioaktiv.
Die Radioaktivität ist eine Eigenschaft des Atomkerns der radioaktiven Elemente. Manche Atome sind aufgrund ihrer Zusammensetzung instabil, das heisst, sie bestehen nur eine gewisse Zeit. Dann zerfällt der Atomkern in verschiedene Einzelteile. Dabei wird Energie frei gesetzt: die radioaktive Strahlung. Daher kommt auch der Name des radioaktiven Zerfalls. Genutzt wird die Atomenergie in Kernreaktoren. Wie genau Energie aus Atomen gewonnen wird, erklärt dir der Artikel "Strom aus dem Atom".
Beim radioaktiven Zerfall entsteht aber nicht nur Strahlung. Das ursprüngliche Atom existiert nach dem Zerfall nicht mehr. Denn die Bruchstücke des Atoms bilden neue Elemente. So entsteht bei dem radioaktiven Zerfall von Uran 238 beispielsweise das Element Thorium 234.
Alpha, Beta und Gamma
Insgesamt gibt es drei verschiedene Möglichkeiten, wie ein Atomkern zerfallen kann. Entsprechend werden auch verschiedene Strahlen ausgesandt, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften haben.
Wie im Bild schematisch gezeigt wird, gibt es die alpha-(α)-Strahlung, beta-(β)-Strahlung und die gamma-(γ)-Strahlung. (Bild: Wikimedia Commons)
Die Alpha-Strahlung entsteht, wenn bei einem Zerfall des Atomkerns ein Helium-Atomkern entsteht. Zum Beispiel wird beim Zerfall von Uran 298 ein Heliumkern frei - also Alpha-Strahlung. Die Alpha-Strahlung ist auch die am wenigsten aggressive Strahlung, da sie nur sehr wenige Zentimeter weit kommt; sie kann mit einem Stück Papier oder durch die oberste, tote Hautschicht abgehalten werden.
Die Beta-Strahlung kommt zustande, wenn aus dem Atom energiereiche Elektronen ausgesandt werden. Auch hier verändert sich der Atomkern und es entsteht ein neues Element. Im Gegensatz zu den Alpha-Strahlen haben die Beta-Strahlen eine etwas weitere Reichweite und sind dadurch gefährlicher. Sie können z.B. in das menschliche Gewebe vordringen und dort Schaden anrichten. Beta-Strahlen können aber schon mit einer wenigen Millimeter dicken Aluminiumfolie abgehalten werden.
Und Röntgenstrahlen?
Bei der dritten Zerfallsart, dem Gamma-Zerfall, werden vom Atomkern hoch-energetische Gamma-Strahlen ausgesandt. Dies sind sehr weitreichende, hoch-energetische Strahlen. Vor dieser Art von Strahlen kann man sich nur mit dicken Blei-Platten schützen. Die Bauteile des Bleiatoms sind so dicht aneinander gebaut, dass die Strahlung sie kaum durchdringen kann. Gamma-Strahlen sind elektromagnetische Strahlen, man nennt sie übrigens auch Röntgenstrahlen.
Alle Formen von Radioaktivität können im menschlichen Körper Schaden anrichten. Die Röntgenstrahlen besitzen allerdings die meiste Energie und können den Körper und unsere Zellen auch am besten durchdringen. Dabei treffen die Strahlen zum Beispiel auf unsere Erbinformation und können diese schädigen. Unsere Körperzellen sind in der Lage, kleine Schäden an unserer Erbinformation zu reparieren.
Nehmend die Schäden Überhand, ist die Menge der Radioaktivität also sehr hoch, kann das zu dauerhaften Erbgutschäden und somit zu Krebs oder im schlimmsten Fall zum Tode führen. Die Mengen Radioaktivität, die beim Röntgen verwendet werden, sind aber so gering, dass der Körper die Strahlung gut verkraften kann. Man sollte aber nicht zu häufig im Jahr zu einer Röntgenuntersuchung gehen.
Übrigens ist ein geringes Mass an Radioaktivität wichtig. Unsere Erde enthält viele radioaktive Elemente, weshalb wir ständig einer geringen Menge an Radioaktivität ausgesetzt sind. Diese Strahlung verändert unser Erbgut minimal - Mutationen entstehen. Über Jahrmillionen konnten so aus Einzellern Menschen werden: Die Radioaktivität ist also auch Quelle der Evolution.
Quelle: SimplyScience Redaktion