Radionuklid
Als Radionuklide oder radioaktive Nuklide bezeichnet man instabile Atome, die zum radioaktiven Zerfall neigen.
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Definitionen und Sprachgebrauch
Ein Atomkern ist durch die Kernladungszahl (Ordnungszahl) Z und die Massenzahl (Nukleonenzahl) A gekennzeichnet
Ein Atomkern X wird daher wie folgt gekennzeichnet:
- A Z X, z.B.:
- 60 27 Co, vereinfacht
- 60Co oder Co-60 (d.h. die Kernladungszahl kann fortgelassen werden, da sie durch das Symbol gegeben ist).
- Atomarten, die sich hinsichtlich ihrer Kernladungszahl Z (nicht aber hinsichtlich ihrer Massezahl A) gleichen, und damit ein- und demselben Element zugehören, heißen Isotope. So haben P-31, P-32, P-33, die Isotope des Phosphors, unterschiedliche Massen.
- Es hat sich eingebürgert, eine radioaktive Atomart generell als Radionuklid zu bezeichnen; der Begriff Radioisotop wird nur dann verwendet, wenn neben der Radioaktivität die Zugehörigkeit zu einem bestimmten Element von Bedeutung ist. Für den Fall der Phosphorisotope handelt es sich bei P-32 und P-33 jeweils um ein Radionuklid, das heißt, ein Atom, für das sowohl A als auch Z festliegen. Siehe Nuklid.
Zerfallsereignisse
Beim spontanen Zerfall eines Radionuklids entsteht Alpha-, Beta- und/oder Gammastrahlung. Alle anderen Nuklide werden als stabil bezeichnet.
Man unterscheidet natürliche Radionuklide von künstlichen Radionukliden.
Natürliche Radionuklide
Natürliche Radionuklide kommen in der Biosphäre oder in der Erde vor. Sie stammen z.T., insbesondere die schweren mineralischen Radionuklide wie Uran 235, aus dem Reservoir der bei der stellaren Nukleosynthese gebildeten Nuklide. Da sich die Anteile der bei der Nukleosynthese gebildeten Nuklide modellieren lässt, und die Radionuklide unter diesen gemäss ihrer Halbwertszeiten zerfallen, lässt sich aus ihren Heute gemessenen Anteilen auf ein Alter der die Erde bildenden Materie schliessen.
Ein anderer Teil der natürlichen R.-N. wird kontinuierlich durch die Wechselwirkung hochenergetischer kosmischer Strahlung (Höhenstrahlung) mit der Atmosphäre gebildet. Das radioaktive Kohlenstoffisotop C 14 (Halbwertszeit ca. 5730 Jahre) ist der bekannteste Vertreter dieser Gattung. Siehe Radiokarbonmethode.
Der Rest der natürliche R.-N. wird von den wiederum radioaktiven Zerfallsprodukten der ersten Gattung gebildet.
Beispiele
- C 14
- Calcium 41
- Kalium 40
- Radium
- Radon 220, 224
- Thorium
- Uran 235, 238
Künstliche Radionuklide
Unter künstlichen Radionukliden versteht man solche, die durch Kernreaktionen (Neutronenbestrahlung) oder im Kernreaktor entstehen.
Beispiele
In der Medizin angewandte Radionuklide
- Technetium-99m
- Cobalt60
- Phosphor32
- Jod131
- Sauerstoff-15 (T1/2=2 min),
- Kohlenstoff-11 (T1/2=20 min),
- Fluor-18 (T1/2=110 min),
- Iod-123 (T1/2=13 h)
- Iod-124 (T1/2=4 d).
Gefahrenklassen
Die deutsche Strahlenschutzverordnung teilt Radionuklide je nach Gefährdungspotential in vier Klassen ein.