Vor etwas mehr als einem Jahrhundert stieß ein wenig bekannter französischer Wissenschaftler namens Henri Becquerel auf etwas Neues und Unheimliches. Mit der Zeit wurde festgestellt, dass diese Strahlen in mehreren natürlich vorkommenden Elementen vorhanden waren und als Radioaktivität bezeichnet wurden. Die Metalle, die sie zeigten, wurden auch als radioaktive Isotope bekannt.
Radioisotope (auch als radioaktive Isotope oder Radionuklide bekannt) sind Atome mit einer anderen Anzahl von Neutronen als ein gewöhnliches Atom. Aufgrund dieses Ungleichgewichts haben diese Isotope einen instabilen Kern, der zerfällt und dabei Alpha-, Beta- und Gammastrahlen emittiert, bis das Isotop Stabilität erreicht. Sobald es stabil ist, hat sich das Isotop vollständig in ein anderes Element verwandelt. Jedes chemische Element hat ein oder mehrere Radioisotope, wobei insgesamt über 1.000 Isotope entfallen. Ungefähr 50 davon kommen in der Natur vor; Der Rest wird künstlich als direktes Ergebnis von Kernreaktionen oder indirekt als radioaktive Nachkommen dieser Produkte hergestellt.
Von den natürlich vorkommenden Radioisotopen gibt es drei Kategorien, mit denen sie gruppiert werden. Das erste sind Urradionuklide, die hauptsächlich aus dem Inneren von Sternen stammen und wie Uran und Thorium noch vorhanden sind, weil ihre Halbwertszeiten so lang sind, dass sie noch nicht vollständig zerfallen sind. Die zweite Gruppe, sekundäre Radionuklide, sind radiogene Isotope, die aus dem Zerfall primordialer Radionuklide stammen und sich durch ihre kürzeren Halbwertszeiten auszeichnen. Die dritte und letzte Gruppe sind bekannte kosmogene Radionuklide, die aus Isotopen wie Kohlenstoff 14 bestehen, die aufgrund kosmischer Strahlung ständig in der Atmosphäre erzeugt werden. Künstlich hergestellte Radionuklide hingegen werden von Kernreaktoren, Teilchenbeschleunigern oder Radionuklidgeneratoren hergestellt (wobei ein Elternisotop, das üblicherweise in einem Kernreaktor hergestellt wird, zerfallen kann, um ein Radioisotop herzustellen). Darüber hinaus ist bekannt, dass nukleare Explosionen auch künstliche Radioisotope produzieren.
Radioisotope werden heute für eine Vielzahl von Zwecken verwendet. Auf dem Gebiet der Nuklearmedizin werden radioaktive Isotope in MRTs und Röntgenstrahlen zu diagnostischen Zwecken, zur gezielten Strahlentherapie und zur Sterilisation medizinischer Geräte eingesetzt. In der Biochemie und Genetik werden Radionuklide in der Molekular- und DNA-Forschung eingesetzt, um Moleküle zu „markieren“ und chemische und physiologische Prozesse zu verfolgen. Kohlenstoff-14, ein natürlich vorkommendes kosmogenes Isotop, wird von Archäologen, Paläontologen und Geologen zur Kohlenstoffdatierung verwendet. In der Landwirtschaft wird Strahlung eingesetzt, um das Keimen von Wurzelfrüchten zu stoppen, Parasiten und Schädlinge abzutöten und in der Veterinärmedizin. In der Industrie werden Radionuklide verwendet, um die Verschleiß- und Korrosionsrate von Metallen zu untersuchen, auf Lecks und Nähte zu prüfen, Schadstoffe zu analysieren, die Bewegung von Oberflächenwasser zu untersuchen, Wasserabflüsse von Regen und Schnee sowie die Durchflussraten zu messen von Bächen und Flüssen.
Wir haben viele Artikel über Radioisotope für das Space Magazine geschrieben. Hier ist ein Artikel über Isotope und hier ist ein Artikel über den radioaktiven Zerfall.
Wenn Sie weitere Informationen zu Radioisotopen wünschen, lesen Sie diese Artikel im NDT Resource Center und in Science Courseware.
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast über das Zeitalter des Universums aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 122: Wie alt ist das Universum?.
Verweise:
http://en.wikipedia.org/wiki/Radionuclide
http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/489027/radioactive-isotope
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiocarbon_dating
http://www.ehow.com/about_5095610_radioactive-isotopes.html
