Anleitung Medizinerpraktikum - Universität Bonn

9 Radioaktivität
9.1 Einführung
Unter Radioaktivität wird die spontane Umwandlung von Atomkernen verstanden.
Dabei können unterschiedliche Arten ionisierender Strahlung entstehen:
α-Strahlung
Beim Alpha-Zerfall wird aus dem Atomkern ein 4 2He–Kern (Alpha-Teilchen) abgestrahlt.
Die kinetische Energie der α-Teilchen liegt in der Größenordnung von
1–10 MeV. Ein Beispiel ist die Radium-Radon-Umwandlung (siehe unten).
β − -Strahlung
Beim β − -Zerfall wandelt sich innerhalb des Atomkerns ein Neutron in ein Proton
unter Aussendung eines Elektrons und eines Antineutrinos um:
n −→ p + e − + ¯ν e .
Das emittierte Elektron (β − -Teilchen) kann - z.B. mittels des Geiger–Müller-
Zählrohres - registriert werden. Dieser Zerfallsprozess findet bei instabilen Isotopen
mit Neutronenüberschuss statt.
β + -Strahlung
Hierbei wandelt sich im Atomkern ein Proton in ein Neutron unter Aussendung
eines Positrons (β + -Teilchen) und eines Neutrinos um:
p −→ n + e + + ν e .
Der β + -Zerfall tritt bei instabilen Isotopen mit Protonenüberschuss auf. Beim
α-und β-Zerfall ändert sich die Kernladungszahl, d.h. Anfangs- und Endelement
sind verschieden.
γ-Strahlung
Die γ-Strahlung ist eine Begleiterscheinung fast aller radioaktiver Zerfälle. Die bei
der Kernumwandlung entstehenden Nuklide befinden sich üblicherweise in einem
angeregten Zustand und gehen unter Emission eines Photons in einen Zustand
geringerer Energie über. Da die Differenzen zwischen den Energieniveaus im Kern
in der Größenordnung von 1 MeV liegen, besitzen die emittierten Photonen typischerweise
Wellenlängen von 1 pm:
λ = h · c
E
1240 eV nm
≈ = 0,00124 nm = 1,24 pm .
1 MeV
Im Gegensatz zum α- oder β-Zerfall behält der Kern beim γ-Zerfall seine Ladungsund
Massenzahl bei, er zerfällt also nicht in ein anderes Nuklid.
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