82 5Radioaktivität, Kernumwandlung und Halbwertszeit Was bedeutet „radioaktiv“? Selma sieht bei ihrer Zahnärztin ein Zeichen an einer Tür (Abb. 82.1). „Was bedeutet das?“ fragt sie. „Das ist ein Zeichen, das dich vor ionisierender Strahlung warnt.“, antwortet die Zahnärztin. Selma fragt weiter: „Ist in diesem Zimmer alles radioaktiv?“ „Nein, das ist unser Röntgenraum. Da brauchen wir keine radioaktiven Stoffe.“ Selma überlegt: „Was ist der Unterschied zwischen Röntgen-Strahlung und Radioaktivität?“ Was hast du schon über Radioaktivität gehört? Überlegt in Gruppen, haltet eure Ergebnisse auf Kärtchen fest und präsentiert sie zB auf einer Magnettafel. Gruppiert ähnliche Gedanken. Ende des 19. Jahrhunderts wurde erkannt, dass uranhaltige Stoffe von selbst eine besondere Strahlung aussenden, die nicht auf Wärme zurückzuführen ist. Die abgegebene Strahlung war ionisierend und wurde spontan – wie zufällig – aus dem Material abgegeben. Sie konnte eine lichtempfindliche Fotoplatte schwärzen, obwohl diese lichtdicht verpackt war (Abb. 82.2). Die Forscherin Marie Curie ( Seite 83, Abb. 83.6) erforschte diese Strahlung und vermutete, dass die Ursache der Strahlung in den Atomen mancher Elemente liegt. Sie nannte die Eigenschaft dieser Atome radioaktiv – „von selbst strahlend“. Mit einem Geiger-Müller-Zählrohr kann die ionisierende Strahlung radioaktiver Stoffe nachgewiesen werden (Abb. 82.3): Radioaktivität ist überall (Abb. 82.4) Überprüft mit einem Geiger-Müller-Zählrohr, ob sich in verschiedenen Materialien im Zimmer radioaktive Stoffe befinden. Führt jede Messung dreimal 10 Sekunden lang durch. Notiert dabei Materialart und Messwert. Radioaktive Stoffe kommen in geringen Mengen in der Natur vor, zB die Isotope Kohlenstoff-14, Kalium-40, Radium-226. Ihre Atomkerne haben zu viele oder zu wenige Neutronen oder sie sind zu groß. Sie sind dadurch instabil ( Seite 81). Diese instabilen Atomkerne wandeln sich in andere Atomkerne (Tochterkerne) um, die ebenfalls instabil sein können (Abb. 82.5). Dabei geben sie Energie in Form von ionisierender Strahlung ab. Diese Umwandlungen der Atomkerne können durch chemische Vorgänge nicht beeinflusst werden. Beantworte Selmas Frage in einer kurzen Nachricht an sie. 82.1 Ein Gefahrenzeichen warnt vor ionisierender Strahlung auf der Tür des Röntgenraums. 82.2 Die Leuchtziffern des alten Weckers enthalten Radium (Ra-226). Seine ionisierende Strahlung hat Fotopapier geschwärzt. A1 82.3 Geiger-Müller-Zählrohr Infobox: Die Einheit der Aktivität eines radioaktiven Stoffs wurde 1 Becquerel genannt (1 Bq = 1 Kernumwandlung pro Sekunde). V1 A2 Die Atomkerne radioaktiver Isotope sind instabil. Sie wandeln sich zufällig in andere Atomkerne (Tochterkerne) um und geben von selbst ionisierende Strahlung ab. Diese Vorgänge sind nicht beeinflussbar. M 82.4 Radioaktivität ist überall 82.5 Modelldarstellung: Umwandlung radioaktiver (instabiler) Atomkerne. … instabiler Atomkern … (instabiler) Tochterkern … Abgabe von Strahlung Suche auf der Homepage von PhET Colorado eine Simulation zum „Alphazerfall“ oder „Betazerfall“. Untersuche damit den Prozess des radioaktiven Zerfalls. Untersuche damit die Nicht-Voraussagbarkeit des Kernzerfalls, da dies ein spontaner (zufälliger) Prozess ist. Formuliere einen Merksatz in deinem Physikheft. A3 Film vh7j4j Zusatzmaterial vh8e9m Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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