Physik verstehen 4, Schulbuch

77 Das radioaktive Verhalten der Materie  Lernzielkontrolle 15, Seite 91 3. Was ist Radioaktivität? Der französische Physiker Antoine H. Becquerel (1852–1908, Abb. 77.1) beschäftigte sich 1896 mit der Fluoreszenz von Uransalzen (Abb. 76.5), die er dem Sonnenlicht aussetzte und danach auf eine Fotoplatte legte. Nachdem tagelang keine Sonne schien, ließ er eine Gesteinsprobe in einer Schublade auf einer verpackten Platte liegen. Die Uransalze konnten die Fotoplatte trotzdem schwärzen. Abb. 77.2 zeigt die Schwärzung eines Schwarzweiß-Fotopapiers durch die Einwirkung der radioaktiven Strahlung der Leuchtziffern eines alten Weckers mit Radiumleuchtziffern. Das Fotopapier wurde mehrere Tage lang der radioaktiven Strahlung ausgesetzt. Marie Curie nannte die Strahlen der Uransalze radioaktiv. Das bedeutet „von selbst strahlend“. Gemeinsam mit ihrem Mann Pierre konnte sie zwei weitere radioaktive Elemente – Polonium und Radium – entdecken. Radioaktive Isotope (Radionuklide) enthalten zu viele oder zu wenige Neutronen oder ihre Atomkerne sind zu groß. Sie sind daher nicht stabil und geben Energie in Form von Strahlung ab. Nach dem Entdecker der Radioaktivität wurde ihre Einheit von „1 Zerfall pro Sekunde“ mit 1 Becquerel (1Bq) benannt. Kernzerfälle überall! (Abb. 77.3) Miss die Zerfälle in einem Zeitraum von 10 s mit einem Geiger-Müller-Zähler 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. M Radioaktivität ist der selbstständige, nicht beeinflussbare Zerfall von Atomkernen unter Aussendung von Strahlung. Radioaktivität wird in der Einheit 1 Becquerel gemessen. 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 zB 4468000000 Jahre und das Isotop Iod-131 etwa 8 Tage, bis die Hälfte der vorhandenen Atomkerne zerfallen ist. M Die Halbwertszeit (HWZ) ist die Zeitspanne, in der die Menge und die Aktivität eines radioaktiven Isotops um die Hälfte zurückgehen. V1 0 30 60 90 120 Jahre g 3 6 12 24 18 nicht radioaktiv radioaktiv 77.4 Diagramm der Halbwertszeit von Caesium-137 (30 Jahre) 77.3 Kernzerfälle überall! 77.1 Antoine Henri Becquerel 77.6 Ältere Gasglühstrümpfe enthalten Thorium-232 mit einer Halbwertszeit von 1,4 · 10 10 Jahren. 77.5 Durch Verbrennen (Glühstrumpfasche) lässt sich die Strahlung nicht beseitigen! 77.2 Schwärzung von Fotopapier durch radioaktive Strahlung Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv