Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2011

Die schönsten Träume von Freiheit werden im Kerker geträumt.
(Friedrich Schiller)

27. Juli 2024

Radioaktivität wurde 1896 nicht erfunden, sondern in Paris entdeckt. Radioaktivität – den Ausdruck hat die Doppelnobelpreisträgerin Marie Curie geprägt – ist ein natürliches Phänomen. Es gibt in der Natur 92 verschiedene Elemente. Wasserstoff (H) ist das leichteste, der Atomkern besteht nur aus einem elektrisch positiv geladenen Proton. Der Name Proton kommt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie Urteilchen. Uran (U) ist das schwerste natürliche Element, im Kern eines Uranatoms befinden sich 92 Protonen. Nun gibt es aber innerhalb der Elemente verschieden schwere Atome, man nennt sie Nuklide. Viele von ihnen sind nicht stabil und zerfallen irgendwann, man nennt sie Radionuklide. Kohlenstoff-12 (C-12) ist ein stabiles Nuklid, Kohlenstoff-14 (C-14) ist ein Radionuklid. (Radius ist lateinisch und heißt „der Strahl“). Radionuklide haben die seltsame Eigenschaft, nach einem natürlichen Zeitplan zu zerfallen. C-14 beispielsweise zerfällt in 5730 Jahren auf die Hälfte seiner ursprünglichen Masse, Uran-235 benötigt dazu 700 Millionen Jahre. Das nennt man Halbwertszeit.

Nachdem 1932 das Neutron - das ist der elektrisch neutrale „Bruder“ des Protons - entdeckt worden war, begannen die Physiker chemische Elemente der Reihe nach mit Neutronen zu beschießen, wobei sich stabile Atome in radioaktive verwandelten. 1934 prägte Irene Curie, die Tochter von Marie Curie und wie ihre Mutter Nobelpreisträgerin, den Ausdruck „künstliche Radioaktivität“. Es entstanden dabei auch Elemente, die schwerer sind als das Uran, darunter Plutonium (Pu). Der Kern Pu-239 ist leicht spaltbar, er wird daher für Atombomben und zum Betrieb von Kernkraftwerken verwendet. Pu-239 ist zudem ein äußerst schweres Atemgift und hat eine Halbwertszeit von über 24.000 Jahren. Einmal in die Umwelt entlassen, kann Pu zum großen Killer werden.

Radioaktive Nuklide geben entweder Alfateilchen (Kerne von Heliumatomen), Betateilchen (Elektronen aus dem Atomkern) oder Gammastrahlen (elektromagnetische Strahlen mit sehr hoher Energie) ab. Gegen Alpha- und Betastrahlen kann man sich schützen, denn sie durchdringen kaum die menschliche Haut. Wenn man aber Alfa- oder Betastrahler wie etwa Plutonium-239, Jod-131, Caesium-137 oder Strontium-90 über die Nahrungskette zu sich nimmt, sieht die Sache anders aus. Diese künstlichen Radionuklide verteilen sich im Körper und zerstören die Zellen. Gegen Gammastrahlen, wie sie in Atomreaktoren auftreten, kann man sich nur durch Davonlaufen schützen. Wenn alle Tsunamischäden in Japan beseitigt sind, werden die radioaktiven Reaktorruinen von Fukushima mit ihren tödlichen Strahlen auch noch in tausenden Jahren an den März 2011 erinnern.

Sievert

Helden der Wissenschaft:
Max Planck
(1858-1947) entdeckte den Quantensprung, das Allerkleinste, was die Natur an Energie zu bieten hat. In der Folge versuchte er mehrfach, seine eigene bahnbrechende Theorie zu widerlegen, was ihm nicht gelang.