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Lexikon der Biologie: Radioaktivität

Radioaktivität w [von *radio- , Aktivität; Adj. radioaktiv], der spontane Zerfall (Kernzerfall) von Atomkernen (Radionuklide, Isotope) unter Aussendung von Korpuskularstrahlung – Alphateilchen (Alphastrahlen), Elektronen, Positronen – und elektromagnetischer Strahlung (Kernstrahlung; elektromagnetisches Feld, elektromagnetisches Spektrum). Die Kerninstabilität besteht entweder von Natur aus (natürliche Radioaktivität) oder ist Folge von Kernreaktionen (künstliche Radioaktivität). Der Zerfall erfolgt im allgemeinen über eine Reihe weiterer instabiler Kerne, der radioaktiven Familie, bis zum stabilen Endisotop der Zerfallsreihe ( ä vgl. Abb. ). Die Zahl der pro Zeiteinheit zerfallenden Kerne (Halbwertszeit) ist der noch vorhandenen Restanzahl proportional (radioaktives Zerfallsgesetz; ä vgl. Infobox ). Beim Alpha-Zerfall (Alphastrahlen [Abb.]) wird ein Heliumkern (Atom [Abb.]) ausgestoßen und dadurch die Ordnungszahl des Restkerns um 2 und seine Massenzahl um 4 Einheiten erniedrigt. Beim Beta-Zerfall (Betastrahlen) verliert der Kern entweder eine negative elektrische Ladung unter Elektronen-Emission oder eine positive Ladung unter Positronen-Emission sowie jeweils ein Neutrino mit Erhöhung (bzw. Erniedrigung) der Ordnungszahl um 1 und nahezu Erhaltung der relativen Atommasse (radioaktiver Verschiebungssatz von Soddy und Fajans). Die meisten Zerfälle sind außerdem mit der Emission von Gammastrahlen verbunden. Bei manchen künstlichen Radionukliden tritt beim sog. K-Einfang Emission von charakteristischen Röntgenstrahlen auf mit Abnahme der Ordnungszahl um eine Einheit. Bei den schwereren Nukliden erfolgt der radioaktive Zerfall auch als spontane Spaltung (Kernspaltung) in mittelschwere Nuklide. Zu den seltenen Formen des radioaktiven Zerfalls gehören auch die 1972 entdeckte direkte Protonen-Emission (Proton), die 1984 erstmals nachgewiesene Emission mittelschwerer Teilchen beim Zerfall der schweren Atomkerne sowie das 2000 erstmals beobachtete gleichzeitige Ausstoßen von 2 Protonen aus dem Atomkern. – Radioaktivität wird mit geeigneten Zählern registriert: Zählrohre (Geiger-Müller-Zählrohr) beruhen auf dem Prinzip der Ionisation von Gasen und nachfolgender Registrierung eines Spannungsimpulses. Szintillationszähler registrieren Lichtblitze, die von geeigneten Molekülen ausgesendet werden, wenn ein geladenes Teilchen auf sie trifft. Bei der Autoradiographie wird die Schwärzung eines Films durch radioaktive Strahlung gemessen. Radioaktive Isotope sind aus der biomedizinischen Forschung (Biomedizin, biomedizinische Technik) und Anwendung nicht mehr wegzudenken. Die biologische Anwendung reicht von Altersbestimmungen (Geochronologie) über Verteilungsstudien, Transportuntersuchungen bis hin zur Aufklärung von biochemischen Reaktionsketten. Ein entscheidender Vorteil der Anwendung radioaktiver Isotope ist die Möglichkeit des Nachweises auch äußerst geringer Substanzmengen (Mikroanalyse). Deinococcus, ionisierende Strahlen, Markierung, Nuklearmedizin, Radioimmunassay, Radiologie, Radiopharmazie, Strahlenbelastung, Strahlenbiologie, Strahlendosis, Strahlenschäden, Szintigraphie, Tomographie.



Radioaktivität

Die 4 radioaktiven Zerfallsreihen. Die Neptunium-Reihe gehört zur künstlichen Radioaktivität.



Radioaktivität

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