Das Wort „Strahlung“ bezieht sich auf Energie, die sich in Form von Wellen oder Partikeln durch den Raum bewegt. Das Phänomen der Radioaktivität tritt auf, wenn Atome zerfallen und Alpha-, Beta- und Gammateilchen freisetzen.
Radioaktives Material ist Material, das diese Strahlungen aussendet, ohne dass dafür eine externe Quelle erforderlich ist. Wenn wir diese Definition streng befolgen, enthalten alle existierenden Materialien radioaktive Isotope, sogar Menschen. Die meisten davon stellen jedoch kein Gesundheitsrisiko dar und erfordern keinerlei Schutz. Wenn der Anteil der Radioaktivität so groß ist, dass ein Schutz erforderlich ist, spricht man von einer radioaktiven Substanz.
In diesem Handbuch erklären wir radioaktives Material und geben einige Beispiele, damit Sie die Bedeutung besser verstehen.
Was sind radioaktive Stoffe?
Radioaktives Material ist ein Material, das radioaktive Partikel enthält. Radioaktive Partikel sind Atome, die spontan zerfallen und dabei Strahlung freisetzen. Strahlung kann für den menschlichen Körper schädlich sein, wenn er ihr über einen längeren Zeitraum ausgesetzt ist.
Radioaktive Stoffe werden in vielen Bereichen eingesetzt, zum Beispiel in der Medizin und Forschung. In der Medizin wird radioaktives Material zur Behandlung von Krankheiten wie Krebs eingesetzt. In der Forschung wird radioaktives Material zur Untersuchung von Atomen und Molekülen verwendet.
Atommüll
Atommüll sind radioaktive Stoffe, die als Nebenprodukte der Kernenergienutzung entstehen.
Einige Beispiele für Atommüll sind abgebrannte Brennelemente in Kernreaktoren, Spaltprodukte und radioaktive Abfälle.
Kernkraftwerke sind in der Lage, durch die Kontrolle einer Uranspaltungskettenreaktion große Mengen elektrischer Energie zu erzeugen. Allerdings ist abgebrannter Brennstoff ein bedeutender Emittent ionisierender Strahlung.
Für den Umgang mit radioaktivem Material aus Kernkraftwerken, einschließlich abgebranntem Brennstoff, Kleidung, Werkzeugen und anderen radioaktiven Gegenständen, gelten spezielle Protokolle.
Definition der Radioaktivität
Radioaktivität ist ein natürliches oder künstliches Phänomen, bei dem bestimmte chemische Elemente (Radioisotope genannt) spontan zerfallen, Strahlung abgeben und/oder Energie freisetzen.
Die meisten Radioisotope sind stabil, einige sind jedoch instabil und zerfallen mit der Zeit. Die Geschwindigkeit, mit der diese Reaktionen ablaufen, ist bei jedem Radioisotop unterschiedlich.
Radioaktivität kann natürlich oder künstlich sein. Bei der sogenannten natürlichen Radioaktivität handelt es sich um die Emission ionisierender Strahlung, die auf natürliche Weise im Erdinneren auftritt. Die sogenannte natürliche Radioaktivität ist ein physikalisches Phänomen, das überall auf der Welt auftritt und in allen Lebewesen vorhanden ist.
Es gibt jedoch chemische Prozesse, die Atome noch instabiler machen können, beispielsweise um Kettenreaktionen in Kernreaktoren zu erleichtern. Plutonium ist ein Beispiel für ein künstlich hergestelltes radioaktives Material.
Strahlungsarten
Strahlung kann durch die Emission von drei Arten von Teilchen nachgewiesen werden:
-Alphastrahlung: Sie besteht aus positiv geladenen Teilchen, Heliumkernen (4He), die von den Kernen instabiler Atome emittiert werden. Es hat eine reduzierte Reichweite und durchdringt weder die Haut noch ein Blatt Papier. Allerdings ist diese Art von Strahlung gefährlich, wenn sie eingeatmet oder verschluckt wird.
-Betastrahlung: Dabei handelt es sich um elektrisch geladene Teilchen, die von den Kernen instabiler Atome emittiert werden. Beta-Radioaktivität ist weniger schädlich als Alpha, da die meisten Beta-Partikel von der Haut abgehalten werden.
-Gammastrahlung: Eine Gammastrahlung ist eine Art elektromagnetische Welle, die dem Licht ähnelt, aber eine viel höhere Frequenz hat. Gammastrahlung ist sehr durchdringend und kann sehr schädlich sein.
Entdeckung radioaktiver Stoffe
Die Radioaktivität wurde 1896 vom französischen Physiker Henri Becquerel zufällig bei der Arbeit mit einer Fotoplatte entdeckt. Ihm fiel auf, dass ein Urankristall unsichtbare Strahlen aussendete, selbst wenn er in einer Schublade eingeschlossen war.
Becquerel teilte sich 1903 den Nobelpreis für Physik mit Marie Curie und Pierre Curie für ihre Arbeiten zur Radioaktivität.
Arten radioaktiver Stoffe
Radioaktive Materialien werden in drei Hauptkategorien unterteilt: Oxide, Metalle und Salze.
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Oxide schwerer Elemente wie Uran und Thorium sind am radioaktivsten.
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Metalle, zu denen Blei und Quecksilber gehören, sind weniger radioaktiv als Oxide.
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Salze wie Steinsalz oder Natriumchlorid sind im Allgemeinen weniger radioaktiv als Oxide oder Metalle.
Messung der Strahlung, die ein Material besitzt
Die Strahlung eines Materials wird mit einem Radiometer genannten Instrument gemessen. Dieses Gerät besteht aus einer strahlungsempfindlichen Kamera, die sich in einer undurchsichtigen Kugel befindet. Die Kammer ist mit einem Geigerzähler verbunden, der die im Material vorhandene Strahlungsmenge aufzeichnet.
Der Geigerzähler ist ein Gasentladungsgerät zum automatischen Zählen der in den Zähler eintretenden ionisierenden Teilchen. Dieses Gerät wurde 1908 von Hans Geiger erfunden.
Eine gängige Einheit zur Messung von Strahlung ist das Sievert (Sv). Diese Einheit gibt das Potenzial an, Schäden an menschlichen Organen und Geweben zu verursachen.
Da das Sievert eine sehr große Einheit ist, werden häufig kleinere Einheiten wie Millisievert (mSv) verwendet.
Auswirkungen auf die Gesundheit
Radioaktive Materialien geben Strahlung ab, die sehr gesundheitsschädlich sein kann, da sie Krebs und andere schwere Krankheiten verursachen kann.
Die gesundheitlichen Auswirkungen einer Exposition gegenüber radioaktivem Material hängen von der Menge der Strahlung ab, der man ausgesetzt ist, sowie von der Dauer der Exposition. Die größte Freisetzung radioaktiver Stoffe erfolgte infolge des Atomunfalls von Tschernobyl. Der Großteil dieses Materials wurde in der Nähe des Kraftwerks abgelagert, da diese Elemente vom Magnetfeld der Erde beeinflusst wurden.
Die höchste Strahlendosis hingegen erhielt Hisashi Ouchi in einer Kernbrennstoffaufbereitungsanlage.
Daher ist es wichtig, den Kontakt mit radioaktiven Stoffen möglichst zu vermeiden.
Beispiele für radioaktive Elemente
Nachfolgend sind einige bemerkenswerte Beispiele für radioaktive Elemente aufgeführt:
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Isotope des Urans: Isotope sind Atome eines chemischen Elements, die die gleiche Ordnungszahl haben, sich aber in der Anzahl der Neutronen im Kern unterscheiden. Einige Isotope sind stabil, während andere instabil sind und mit der Zeit zerfallen, wie dies bei Uran, Plutonium oder Thorium der Fall ist. Instabile Isotope werden radioaktive Isotope genannt.
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Transurane: Transurane sind Elemente mit einer Ordnungszahl größer als 92 (Uran). Aufgrund ihrer Struktur sind diese Elemente sehr instabil und zersetzen sich schnell in andere Substanzen.
Auf dieser Website können Sie die wichtigsten radioaktiven Stoffe einsehen .
Die häufigsten radioaktiven Stoffe
Die häufigsten radioaktiven Stoffe sind Uran, Plutonium und Thorium. Diese Elemente kommen in der Natur vor und werden in der Industrie zur Erzeugung von Kernenergie verwendet.
Uran ist der am häufigsten vorkommende radioaktive Stoff auf der Erde und kommt in Gesteinen und Mineralien vor. Plutonium ist ein künstliches Element, das in Kernreaktoren erzeugt wird. Thorium ist ein natürlich vorkommendes Element in der Erdkruste.
Das gefährlichste radioaktive Material
Der gefährlichste radioaktive Stoff ist Plutonium, eine der giftigsten Substanzen für den Menschen. Plutonium ist ein Schwermetall, das in geringen Mengen in der Natur vorkommt.
Zum einen kann es nicht durch die Haut dringen, doch wenn Plutoniumpartikel nach einem nuklearen Leck oder Unfall verschluckt oder eingeatmet werden, können sie Knochen, Lungen oder andere wichtige Organe schädigen und mit der Zeit Krebs verursachen.
Plutonium wird häufig in Atomwaffen und Atomkraftwerken verwendet.