83 Radioaktivität Was verstehen wir unter der Halbwertszeit? Wir können nicht voraussehen, wann sich ein einziger instabiler Atomkern in einen neuen Atomkern umwandelt. Dieser Prozess findet zufällig statt. Erst bei der Beobachtung einer großen Anzahl von Atomen fällt auf, dass sich verschiedene Isotope unterschiedlich schnell umwandeln. Das Isotop Uran-238 braucht 4 468 000 000 Jahre, Radium-226 etwa 1 600 Jahre und das Isotop Iod-131 etwa 8 Tage, bis die Hälfte der vorhandenen Atomkerne umgewandelt ist. Für jedes radioaktive Isotop ist eine eigene Halbwertszeit (HWZ) angegeben. Sie gibt an, wie lange es dauert, bis sich die Hälfte eines radioaktiven Isotops in Tochterkerne umgewandelt hat. Im Diagramm in Abb. 83.1 kannst du die Halbwertszeit für Caesium-137 gut ablesen. Es wandelt sich in stabiles Barium-137 um. Eine süße Simulation der Halbwertszeit (Abb. 83.2) Material: große Packung Schokolinsen mit einer bedruckten Seite, Tuch als Unterlage, große Schüssel, Wollfaden Die Schokolinsen sind ein Modell für die Atomkerne eines radioaktiven Isotops. Fülle sie zuerst in die Schüssel und leere sie dann auf das Tuch. Sortiere nun alle Schokolinsen zur Seite, die mit der unbedruckten Seite nach oben vor dir liegen. Sie stehen für die zufällig umgewandelten Atomkerne eines radioaktiven Isotops. Lege diese Linsen in einer Linie am linken Rand des Tuches von unten nach oben auf. Gib die anderen Schokolinsen wieder in die Schüssel, schüttle sie durch und leere sie wieder auf das Tuch. Lege die wiederum aussortierten Linsen in einer zweiten Linie neben der ersten auf. Wiederhole den Vorgang noch einige Male. Lege zum Schluss einen Wollfaden entlang der oberen Enden der „umgewandelten Isotope“ von der ersten bis zur letzten. Vergleiche dein Ergebnis mit der Darstellung der Halbwertszeit von Caesium-137 (Abb. 83.1). Beschreibe, welche Gemeinsamkeiten du bei deinem Modellversuch erkennen kannst. Die bekannte Halbwertszeit von radioaktiven Isotopen kann zur Altersbestimmung zB von Knochenfunden eingesetzt werden (Abb. 83.4). Alle lebenden Lebewesen nehmen Kohlenstoff auf. Dieser Kohlenstoff enthält eine sehr geringe Menge des radioaktiven Kohlenstoffisotops C-14. Nach dem Absterben des Lebewesens wird kein weiterer Kohlenstoff aufgenommen. Mithilfe der bekannten Halbwertszeit von 5730 Jahren ist es möglich, das Alter eines Materials zu bestimmen. Diese Art der Altersbestimmung nennen wir RadiokarbonMethode. Das Alter von Gesteinen wird durch die Untersuchung von Isotopen mit sehr langer Halbwertszeit (zB Kalium-40, Uran-238) bestimmt (Abb. 83.5). 0 30 60 90 120 Jahre Masse (g) 3 6 12 24 18 Ba-137 (stabiles Zerfallsprodukt) Cs-137 83.1 Diagramm der Halbwertszeit von Caesium-137 (30 Jahre) Infobox: HWZ einiger radioaktiver Isotope: Tritium (H-3) … 12,3 Jahre Kalium-40 … 1,3 Milliarden Jahre Technetium-99 … 211 100 Jahre Polonium-210 … 138,4 Tage Radon-222 … 3,8 Tage ( Seite 101) V2 83.2 Eine süße Simulation der Halbwertszeit A3 Die Halbwertszeit (HWZ) ist die Zeitdauer, in der sich die Hälfte einer Menge eines radioaktiven Isotops umwandelt. Dabei nimmt auch seine Aktivität (Kernumwandlungen pro Zeiteinheit) um die Hälfte ab. M 83.3 Das Mineral Uraninit (Pechblende) enthält neben Uran auch die stark radioaktiven Tochterelemente Radium und Polonium. 83.4 Diese Mammutknochen sind etwa 83 000 Jahre alt. 83.5 Der Mond ist etwa so alt wie die Erde: 4,6 Milliarden Jahre. 83.6 Marie und Pierre Curie prägten die Begriffe radioaktiv und Halbwertszeit. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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