Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2016

Die Gedankenfreiheit ist die einzig wahre und die größte Freiheit, die der Mensch erreichen kann.
(Maxim Gorki)

21. November 2024

„Die Halbwertszeit ist diejenige Zeit, in der ein radioaktives Nuklid auf die Hälfte seiner Masse zerfallen ist“. So steht es in den Lehrbüchern und in den Physikheften der Schüler. Unter Nukliden versteht man bestimmte Gewichtssorten von Atomen. J-127 bedeutet ein Jod-Nuklid mit 127 Teilchen im Atomkern. Es ist stabil. J-131 bedeutet  Jod mit 131 Teilchen, es ist instabil (radioaktiv). In 8 Tagen zerfällt die Hälfte dieser Atome in andere Nuklide. Es können beim radioaktiven Zerfall ganze Ketten von Nukliden aufeinander folgen, das nennt man eine „Zerfallsreihe“. Mit Hilfe von Zerfallsreihen kann man das Alter von Gesteinen, ja sogar der Erde ziemlich genau bestimmen.

Es gibt die Faustregel, dass nach 10 Halbwertszeiten die Nuklide zwar nicht ganz aber doch in akzeptablem Ausmaß verschwunden sind. Beim Jod-131 wären das 80 Tage, beim Caesium-137 300 Jahre und bei bombenfähigem Plutonium 241.100 Jahre. Vor so vielen Jahren ist übrigens der Homo sapiens entstanden.

Vor 30 Jahren machte die Mannschaft eines der Reaktoren des Atomkraftwerks Tschernobyl gleich mehrere folgenschwere Fehler. Sie testeten in der Nacht die Eigenschaften des Reaktors nach Abschaltung der großen Umwälzpumpen. Die Eigenhitze des Reaktors sollte genügen, die Turbinen eine Zeitlang am Laufen zu halten. Wie lange würde der Reaktor in diesem labilen Zustand funktionieren? Die Temperaturunterschiede wuchsen bedrohlich an. In dieser Situation hätte sich der Reaktor durch Einfahren der Regelstäbe eigenständig abgeschaltet, aber die Sicherheitsautomatik war zuvor blockiert worden. Es kam aufgrund der Überhitzung zu einer so genannten Thermolyse des Wassers mit nachfolgender Knallgasreaktion. Der Reaktor explodierte. Die Mitglieder der Bedienungsmannschaft wurden so stark verstrahlt, dass alle kurz darauf starben.

Heute ist eine Halbwertszeit des damals entwichenen Cäsiums-137 vergangen. Untersuchungen der Natur rund um die radioaktiv verseuchte und von Menschen verlassene Stadt Pripyat haben Erstaunliches gebracht. Der Urwald ist zurückgekehrt. Es haben sich mehrere Rudel Wölfe und andere Wildtiere angesiedelt, die zwar verstrahlt, ansonsten aber gesund sind. Diese verblüffende Erkenntnis hat zwei Gründe. Erstens reagieren Tierarten auf radioaktive Strahlen unterschiedlich. Das ist in der Strahlenbiologie seit einem halben Jahrhundert bekannt. Zweitens ist Cäsium zwar nicht ungefährlich, im Vergleich zu Strontium-90 (Halbwertszeit 30 Jahre) und Plutonium-239 (Halbwertszeit 24.110 Jahre) ist es aber relativ harmlos. Diese Nuklide wurden nicht in größerer Menge freigesetzt. Wäre das der Fall gewesen, hätte das millionenfachen Tod bedeutet.

Tschernobyl

Helden der Wissenschaft:
Roger Penrose
(* 1931) berechnete gemeinsam mit Stephen Hawking die Verteilung von Masse und Energie im Universum und bewies die Existenz von Schwarzen Löchern.