Radioaktivität

Eine geheimnisvolle Strahlung

Man kann sie nicht sehen, nicht spüren und nicht riechen: radioaktive Strahlen. Trotzdem haben sie eine enorme Kraft. Wie sie entdeckt wurden, und wie sie entstehen und wirken.

 

Es war im Jahr 1896, als der französische Physiker Henri Becquerel (sprich: Be-ke-rell) bei seinen Experimenten eine merkwürdige Entdeckung machte. Er hatte eine Fotoplatte mit schwarzem Papier und einer Metallfolie umwickelt und zusammen mit Uran-Gestein in einer Schublade verstaut. Als er beides nach einigen Tagen für seine Versuche hervorholte, war er überrascht: Die Fotoplatte war an den Stellen, auf denen das Uran-Gestein gelegen hatte, geschwärzt. Eigentlich hätte gar nichts passieren dürfen, weil doch gar kein Licht auf die Fotoplatte gefallen war.

 

Foto von Henri BecquerelDer Physiker Henri Becquerel © Wikipedia (gemeinfrei)Für Becquerel gab es nur eine mögliche Erklärung: Es musste noch eine andere, sehr viel stärkere Art von Strahlung geben. Diese Strahlung war sogar dazu in der Lage, schwarzes Papier und Metall zu durchdringen, durch das Licht nicht scheinen kann. Und sie musste offensichtlich von dem Uran-Gestein ausgehen.

 

Radioaktivität faszinierte die Forscher

In den folgenden Jahren untersuchte das französische Forscherehepaar Pierre und Marie Curie dieses Phänomen genauer. Sie nannten es Radioaktivität. Marie Curie war eine Studentin von Henri Becquerel gewesen. Gemeinsam mit ihrem Mann Pierre experimentierte sie mit verschiedenen Substanzen und fand heraus, dass nicht nur Uran solche Strahlen aussendet. Die beiden entdeckten sogar bis dahin noch unbekannte chemische Elemente, die radioaktiv waren. Sie nannten die Elemente ...

  • Radium, nach dem lateinischen Wort Radius für Strahl, und
  • Polonium, nach der polnischen Heimat von Marie.
Übrigens!

Die Curies waren sehr erfolgreiche Wissenschaftler. Für ihre Entdeckungen erhielten sie zusammen mit Henri Becquerel 1903 den Physik-Nobelpreis.

 

Haselnüsse liegen in einer HandStell Dir ein Atom wie eine Haselnuss vor © pixelio.de/Dr. Klaus-Uwe Gerhardt

Woher kommt die radioaktive Strahlung?

Allerdings blieb den Forschern lange ein Rätsel, wo genau die radioaktiven Strahlen herkamen. Denn als die Curies sie entdeckten, war vieles noch unbekannt, was wir heute über den Aufbau von Materie und Atomen wissen. Radioaktivität wird nicht durch chemische Reaktionen hervorgerufen, so wie es manchmal leuchtet oder knallt, wenn man zwei Substanzen zusammenschüttet. Die radioaktive Strahlung entsteht im Material ganz von alleine: beim Zerfall von Atomkernen.

 

Jedes Ding besteht aus Atomen

Vielleicht weißt Du schon, dass jedes Material aus unzählbar vielen Atomen besteht – die Luft, Dein Schreibtisch, Deine Lieblingstasse. Atome sind die Bausteine der Materie. Sie sind so klein, dass man sie mit dem bloßen Auge und auch mit einem normalen Mikroskop nicht sehen kann.

 

Sie haben – ähnlich wie eine Haselnuss – eine Hülle und einen Kern. Und in diesem Atomkern drängeln sich bei großen Atomen wie Uran ziemlich viele Teilchen, die Neutronen und die Protonen. Die Protonen stoßen sich eigentlich ab, so ähnlich wie sich gleichnamige Pole von Magneten abstoßen. Aber weil mit den Neutronen noch neutrale Teilchen dazwischen liegen, können sie es doch auf sehr kleinem Raum miteinander aushalten.

 

Bei manchen Atomsorten allerdings wird es im Kern dann doch zu viel, zum Beispiel bei bestimmten Varianten von Uran oder Radium. Dann senden die Atomkerne Strahlung aus, um sich wieder "abzuregen".

Mal ganz schnell, mal sehr langsam

Allerdings zerfallen in einem Material nicht alle Atomkerne sofort und gleichzeitig, sondern ganz zufällig immer mal wieder einer. Das kann sehr schnell gehen, innerhalb von Sekunden, oder ziemlich lange dauern, je nachdem, um welche Atomsorte es sich handelt. Von einem zuckerwürfelgroßen Stück radioaktivem Uran ist zum Beispiel auch nach einer Million Jahre noch nicht einmal die Hälfte aller Atomkerne zerfallen.

 

Atommüll ist gefährlich!

Materialien, die so lange strahlen, entstehen auch als Müll in Atomkraftwerken. Dort wird mit radioaktiven Substanzen, meist Uran, Energie erzeugt. Die Abfälle müssen deshalb sehr lange an einem sehr sicheren Ort gelagert werden. Bestimmt habt Ihr in den Nachrichten schon mal über Endlager von Atommüll gehört. Politiker, Umweltschützer und Bürger streiten darum, wie man am besten und sichersten mit den strahlenden Abfällen umgehen soll. Die Strahlen können nämlich für Lebewesen gefährlich sein, wenn sie sehr stark sind und man zu viel davon abbekommt.

 

Marie Curie wusste von dieser Gefahr allerdings noch nicht. Und so starb sie, wie viele andere Forscher, die radioaktive Substanzen untersuchten, an einer Krankheit, die eine Folge ihrer jahrelangen Experimente war. Sie bekam Leukämie, auch Blutkrebs genannt.