Manche Atomkerne sind nicht stabil: Sie zerfallen von selbst und senden dabei Strahlung aus. Diese Radioaktivität kann man nicht sehen, hören oder riechen, aber messen. Sie wird in der Medizin genutzt, kann aber auch gefährlich sein. In Kernkraftwerken wird die Energie gespaltener Uran-Kerne genutzt.
Atomkern: Protonen und Neutronen. Isotope haben gleich viele Protonen, aber verschieden viele Neutronen.
Strahlungsarten: Alpha (α), Beta (β), Gamma (γ).
Halbwertszeit: Zeit, nach der die Hälfte der Kerne zerfallen ist.
Die drei Strahlungsarten
Art
Was ist es?
wird abgeschirmt durch
Alpha (α)
Heliumkerne (2 Protonen, 2 Neutronen)
ein Blatt Papier oder die Haut
Beta (β)
schnelle Elektronen
wenige Millimeter Aluminium
Gamma (γ)
energiereiche elektromagnetische Strahlung
dicke Schichten Blei oder Beton (nur abgeschwächt)
Halbwertszeit
800 Kerne, Halbwertszeit 1 Tag nach 1 Tag: 400 – nach 2 Tagen: 200 – nach 3 Tagen: 100
Kohlenstoff-14 hat eine Halbwertszeit von etwa 5.700 Jahren – damit kann man das Alter von Funden bestimmen (Radiokarbonmethode).
Messgerät: Geiger-Müller-Zählrohr. Einheit der Aktivität: Becquerel (Zerfälle pro Sekunde), der Strahlendosis: Sievert.
Nutzen und Schutz
Medizin: Strahlentherapie gegen Krebs, Untersuchungen mit radioaktiven Stoffen.
Kernspaltung: Bei der Spaltung schwerer Atomkerne wird Energie frei. Otto Hahn und Fritz Straßmann wiesen 1938 Spaltprodukte nach. Lise Meitner und Otto Frisch lieferten 1939 die physikalische Erklärung. Deutschland hat im April 2023 seine letzten Kernkraftwerke abgeschaltet.
Schutz: Abstand halten, abschirmen, Aufenthaltsdauer kurz halten.
Typische Fehler
Radioaktive Strahlung macht Dinge radioaktiv: Bestrahlte Lebensmittel werden nicht selbst radioaktiv.
Nach zwei Halbwertszeiten ist alles weg: Nach zwei Halbwertszeiten ist noch ein Viertel übrig.
Gammastrahlung wird von Papier gestoppt: Papier hält nur Alphastrahlung auf.
Jetzt üben: 20 Aufgaben mit Sofort-Kontrolle
Antwort eintippen, dann „Prüfen“. Erst ein Hinweis, die Lösung erst nach einem eigenen Versuch. Dezimalzahlen mit Komma, Einheit weglassen.
Für Eltern
So helfen Sie beim Thema Radioaktivität
Halbwertszeit mit Münzen: 64 Münzen werfen, alle mit „Kopf“ aussortieren, wiederholen – es bleibt jedes Mal etwa die Hälfte.
Nachrichten: Über Atomausstieg und Endlager sprechen – Pro und Contra.
Arztbesuch: Warum trägt man beim Röntgen eine Bleischürze?