Erklärung physikalischer Fachausdrücke

 

Aktivität

Die Aktivität einer radioaktiven Stoffes beschreibt die Anzahl der pro Sekunde zerfallenen Atomkerne. Die physikalische Einheit der Aktivität ist das Becquerel abgekürzt mit [Bq] = [1 Zerfall/Sekunde]= [1/s]. Teilweise findet man noch die alte Bezeichnung für die Aktivität, das Curie (Ci). 1 Ci = 3,7 * 10¹⁰ Bq und ist als Aktivität von einem Gramm Radium definiert. 


Alphazerfall

Radioaktive Umwandlung, bei der ein Alphateilchen emittiert wird (Alphastrahlung). Bei einem Alphazerfall nimmt die Ordnungszahl um zwei Einheiten und die Massenzahl um vier Einheiten ab, da das Alphateilchen aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht. Beispielsweise entsteht beim Zerfall von Ra-226 mit der Ordnungszahl 88, das Radonisotop Rn-222 mit der Ordnungszahl 86. Alphateilchen bilden im Energiespektrum scharfe Linien ab. Alphastrahlung lässt sich bereits durch ein Blatt Papier abschirmen.

 

Betazerfall

Werden beim radioaktiven Zerfall Elektronen oder Positronen emittiert, spricht man vom Beta-Zerfall bzw. Betastrahlung. Das durch den Zerfall entstehende Spektrum ist kontinuierlich. Betastrahlen werden bereits durch geringe Schichtdicken (wenige Zentimeter Kunststoff oder Aluminium) abgeschirmt.


Diffusion

lat.: "ausgießen, verstreuen, ausbreiten" ist ein physikalischer Prozess, der zu einer gleichmäßigen Verteilung von Teilchen und damit zu einer vollständigen Durchmischung von Stoffen führt. Die Diffusion beruht auf der thermischen Bewegung von Teilchen (Ionen, Atome, Moleküle) sowie weitere Ladungsträger (Elektronen und Defektelektronen). Liegen nebeneinander unterschiedliche Konentrationen vor, wandern aus bereichen hoher in Bereiche niedriger Konzentration der Teilchendichte vor (statistisch). Im Falle von Radongas emaniert dieses aus porösen Baustoffen in die innenräume und reichert sich dort an.  


Emanation / emanieren

lat.: "Hervor- oder Herausquellen oder Entweichen" des z.B. radioaktiven Edelgases Radon oder Thron aus dem Boden z.B. in ein Gebäude.

 

Emission / emittieren

Physikalisch bedeutet "Emission" (lat. emittiere, aussenden) die "Abgabe von Strahlung".


Gammazerfall

Der Gammazerfall ist charakterisiert durch die aus dem Atomkern emittierte hochenergetische und kurzwellige elektromagnetische Strahlung (Photonen). Gammastrahlung liegt im Energiebereich von 0,1 - 10 MeV (Megaelektronenvolt). Gammastrahlung entsteht nahezu immer in Begleitung von Alpha- und Betastrahlung. Das Energiespektrum der Gammastrahlung zeigt wie bei der Alphastrahlung scharfe Linien. Gammastrahlung lässt sich durch Materialien mit hohen Kernladungszahlen (Blei) effektiv abschwächen. 

 

Halbwertszeit (physikalisch)

Zeit, in der die Hälfte der radioaktiven Kerne eines Radionuklids zerfällt. Die Halbwertszeiten sind zwischen den bekannten Radionukliden sehr unterschiedlich. Beispielsweise bei U-238, rund 4,5 Milliarden Jahre, bei Ra-226, 1600 Jahre oder Rn-220 rund eine Minute. Die Halbwertszeit steht zur Zerfallskonstanten λ  in folgender Beziehung: T½ = ln(2) / λ

 

Ionisierende Strahlung

Strahlung, die diekt oder inderekt ionisiert: z.B.: Alpha-, Beta-, Gamma-, Neutronenstrahlung.

 

Isotop

Atom gleicher Ordnungszahl (Protonenzahl) aber unterschiedlicher Massenzahl (unterschiedliche Anzahl von Neutronen im Kern) z.B.: Rn-219, Rn-220, Rn-222. Die Isotope verhalten sich in chemischer Hinsicht gleich.


Massenzahl (A)

Die Massenzahl ist die Summe der im Atomkern vorhandenen Nukleonen  (Protonen und Neutronen), der schweren Bausteine im Kern. Wasserstoff (H-1) enthält nur ein Proton im Kern und hat daher die Massenzahl = 1. Radon (Rn-222) enthält 86 Protonen und 136 Neutronen im Kern und hat daher die Massenzahl = 222.  A = n + p

 

Neutron (n)

Das Neutron ist neben dem Proton u.a. Bestandteil des Atomkerns und gehört zur Untergruppe der Nukleonen. Es ist elektrisch neutral und bestimmt ja nach Anzahl im Atomkern das Isotop des Elements und damit die Stabilität sowie die Halbwertszeit. Die Anzahl der Neutronen im Atomkern bei identischer Protonenzahl haben nahezu keinen Einfluss auf das chemische Verhalten eines Elements. Die Ruhemasse eines Neutrons beträgt ca. 1,674 * 10 ⁻²⁷ kg und entspricht in etwa der Masse des Protons. Am Beispiel des Radons mit 86 Protonen ist die Neutronenzahl (n) von Radon-219 = 133, die von Radon-220 = 134 und die von Radon-222 = 136. 


Proton (p)

Das Proton ist Bestandteil des Atomkerns und bestimmt als nahezu stabiles, elektrisch positiv geladenes Teilchen die Kernladungszahl und damit die chemische Eigenschaft eines Elements. Die Ruhemasse eines Protons beträgt ca. 1,672 * 10 ⁻²⁷ kg, Protonen (p) gehören in die Untergruppe der Nukleonen - die Bestandteile des Atomkerns. Das erste Element im Periodensystem der Elemente hat ein, Eisen 26, Radon 86 und Uran 92 Protonen im Atomkern.


Radonaktivitätskonzentration [c Rn]

Die Aktivität der radioaktiven Radonisotope bezogen auf ein Luftvolumen (Atemluft) wird in der physikalischen Einheit Becquerel pro Kubikmeter angegeben [Bq/m³], wobei 1 Becquerel einem Zerfall pro Sekunde entspricht [1/s]. Zerfällt nun ein Radonteilchen pro Sekunde in einem Kubikmeter Luft, so spricht man dann von 1 Bq/m³. 

 

SI-Präfixe

Die SI-Präfixe mit den zugehörigen Umrechnungsfaktoren sind unten stehend dargestellt.  

Faktoren der SI-Präfixe