Radioaktivität

Was ist eigentlich Radioaktivität?

Radioaktivität ist die physikalische Eigenschaft instabiler Atomkerne, sich spontan in andere Atomkerne umzuwandeln und dabei eine Teilchen- oder Wellenstrahlung, die sogenannte Kernstrahlung, auszusenden. Dieser Vorgang wird auch radioaktiver Zerfall oder Kernzerfall genannt. In der Alltagssprache wird der Begriff Radioaktivität zum Teil falsch verwendet: Denn oft ist fälschlicherweise von radioaktiver Strahlung die Rede. Da aber nicht die Strahlung selbst radioaktiv ist, sondern die Substanz aus der sie austritt, wäre es richtig, von der Strahlung radioaktiver Substanzen zu sprechen.

Welche Eigenschaften haben radioaktive Substanzen?

Atomsorten mit instabilem Kern, also radioaktive Substanzen, bezeichnet man als Radionuklide. Die freiwerdende Energie bei deren Umwandlungsprozess wird je nach Radionuklid als α-, β- oder γ- Strahlung emittiert. Diese Strahlungen sind unterschiedlich gut abschirmbar: Bei der α-Strahlung ist das schon mit einem Blatt Papier möglich. β-Strahlung kann mit Schichten aus Plexiglas oder Blech abgeschirmt werden. Bei γ- Strahlung hingegen muss die Abschirmung mit Materialien wie Blei geschehen. Charakteristisch für Radionuklide ist außerdem eine bestimmte Halbwertszeit. Die Halbwertzeit beschreibt dabei die Zeit, in der sich die Menge des radioaktiven Stoffes und damit auch dessen Strahlungsintensität halbiert. Dies kann sich je nach Radionuklid innerhalb von Sekundenbruchteilen vollziehen oder aber Trillionen Jahre dauern.

Die radioaktiven Substanzen kommen in der Natur vor oder können künstlich hergestellt werden – beispielsweise in Kernreaktoren oder Teilchenbeschleunigern.

Was bewirkt Radioaktivität im Körper?

Die Strahlungen radioaktiver Substanzen lösen in den menschlichen Zellen und anderem lebenden Gewebe chemische und biologische Effekte aus. Sogenannte Molekülbruchstücke (freie Radikale) entstehen und schließen sich zu giftigen Verbindungen zusammen, die den Zellschaden verstärken. Ein normaler Organismus kann einige mutierte Zellen in der Regel eliminieren. Sind Strahlungsmenge und Ausmaße der Schäden aber zu groß, kommt es zur Überlastung der körpereigenen Reparaturfunktionen. Die Schäden werden an die folgenden Zellgenerationen weitergegeben und es entsteht ein immer größerer und oft nicht mehr reparabler Schaden.

Man unterscheidet bei Strahlenschäden zwischen Früh- und Spätschäden. Frühschäden treten nach Stunden, spätestens nach Wochen auf. Spätschäden machen sich oft erst Jahre später bemerkbar, obwohl die Zellen schon unmittelbar nach der Bestrahlung geschädigt wurden. Der Verlauf einer akuten Strahlenkrankheit hängt von der Strahlendosis ab. Sie kann geringe Langzeitschäden zur Folge haben, aber auch innerhalb von Minuten zum Tode führen. Generelle Symptome einer Strahlenkrankheit sind juckende Hautrötungen, Geschwüre, Haarausfall, Übelkeit, Erbrechen, ein hohes Infektionsrisiko, Blutungen, Schwindel, Kopfschmerzen und Benommenheit sowie Störungen des zentralen Nervensystems bis hin zu Krebs und Unfruchtbarkeit. Grundsätzlich gilt: Je höher die Strahlendosis ist, desto schneller treten die Symptome auf und desto länger dauert die Erholungsphase während die Überlebenschancen sinken.