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Beim Durchstrahlungsverfahren wird die Eigenschaft radioaktiver Strahlung genutzt, Stoffe teilweise zu durchdringen und von Stoffen teilweise absorbiert (aufgenommen) zu werden. Damit kann man Werkstoffprüfungen durchführen, die Dichte, Konzentration oder Dicke von Stoffen messen oder Füllstandsmessungen realisieren.

Radioaktive Strahlung hat eine Reihe von Eigenschaften, die für ihre Wirkungen, ihren Nachweis und ihre Anwendungen von Bedeutung sind. Dazu gehört insbesondere, dass radioaktive Strahlung

• Energie und Ionisationsvermögen besitzt,
• teilweise in elektrischen und magnetischen Feldern abgelenkt wird,
• Stoffe z. T. durchdringen kann und z. T. von ihnen absorbiert wird.

Die Energiedosis gibt an, wie viel Energie ein Kilogramm eines Stoffes durch Strahlung aufnimmt.
 

Benannt ist die Einheit nach dem amerikanischen Physiker L. H. GRAY.

* 29. 9. 1901 Rom
† 29. 11. 1954 Chicago
Er war der bedeutendste italienische Physiker des 20. Jahrhunderts, leistete wesentliche Beiträge zur Theorie des Atombaues, leitete den Bau des ersten Kernreaktors und arbeitete an der Entwicklung der Atombombe mit. 1938 erhielt er den Nobelpreis für Physik für die Bestimmung von neuen, durch Neutronenbeschuss erzeugten radioaktiven Elementen und die in Verbindung mit diesen Arbeiten durchgeführte Entdeckung der durch langsame Neutronen ausgelösten Kernreaktionen.

* 30. 9. 1882 Neustadt/Weinstraße
† 24. 9. 1945 Potsdam
Er war ein deutscher Physiker und zunächst als Mitarbeiter von RUTHERFORD, später als Professor in Kiel, Tübingen und Berlin tätig. GEIGER entwickelte das nach ihm und seinem Schüler MÜLLER benannte Zählrohr (Geiger-Müller-Zählrohr) für radioaktive Strahlung.

Geiger-Müller-Zählrohre dienen zum Nachweis radioaktiver Strahlung. Sie beruhen auf der ionisierenden Wirkung radioaktiver Strahlung und auf den Vorgängen, die bei einer Gasentladung vonstatten gehen. Das Geiger-Müller-Zählrohr wurde im Jahre 1928 von den deutschen Physikern HANS GEIGER (1882-1945) und WALTHER MÜLLER (1905-1979) entwickelt.

Das Zerfallsgesetz gibt an, wie eine bestimmte Anzahl von Atomkernen eines radioaktiven Nuklids in Abhängigkeit von der Zeit zerfällt. Es gilt:

$\begin{array}{l}N=N_{\text{o}}\cdot {\left(\frac{1}{2}\right)}^{\frac{t}{T_{1/2}}}\\ N\text{ Anzahl der noch nicht zerfallenen Atomkerne}\\ N_{\text{o}}\text{ Anzahl der zum Zeitpunkt }t\text{ = 0 vorhandenen}\\ \text{ nicht zerfallenen Atomkerne}\\ t\text{ Zeit}\\ T_{\text{1/2}}\text{ Halbwertszeit}\end{array}$

* 10.11.1905 London   
† 09.07.1965 Northwood

Er war ein englischer Physiker, der sich besondere Verdienste um die Untersuchung der Wirksamkeit radioaktiver Strahlung auf menschliches Gewebe erworben hat. GRAY gehört zu den Mitbegründern der Radiologie. Ihm zu Ehren wurde 1975 als Einheit für die Energiedosis von radioaktiver : Strahlung das Gray (Kurzzeichen: gy) festgelegt.

* 8. 3. 1879 Frankfurt/Main
† 28. 7. 1968 Göttingen
Er war ein berühmter deutscher Chemiker, entdeckte mehrere radioaktive Elemente und 1938 gemeinsam mit FRITZ STRASSMANN und LISE MEITNER die Uranspaltung. Für seine wissenschaftlichen Leistungen erhielt er 1944 den Nobelpreis für Chemie.

Die Halbwertszeit eines Nuklids gibt an, in welcher Zeit sich jeweils die Hälfte der ursprünglich vorhandenen Atomkerne in andere Atomkerne umwandelt.

Eingeführt wurde der Begriff Halbwertszeit 1903 von dem französischen Kernphysiker PIERRE CURIE (1859-1906).

Atomkerne eines Elements mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Anzahl von Neutronen werden als Isotope bezeichnet. Es sind spezielle Nuklide. Wegen der gleichen Protonenzahl (= Kernladungszahl) haben Isotope auch die gleiche Anzahl von Elektronen in der Hülle.

Unter Kernfusion versteht man die Verschmelzung leichter Atomkerne zu schwereren Kernen. Eine Kernfusion erfolgt nur bei großem Druck und hoher Temperatur. Dabei wird Energie freigesetzt. Kernfusionen gehen ständig im Inneren der Sonne und anderer Sterne vor sich.

Kernkraftwerke dienen der Gewinnung elektrischer Energie aus Kernenergie. Dabei erfolgt in einem Kernreaktor Kernspaltung, bei der thermische Energie freigesetzt wird. Diese thermische Energie wird über eine Energieumwandlungskette in elektrische Energie umgewandelt. Kernkraftwerke spielen heute eine wichtige Rolle bei der Elektroenergiegewinnung, sind aber umstritten. Ihr Vorteil besteht vor allem in der geringen Umweltbelastung bei normalem Betrieb. Ein Nachteil ist die Entstehung radioaktiver Abfälle, die über Jahrzehnte hinweg sicher gelagert werden müssen.

Kernumwandlungen der unterschiedlichsten Art lassen sich ähnlich wie chemische Reaktionen in Form von Reaktionsgleichungen schreiben. Im Unterschied zu chemischen Reaktionen werden sie als Kernreaktionen bezeichnet.

Unter Kernspaltung versteht man die durch Beschuss mit Neutronen erfolgende Zerlegung eines schweren Atomkerns in zwei mittelschwere Atomkerne. Dabei werden Neutronen freigesetzt und es wird Energie abgegeben. Kernspaltung ist eine spezielle Form der Kernumwandlung. Sie wurde 1938 von OTTO HAHN, FRITZ STRASSMANN und LISE MEITNER entdeckt.

Unter einer Kernumwandlung versteht man die Umwandlung von Atomkernen in andere Kerne. Das kann spontan oder durch äußere Einflüsse und Bedingungen erfolgen. Zu den Kernumwandlungen gehören der Spontanzerfall, die Kernspaltung und die Kernfusion. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl weiterer Kernumwandlungen, die meist infolge äußerer Einflüsse vor sich gehen.

Kernwaffen sind eine Waffenart, bei der die Kernspaltung (Atombomben) oder die Kernfusion (Wasserstoffbomben) genutzt wird. Die ersten Atombomben wurden 1945 von den USA erprobt und über den japanischen Städten Horishima und Nagasiki abgeworfen. Wasserstoffbomben gibt es seit 1953. Kernwaffen sind eine der gefährlichsten Waffenarten. Jeder sollte sich dafür einsetzen, dass sie nie wieder angewendet werden.

* 12.01.1903 Sim
† 07.02.1960 Moskau
Er war ein russischer Physiker und Wissenschaftsorganisator, dem 1942 die wissenschaftliche Leitung des sowjetischen Atombombenprojektes übertragen wurde und der damit zum "Vater der sowjetischen Atombombe" wurde. Unter seiner Leitung wurden auch die ersten sowjetischen Wasserstoffbomben entwickelt.

Beim Markierungsverfahren werden Radionuklide dazu genutzt, um die Anreicherung oder den Weg von Stoffen im menschlichen Körper, bei Tieren und Pflanzen, in Rohrleitungen oder im Erdboden zu verfolgen. Dazu werden Radionuklide eingebracht und ihre Anreicherung oder Ausbreitung mithilfe verschiedener Methoden registriert.

* 7. 11. 1878 Wien
† 27. 10. 1968 Cambridge
Sie war eine österreichische Physikerin, Professor in Wien, Berlin und Stockholm. Gemeinsam mit OTTO HAHN entdeckte sie mehrere radioaktive Elemente und erklärte als Erste die Uranspaltung, als deren Mitentdeckerin sie häufig genannt wird.

Radioaktive Strahlung lässt sich nicht mit unseren Sinnesorganen erfassen. Um sie nachzuweisen, müssen ihre Wirkungen genutzt werden. Wichtige Nachweismöglichkeiten sind

• Zählrohre,
• fotografische Schichten,
• Nebelkammer.

Darüber hinaus gibt es weitere Nachweismöglichkeiten.