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Von Alphastrahlung bis Zerfallsreihe: Lexikon der Radioaktivität

Alphastrahlung: wird von manchen radioaktiven Stoffen beim Zerfall ihrer Atomkerne abgegeben. Alphastrahlung ist eine Teilchenstrahlung: Zwei Protonen und zwei Neutronen verlassen dabei den Atomkern. Es ist die am leichtesten abzuschirmende ionisierende Strahlung (siehe dort). Im menschlichen Körper dringen die Teilchen überwiegend in die oberen, toten Hautschichten ein. Atmet man allerdings ein mit Alphastrahlung zerfallendes Nuklid ein oder nimmt es mit der Nahrung auf, dann schädigen die Alphateilchen lebende Zellen im Organismus.

Atome: Sie sind der kleinste Baustein der Materie und bestehen aus einem Atomkern und einer Atomhülle mit Elektronen. Der Atomkern ist aus Protonen und Neutronen zusammengesetzt. Neutronen besitzen keine elektrische Ladung, Protonen sind positiv geladen, Elektronen negativ. Die Zahl der Neutronen ist entscheidend für die Stabilität oder Instabilität (Radioaktivität) des Kerns. Alle Atomsorten mit derselben Anzahl an Elektronen und Protonen werden zu ein und demselben Element gezählt.

Betastrahlung: wird von manchen radioaktiven Stoffen beim Zerfall ihrer Atomkerne abgegeben. Betastrahlung besteht meist aus Elektronen. Ist der Mensch einer Betastrahlung ausgesetzt, werden die Hautschichten geschädigt. Es kann zu intensiven Verbrennungen kommen und in der Spätfolge zu Hautkrebs. Werden Nuklide, die mit Betastrahlung zerfallen, in den Körper aufgenommen, sammeln sie sich in bestimmten Körperteilen. Jod-131 z.B. lagert sich in der Schilddrüse ab, Strontium-90 in den Knochen. Betastrahlen lassen sich mit einem Aluminiumblech abschirmen. Da dabei aber Röntgenstrahlung entsteht, ist noch ein zweiter Absorber, z.B. aus Blei, nötig.

Brennstäbe im Modell
Brennstäbe im Modell(Foto: picture alliance / dpa)

Brennstäbe: Sie befinden sich im Reaktorkern eines Atomkraftwerks und sind mit dem Brennstoff gefüllt, dessen Atomkerne gespalten werden, also meist mit Uranpellets. Mehrere Dutzend Brennstäbe werden in einem Brennelement zusammenfasst.

Caesium: ein Element, das im menschlichen Körper normalerweise nicht vorkommt. Nimmt man es mit der Nahrung auf, wird es durch seine Ähnlichkeit zu Kalium im Magen-Darm-Trakt resorbiert und im Muskelgewebe gespeichert. Die Aufnahme der radioaktiven Isotope Caesium-134 und Caesium-137 kann – je nach Dosis – zur Strahlenkrankheit führen.

Fallout: ist der englische Begriff für radioaktiven Niederschlag. Radioaktiver Staub, der bei der Explosion eines Atomkraftwerks in die Atmosphäre aufsteigt, verteilt sich in verschiedenen Richtungen und Schichten und sinkt dann in fester Form oder als Niederschlag wieder zu Boden. Bei unsteten Winden ist es in der Regel unmöglich, verlässliche Vorhersagen über das Niederschlagsgebiet zu erstellen. Bei Regen fallen die radioaktiven Teilchen konzentriert zu Boden.

Gammastrahlung: ist eine besonders durchdringende elektromagnetische Strahlung, die beim Zerfall der Atomkerne vieler radioaktiver Stoffe entsteht. Sie ist die am schwersten abzuschirmende ionisierende Strahlung. Bleiplatten können vor Gammastrahlung schützen. Dringt die Strahlung in menschliches Gewebe, kommt es zu Sekundärstrahlungen durch freigesetzte Elektronen und Röntgenstrahlung. Zunächst funktionieren die Körperzellen noch gut. Probleme gibt es jedoch, sobald sich Zellen teilen. Deswegen wirkt die Strahlenkrankheit (siehe dort) erst nach einiger Zeit tödlich.

GAU: steht für "größter anzunehmender Unfall" und ist der größte technische Störfall, für den die Sicherheitseinrichtungen eines Kernkraftwerks ausgelegt sind. Dem Konzept nach ist solch ein Vorfall durch automatisch arbeitende Sicherheitssysteme beherrschbar und eine radioaktive Belastung der Umwelt und der Bevölkerung vermeidbar.

Halbwertszeit: ist in der Kernphysik die Zeit, in der die Menge eines bestimmten radioaktiven Stoffes auf die Hälfte gesunken ist. Die andere Hälfte hat sich in ein anderes Nuklid umgewandelt, das seinerseits radioaktiv oder aber auch stabil sein kann. Die Halbwertszeit unterscheidet sich von einem radioaktiven Stoff zum anderen, ist aber bei jedem Stoff für sich konstant. Die Halbwertszeit für Uran-235 beispielsweise beträgt 704 Millionen Jahre. Bei Caesium-137 sind es gut 30 Jahre.

INES: steht für "International Nuclear Event Scale“ und ist eine internationale Bewertungsskala zur Einordnung von Atomstörfällen. Die Skala reicht von 1 bis 7, wobei 7 in der Terminologie für einen "katastrophalen Unfall" mit schwerster Freisetzung von Radioaktivität steht und 1 für "Störung" ohne Auswirkungen auf die Umwelt.

Isotope: Von ein und demselben chemischen Element gibt es Atomsorten, die alle die gleiche Anzahl an Protonen haben, sich aber durch unterschiedlich viele Neutronen in ihrer Masse unterscheiden. Das sind dann Isotope. Es gibt stabile Isotope, die nicht zerfallen und daher auch nicht radioaktiv sind. Dazu gehören die meisten natürlich vorkommenden Isotope. Ein Beispiel für ein radioaktives, also zerfallendes Isotop dagegen ist Caesium-137. Es entsteht bei der Kernspaltung.

Jod: ist ein Element, das für den menschlichen Körper unentbehrlich ist und mit der Nahrung aufgenommen wird. Am höchsten ist die Konzentration in der Schilddrüse. Im Zuge der Kernspaltung entstehen radioaktive Jodisotope. Gelangen sie in die Luft, gefährden sie die menschliche Gesundheit. Denn eingeatmet lagern sie sich in der Schilddrüse ab, sofern diese nicht mit stabilem Jod gesättigt ist.

Von der leichtfertigen Einnahme wird abgeraten.
Von der leichtfertigen Einnahme wird abgeraten.(Foto: picture alliance / dpa)

Jod-Tabletten: Sie enthalten stabiles Jod, also das Jod, das man auch mit Jod-Salz zu sich nimmt und das für den Körper in gewissen Mengen unentbehrlich ist. Werden die Tabletten rechtzeitig eingenommen, sättigen sie die Schilddrüse mit dem gesunden Jod. Das radioaktive Jod kann sich dann nicht mehr in der Schilddrüse ablagern. Es gelangt zwar noch in den Körper, wird aber schnell wieder ausgeschieden. Hochdosierte Jod-Tabletten können Schilddrüsenkrebs vorbeugen. Sie sollten allerdings nicht leichtfertig eingenommen werden, denn sie können zu einer Überfunktion der Schilddrüse und anderen Erkrankungen führen. Nur eine radioaktive Wolke direkt über Deutschland rechtfertigt die Einnahme, warnen Experten.

Kernschmelze: Sie steht am Ende der möglichen Entwicklungen, wenn die Brennstäbe eines Atomreaktors überhitzen, weil die Kühlung ausgefallen ist. Die Brennstäbe und das Spaltmaterial erhitzen sich auf bis zu 2000 Grad Celsius und schmelzen. Schlimmstenfalls schmelzen sie durch den Boden des Reaktors hindurch. Dann können die hochradioaktiven Substanzen das Grundwasser erreichen.

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Kernspaltung: Davon spricht man, wenn ein Atomkern in zwei oder mehr Bestandteile zerlegt wird und dabei Energie frei wird. Bei der Spaltung entstehen neue Stoffe. Außerdem können Neutronen frei werden, die eine neue Spaltung in Gang setzen. Induzierte Kernspaltung ist daher eine Kettenreaktion. In Atomkraftwerken wird Uran-235 gespalten, um mit der dabei frei werdenden Energie Wasser zu Dampf zu erhitzen.

Millisievert: siehe Sievert.

Nuklid: Atomsorte. Unterscheiden sich zwei Atome in ihrer Anzahl von Protonen, Neutronen oder im Energiezustand, spricht man von verschiedenen Nukliden. Bei instabilen Nukliden zerfällt der Atomkern. Sie sind radioaktiv und werden Radionuklide genannt (siehe dort).

Plutonium: ist ein giftiges und radioaktives Schwermetall. In sehr alten Gesteinen kommt es in kleinsten Mengen in der Natur vor. Größer ist die Menge, die künstlich in Kernkraftwerken hergestellt wird. Bereits die Aufnahme weniger Mikrogramm Plutonium führt im menschlichen Organismus zur Krebsbildung. Eine Aufnahme ist z.B. durch das Einatmen kontaminierten Staubs oder durch verunreinigte Nahrung möglich.

Radioaktivität: liegt bei instabilen Atomkernen vor, bei Atomkernen also, die zerfallen. Daher spricht man auch von Kernzerfall. Bei diesem wird Energie in Form von ionisierender Strahlung frei. "Radioaktiv" ist gleichbedeutend mit "strahlend". Nicht die Strahlung ist radioaktiv, sondern der Stoff, der die Strahlung aussendet.

Radionuklide: allgemeine Bezeichnung für radioaktive Atomsorten. Ein Radionuklid zerfällt mit einer bestimmten Halbwertszeit unter Aussendung von Alpha-, Beta- oder Gammastrahlung. Es gibt etwa 80 natürliche Radionuklide (z.B. das Kohlenstoffisotop C-14) und weit über 1000 künstliche Radionuklide, zu denen Plutonium-239, Caesium-137 und Strontium-90 gehören. Diese entstehen z.B. durch die Neutronenbestrahlung im Kernreaktor.

Die Liquidatoren von Tschernobyl, die zum Teil mit bloßen Händen verstrahltes Material entsorgten, starben an der Strahlenkrankheit.
Die Liquidatoren von Tschernobyl, die zum Teil mit bloßen Händen verstrahltes Material entsorgten, starben an der Strahlenkrankheit.(Foto: picture alliance / dpa)

Sievert: Maßeinheit für die Strahlenbelastung auf Organismen, abgekürzt Sv. Der Mensch ist immer einer natürlichen Strahlung ausgesetzt, die aus dem All und von der Erde kommt. In Deutschland beträgt diese Strahlenbelastung im Mittel rund 2,2 Millisievert oder 0,0022 Sv im Jahr. Bei einer nur kurzfristigen Bestrahlung mit der hundertfachen Menge, ab 0,2 Sv, geht man davon aus, dass sich das Erbgut verändert und das Krebsrisiko steigt. Bei kurzfristiger Bestrahlung mit 0,5 Sv werden die Auswirkungen direkt spürbar: Leichte Kopfschmerzen können auftreten, man spricht von einem "Strahlenkater". Das Infektionsrisiko für Krankheiten ist erhöht. Bei 1 Sv beginnt die letale Dosis. Wer nur kurze Zeit dieser Strahlung ausgesetzt ist, erleidet eine "leichte Strahlenkrankheit" (siehe dort). Innerhalb von vier bis sechs Wochen sterben rund zehn Prozent der Erkrankten. Das Krebsrisiko erhöht sich dauerhaft um mehr als zehn Prozent. Ab 2 Sv spricht man von einer "schweren Strahlenkrankheit". Rund 30 bis 40 Prozent der Menschen, die einer ganzkörperlichen Bestrahlung dieser Intensität ausgesetzt sind, erliegen den Auswirkungen nach vier bis sechs Wochen. Bei einer Belastung von 3 bis 4 Sv steigt die Todesrate auf 50 Prozent an. Nur eine intensivmedizinische Versorgung kann jetzt noch helfen. Wer überlebt, hat ein bis zu 20 Prozent erhöhtes Risiko, später an Krebs zu erkranken. Bei 6 Sv erhöht sich die Sterblichkeit auf bis zu 90 Prozent, die üblichen Symptome und schwere Blutungen treten im schlimmsten Fall schon 30 Minuten nach Bestrahlung ein. Überlebende sind und bleiben unfruchtbar.

Strahlenkrankheit: Sie tritt nach kurzzeitiger hoher Bestrahlung des menschlichen Organismus mit Röntgen- oder Gammastrahlung auf. Zur Strahlenkrankheit gehören in ihrer "leichten" Form Übelkeit, Erbrechen und Durchfall. In ihrer schweren Form fallen zudem die Haare aus, die weißen Blutkörperchen schwinden, es kommt zu permanenter Unfruchtbarkeit. In der noch schwereren Form kommt es zusätzlich zu unkontrollierten Blutungen im Mund, unter der Haut und in den Nieren.

Strahlung, ionisierende: Sie hat genug Energie, um aus Atomen und Molekülen Elektronen herauszuschlagen und sie auf diesem Weg zu elektrisch geladene Teilchen zu machen. In lebendem Gewebe richten die zurückbleibenden Ionen großen Schaden an. Zur ionisierenden Strahlung gehören Alpha-, Beta- und Gammastrahlung (siehe dort).

Strontium: ein Element, das in geringen Mengen im menschlichen Körper vorkommt. Gefährlich ist die Aufnahme des Isotops Strontium-90. Dieses ist radioaktiv und verändert beim Menschen die Zellen in Knochen und Knochenmark. So kann es zu Leukämie führen. Die effektive Halbwertszeit liegt im Körper bei gut 18 Jahren. So lange dauert es also, bis das Element zur Hälfte aus dem Organismus verschwunden ist.

Super-GAU: siehe GAU. Allerdings gilt ein Super-GAU als nicht mehr beherrschbar. Eine radioaktive Belastung von Umwelt und Bevölkerung ist unausweichlich.

Uran: ist ein radioaktives Metall. Das Isotop Uran-235 ist die einzige bekannte natürlich vorkommende Substanz, die zu einer Kernspaltungs-Kettenreaktion fähig ist. Deshalb findet es in Atomkraftwerken Verwendung.

Uran-Anreicherungsanlage in Gronau
Uran-Anreicherungsanlage in Gronau(Foto: picture alliance / dpa)

Uran-Anreicherung: Kernreaktoren der gängigsten Typen (Leichtwasserreaktoren) müssen mit Uran beschickt werden, das einen erhöhten Anteil am Isotop Uran-235 hat. Natururan wird deshalb in Uran-Anreicherungsanlagen in seiner Zusammensetzung entsprechend verändert.

Zerfallsreihe: Zerfällt ein radioaktives Nuklid, wandelt es sich in andere Nuklide um. Die Abfolge der Produkte des radioaktiven Zerfalls ist die Zerfallsreihe. Uran-235 wandelt sich in die unterschiedlichsten Nuklide um, bis am Ende der Reihe das stabile Bleiisotop Blei-207 steht.

Quelle: n-tv.de