Radioaktivität leicht erklärt
Radioaktivität heißt: Ein Atomkern ist instabil und wandelt sich um. Dabei sendet er Strahlung aus. Das passiert von selbst, ohne Auslöser — man kann es weder anschalten noch abschalten.
Alphastrahlung — Heliumkerne. Stark ionisierend, aber schon von Papier gestoppt.
Betastrahlung — Elektronen oder Positronen. Wird von wenigen Millimetern Aluminium aufgehalten.
Gammastrahlung — energiereiche elektromagnetische Wellen. Braucht Blei oder Beton.
Halbwertszeit — die Zeit, nach der die Hälfte der Kerne zerfallen ist.
Becquerel (Bq) — Zerfälle pro Sekunde, die Aktivität.
Sievert (Sv) — die biologische Wirkung auf den Körper.
Die drei Strahlungsarten
| Art | Teilchen | Abschirmung | Gefahr |
|---|---|---|---|
| Alpha (α) | 2 Protonen + 2 Neutronen | Blatt Papier, Haut | gering von außen, hoch beim Einatmen |
| Beta (β) | Elektron | einige mm Aluminium | mittel |
| Gamma (γ) | Photon | dickes Blei, Beton | durchdringt den ganzen Körper |
Der scheinbare Widerspruch bei Alpha löst sich so auf: Von außen kommt die Strahlung nicht durch die Haut. Wird das Material aber eingeatmet oder verschluckt, gibt es keine Schutzschicht mehr — und dann ist gerade Alpha besonders schädlich, weil es seine Energie auf kurzer Strecke abgibt.
nach 8 Tagen: 400 MBq
nach 16 Tagen: 200 MBq
nach 24 Tagen: 100 MBq
nach 40 Tagen: 25 MBq
💬 Mia fragt Opa Theo
Wird das denn irgendwann ganz null?
Rechnerisch nie — es bleibt immer die Hälfte der Hälfte. Praktisch ist nach zehn Halbwertszeiten weniger als ein Tausendstel übrig.
Und warum ist eine kurze Halbwertszeit gefährlicher?
Weil in derselben Zeit viel mehr Kerne zerfallen. Etwas mit Millionen Jahren Halbwertszeit strahlt kaum — es hat es nicht eilig.
„Nach zwei Halbwertszeiten ist alles weg." Es ist ein Viertel übrig, nicht null.
Lange Halbwertszeit für gefährlicher gehalten. Umgekehrt: kurze Halbwertszeit bedeutet hohe Aktivität.
Becquerel und Sievert verwechselt. Bq zählt Zerfälle, Sv beschreibt die Wirkung im Gewebe.
Bestrahlte Lebensmittel für radioaktiv gehalten. Bestrahlung tötet Keime, hinterlässt aber keine Strahlung.
Eine Probe Cäsium-137 (Halbwertszeit 30 Jahre) hat heute 640 Bq. Wie hoch war die Aktivität vor 90 Jahren, und wie hoch ist sie in 60 Jahren?
Lösung anzeigen
90 Jahre sind drei Halbwertszeiten rückwärts, also dreimal verdoppeln:
640 · 2³ = 5120 Bq
60 Jahre sind zwei Halbwertszeiten vorwärts:
640 ÷ 2² = 160 Bq
Cäsium-137 ist genau deshalb nach Reaktorunfällen so problematisch: Die 30 Jahre sind
lang genug, dass es über Jahrzehnte im Boden bleibt, und kurz genug, dass es dabei
kräftig strahlt.
Wie man Strahlung misst
Bei Radioaktivität werden drei Einheiten leicht verwechselt, und sie messen tatsächlich drei völlig verschiedene Dinge.
Das Becquerel (Bq) misst die Aktivität einer Probe: ein Becquerel bedeutet ein Kernzerfall pro Sekunde. Das sagt etwas über das Material aus, aber nichts darüber, was die Strahlung anrichtet. Das Gray (Gy) misst die Energiedosis, also wie viel Energie tatsächlich in einem Kilogramm Gewebe hängen bleibt. Und das Sievert (Sv) misst die Wirkung auf den Körper. Es rechnet zusätzlich ein, dass Alphastrahlung im Inneren des Körpers rund zwanzigmal mehr Schaden anrichtet als dieselbe Energiemenge Beta- oder Gammastrahlung. Für alles, was mit Gesundheit zu tun hat, ist deshalb das Sievert die richtige Einheit.
In Deutschland bekommt jeder Mensch etwa 2 bis 3 Millisievert im Jahr aus natürlichen Quellen ab - aus dem Boden, aus Baustoffen, aus der Nahrung und aus dem Weltall. Ein Flug von Frankfurt nach New York bringt ungefähr 0,05 Millisievert zusätzlich, weil in Reiseflughöhe weniger Atmosphäre über einem liegt. Eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs liegt bei etwa 0,02 Millisievert, eine Computertomografie des Bauchraums je nach Gerät bei 5 bis 20 Millisievert - also beim Mehrfachen der natürlichen Jahresdosis. Für beruflich strahlenexponierte Personen gilt in Deutschland eine Obergrenze von 20 Millisievert im Jahr. Diese Zahlen helfen bei der wichtigsten Einordnung überhaupt: Strahlung ist nichts, was es nur in Kernkraftwerken gibt. Sie ist ständig da, und die entscheidende Frage ist immer, wie viel.
Schützen kann man sich auf drei Arten, und alle drei folgen aus dem, was oben über die Strahlungsarten steht: Abstand, denn die Intensität nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab - doppelter Abstand bedeutet ein Viertel der Strahlung. Abschirmung, wobei Papier für Alpha reicht, Aluminium für Beta, und für Gamma dicke Schichten Blei oder Beton nötig sind. Und Zeit, denn die aufgenommene Dosis wächst einfach mit der Dauer des Aufenthalts. Gemessen wird meist mit einem Geiger-Müller-Zählrohr, das jeden einzelnen Zerfall als Knacken hörbar macht.
Natürliche Strahlung ist überall — aus Boden, Baustoffen, Nahrung und dem Weltall. In Deutschland liegt die durchschnittliche Belastung bei etwa 2,1 Millisievert im Jahr, in einigen Alpentälern beim Doppelten.
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