Physik verstehen 4, Schulbuch

87 Das radioaktive Verhalten der Materie 3. Was ist Radioaktivität? Der Physiker Henri Becquerel (1852–1908, Abb. 87.1) beschäftigte sich mit der Fluoreszenz von Uransalzen (Abb. 86.5). Diese setzte er dem Sonnenlicht aus und legte sie anschließend auf eine Fotoplatte, die sich schwärzte. Nachdem tage- lang keine Sonne schien, unterbrach er die Bestrahlung der Gesteine. In einer Schublade ließ er ein nicht bestrahltes Gestein auf einer verpackten Fotoplatte liegen. Die Uransalze konnten die Fotoplatte dennoch schwärzen. Daraus schloss er, dass nicht das Sonnenlicht für die Schwärzung verantwortlich war. Stattdes- sen gaben die Uransalze selbst Strahlung ab. Marie Curie nannte die Strahlung der Uransalze radioaktiv . Das bedeutet „von selbst strahlend“. Gemeinsam mit ihrem Mann Pierre konnte sie zwei weitere radioaktive Elemente – Polonium (Po) und Radium (Ra) – entdecken. Abb. 87.2 zeigt die Schwärzung eines Schwarzweiß-Fotopapiers. Verursacht wurde sie durch die Einwirkung der Strahlung, die von den Leuchtziffern eines alten Weckers mit Radiumleuchtfarbe ausgeht (  Seite 88). Radioaktive Isotope (Radionuklide) enthalten zu viele oder zu wenige Neutronen oder ihre Atomkerne sind zu groß. Sie sind daher nicht stabil, zerfallen und geben dabei Energie in Form von Strahlung ab. Es entstehen neue Atomkerne, die wieder radioaktiv sein können. Nach dem Entdecker der Radioaktivität wurde ihre Einheit von „1 Zerfall pro Sekunde“ mit 1 Becquerel ( 1Bq ) benannt. Kernzerfälle überall! (Abb. 87.3)  E1 Miss die Zerfälle in einem Zeitraum von 10 s mit einem Geiger-Müller-Zähl- rohr an verschiedenen Materialien. Führe jede Messung dreimal durch. Du kannst erkennen, dass radioaktive Isotope in jedem Material natürlich enthalten sind. Der Messwert wird nicht immer gleich sein. Der Zeitpunkt der Kernzerfälle ist zufällig. 4. Was ist die Halbwertszeit? Beim Zerfall der Atomkerne entstehen neue Atomkerne anderer Elemente. Je nach Isotop geschieht dies unterschiedlich schnell. Das Isotop Uran-238 braucht 4 468 000 000 Jahre, Radium-226 ca. 1 600 Jahre und das Isotop Iod-131 ca. 8 Tage, bis die Hälfte der vorhandenen Atomkerne zerfallen ist. 87.1 Henri Becquerel 87.2 Schwärzung von Fotopapier durch die Strahlung des Radiums in den Leuchtziffern. Das Fotopapier wurde mehrere Tage lang der Strahlung ausgesetzt. V1 87.3 Kernzerfälle überall! Radioaktivität ist der selbstständige, nicht beeinflussbare Zerfall von Atomkernen unter Aussendung von Strahlung. Radioaktivität wird in der Einheit 1 Becquerel ( Bq ) gemessen. M Die Halbwertszeit (HWZ) ist die Zeitspanne, in der die Menge und die Aktivität eines radioaktiven Isotops um die Hälfte zurückgehen. M Infobox: HWZ einiger radioaktiver Isotope: Tritium (H-3) … 12,3a Kalium-40 … 1,3 · 10 9  a Technetium-99 … 211 100a Polonium-210 … 138,4d Radon-222 … 3,8d Thorium-232 … 1,4 · 10 10  a 0 30 60 90 120 Jahre g 3 6 12 24 18 Ba-137 (stabiles Zerfallsprodukt) Cs-137 87.4 Diagramm der Halbwertszeit von Caesium-137 (30 Jahre) 87.5 Ältere Gasglühstrümpfe enthalten das radioaktive Thorium-232. Die Asche des Gasglüh- strumpfs enthält Th-232. 87.6 Verbrennen (Gasglühstrumpfasche) verhindert die Abgabe von Strahlung nicht! Arbeitsblätter 28p87s Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv