• Spaltung

• Strahlung

• Isotope

• Halbwertszeit

Prozesse:

Spaltung

Bei einer Kernspaltung im Reaktor wird normalerweise das Isotop Uran-235 gespalten. Im oberen Bild wird die Spaltung eines solchen Isotops veranschaulicht. Diese Spaltung läuft folgendermasen ab:

1. zunächst wird ein Uranatom von einem langsamen Neutron getroffen.
2. Das Neutron wird zunächst vom Atomkern absorbiert.
3. In diesem kritischen Zustannd zerfällt Uran in der Regel zu Barium, Krypton und zwei (oder mehr) schnelle Neutronen.
4. Eine Kettenreaktion entsteht wenn eines dieser schnellen Neutronen auf ein anderes Uran trifft.

Strahlung

Es gibt 4 verschiedene Strahlungsarten: Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlung. Hiervon sind Alpha-, Beta- und Neutronenstrahlung Teilchenstrahlung.

• Alphastrahlen sind Heliumkerne, die aus 2 Protonen und 2 Neutronen bestehen.
• Betastrahlen sind Elektronen.
• Neutronenstrahlen bestehen aus Neutronen.
• Gammastrahlen sind hochenergetische elektromagnetische Wellen.

Isotope

Als Isotop (auch Nuklid genannt) bezeichnet man Elemente, die in ihrem Atomkern gleich viele Protonen (Ordungszahl) haben, aber unterschiedlich viele Neutronen besitzen. Die Isotope eines Elements haben also verschiedene Massenzahlen, verhalten sich aber chemisch fast identisch. Normalerweise besitzt jedes natürlich vorkommende Element ein oder mehrere stabile Isotope. Die übrigen Isotope sind radioaktiv (also instabil) und zerfallen früher oder später wieder. Es gibt aber auch Elemente, die nur instabile Isotope besitzen. Diese Elemente haben meistens eine Ordnungszahl die höher als 83 ist, was bedeutet, dass sie radioaktiv sind.
Wasserstoff hat 3 unterschiedliche Isotope:

1. Isotop H-1, auch leichter Wasserstoff genannt. Elementsymbol: H
2. Isotop H-2, Deuterium auch schwerer Wasserstoff genannt. Elementsymbol: D
3. Isotop H-3, Tritium auch überschwerer Wasserstoff genannt. Elementsymbol: T

Halbwertszeit

Definition:
Die Halbwertszeit ist die Zeit, in der sich ein exponentiell mit der Zeit abnehmender Wert halbiert hat. Bei exponentiellem Wachstum spricht man entsprechend von einer Verdoppelungszeit oder (in der Biologie) Generationszeit.

Die nach einer Halbwertszeit verbliebene Menge einer Substanz halbiert sich im Lauf der nächsten Halbwertszeit wiederum, das bedeutet, dass nach 6 Halbwertszeiten nur noch 1/64 der Substanz vorhanden ist, weil:
1 ; 1/2 ; 1/4 ; 1/8 ; 1/16 ; 1/32 ; 1/64

Diese Definition gilt für den radioaktiven Zerfall. Beim radioaktiven Zerfall halbiert sich aber nicht nur die Menge der Radioisotops, sondern auch die radioaktive Aktivität. Die Hälfte der Atomkerne wandeln sich in ein anderes Isotop um. Dieses Isotop kann ebenfalls radioaktiv sein. Für jedes Isotop ist die Halbwertszeit eine feste Größe (hat einen festen Wert) die man nicht beieinflussen oder verändern kann. Die Umwandlung eines einzelnen Atomkerns kann nicht vorhergesagt werden. Es kann lediglich eine Wahrscheinlichkeit der Umwandlung pro Zeiteinheit angegeben werden.
Die berechnung dieser Wahrscheinlichkeit geht folgendermaßen:

1. Halbwertszeit: 50% chance, dass sich der betrachtete Kern umwandelt
2. Halbwertszeit: 50% + 25% = 75% chance
3. Halbwertszeit: 50% + 25% + 12,5% = 87,5% chance
4. usw.....