Roethlein B. Das Innerste der Dinge.. Einfuehrung in - tiera.ru

dringende Strahlung« bezeichnet wurde. Wir wissen heute,
daß die Alphastrahlung aus Heliumkernen besteht, das heißt,
sie ist eine Partikelstrahlung. Jedes Alphateilchen besteht aus
zwei Protonen und zwei Neutronen und ist deshalb zweifach
positiv geladen. Da diese Teilchen verhältnismäßig schwer
sind, können sie leicht abgeschirmt werden. Sie können bereits
Papier oder Stoff nur noch schlecht durchdringen; in Luft beträgt
ihre Reichweite nur wenige Zentimeter. Rutherford hatte diese
Teilchen als Heliumkerne identifiziert, indem er Radium, einen
Alphastrahler, in einem Glasröhrchen zerfallen ließ und danach
den Inhalt des Röhrchens analysierte. Er fand heraus, daß sich
Helium gebildet hatte. Der Forscher benutzte die Alphateilchen
für viele Experimente, unter anderem auch für sein
weltberühmtes Streuexperiment, bei dem er den Atomkern
entdeckte.
Betastrahlen bestehen aus Elektronen. Diese sind wesentlich
leichter und kleiner und können deshalb Materie besser
durchdringen. Um sie abzuschirmen, muss man relativ dicke
Wände benutzen.
Gammastrahlen schließlich stellten sich als elektromagnetische
Strahlung heraus. Sie ähneln in ihrer Natur den Röntgenstrahlen,
sind aber noch energiereicher. Sie abzuschirmen
ist schwierig, nur dicke Blei- oder andere Schwermetallplatten
vermögen vor Gammastrahlen einen gewissen Schutz zu bieten.
Viele radioaktive Stoffe senden alle drei Strahlungsarten
gemeinsam aus, so auch Uran.
Bei einem weiteren radioaktiven Gas, das Rutherford entdeckte,
der so genannten Thoriumemanation, die heute Radon
heißt, fiel ihm auf, daß dessen Aktivität nach kurzer Zeit nachließ.
Selbstverständlich ging er auch diesem Phänomen systematisch
auf den Grund, und so konnte er 1906 berichten: »In
den ersten 54 Sekunden ist die Aktivität auf den halben Wert
zurückgegangen; in der doppelten Zeit, das heißt in 108 Sekunden,
ist die Aktivität auf ein Viertel ihres Wertes zurück-
gegangen, in 162 Sekunden auf ein Achtel ihres Wertes und so
weiter. Dieses Nachlassen der Aktivität der Thoriumemanation
ist ein charakteristisches Merkmal und dient als sicheres
physikalisches Verfahren zum Unterscheiden der Thoriumemanation
von der des Radiums oder Aktiniums «
Die mathematische Analyse eines derartigen Verhaltens
zeigt, daß es immer dann zu erwarten ist, wenn das Nachlassen
der Aktivität zu jedem Zeitpunkt genau proportional der Aktivität
und damit proportional der noch vorhandenen radioaktiven
Atome ist.
Die Abnahme der Strahlungsintensität folgt damit einem
Exponentialgesetz. Die Zeit, in der unter diesen Umständen
die Aktivität auf die Hälfte fällt, ist immer gleich, und man
nennt sie Halbwertszeit. Sie hat für jede Substanz einen charakteristischen
Wert, der zwischen Sekundenbruchteilen und
Milliarden von Jahren liegen kann. Die Halbwertszeit für Thorium
und Uran liegt beispielsweise in der Größenordnung von
Hunderten von Millionen Jahren.
Zusammen mit dem sechs Jahre jüngeren Chemiker Frederick
Soddy arbeitete Rutherford intensiv an der Erforschung
der Radioaktivität, und gemeinsam gelangen ihnen Einsichten,
die eine Revolution der bis dahin bestehenden Vorstellungen
von der Natur der Atome verursachten. Die beiden Forscher
legten ihre Erkenntnisse in zwei Arbeiten nieder, die mit dem
Titel >Die Ursache und Natur der Radioaktivität überschrieben
waren. Schon in der Einleitung sagten die Verfasser:
»Es wurde gezeigt, daß Radioaktivität von elektrischen Veränderungen
begleitet ist, bei denen fortlaufend neue Arten von
Materie erzeugt werden.« Diese Idee war umstürzlerisch, hatte
man doch bis zu diesem Zeitpunkt daran geglaubt, daß seit dem
Schöpfungstag keine neuen Arten von Materie entstanden
waren.
Die beiden Forscher waren durch die Beobachtung von
Thorium zu ihren Erkenntnissen geführt worden: Sie fanden