Rund um die Radioaktivität Marie Curie

Radioaktivitätseinheit

Marie Curie wurde am 7. November 1867 in Warschau (Warschau ist die Hauptstadt und größte Stadt Polens) (Polen ) geboren. Ihr Mädchenname war Marya Sklodowska. Im Jahre 1891 begann sie ihr Studium der Mathematik und Physik an der Sorbonne (die Universität von Paris, metonym bekannt als die Sorbonne, war eine Universität in Paris, Frankreich ) in Paris, wo sie alle ihre Prüfungen mit Auszeichnung bestand. So wird sie Assistentin des Physikers Antoine Henri Becqürel. Am 25. Juli 1895 heiratete Marie den Physiker Pierre Curie. Ab 1896 arbeitete sie mit ihrem Mann an dem Mineral Pechblende. Es isoliert zwei bisher unbekannte Elemente, Radium und Polonium (Polonium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Po und der Ordnungszahl 84) (von Marie zu Ehren ihrer Heimat Polen benannt). Sie nennt ihre Strahlung”radioaktiv”. 1898 entdeckte Marie Curie die Radioaktivität des Elements Thorium. Becqürel und die Curies erhielten 1903 den Nobelpreis für Physik (Der Nobelpreis für Physik ist eine jährliche Auszeichnung der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften für diejenigen, die die herausragendsten Beiträge für die Menschheit auf dem Gebiet der Physik verliehen haben) für ihre”Entwicklung und Pionierarbeit auf dem Gebiet der spontanen Radioaktivität und Strahlungsphänomene”. Am 19.04.1906 wird Pierre Curie von einer Pferdekutsche überfahren und

stirbt an seinen Verletzungen. 1911 erhielt Marie Curie erneut einen Nobelpreis, diesmal für Chemie für die Isolierung des Elements Radium. Marie Curie (Marie Skłodowska Curie, geborene Maria Salomea Skłodowska, war eine polnische und eingebürgerte französische Physikerin und Chemikerin, die Pionierarbeit auf dem Gebiet der Radioaktivität leistete) starb an Leukämie in Sancellemoz (Sancellemoz ist ein Sanatorium in der Stadt Passy, in Haute-Savoie, Ostfrankreich) am 4. Juli 1934 infolge ihres hochdosierten und langjährigen Kontaktes mit radioaktiven Elementen.
Radioaktivität
Marie und Pierre Curie prägten den Begriff Radioaktivität. Beide machten erstmals deutlich, dass Radioaktivität kein chemischer Prozess ist. Nur der Charakter des Atomkerns ändert sich. Die bekannteste Form der Radioaktivität ist die Spaltung, bei der sehr schwere Atomkerne in zwei etwa gleich große Teile fallen. Dadurch entstehen neue Elemente. Auch bei der Kernspaltung wird viel Energie freigesetzt, so dass die Spaltprodukte mit hoher Geschwindigkeit auseinander schießen. Zudem werden häufig kleinere Neutronen und Alphateilchen freigesetzt. Im Jahre 1896 wurden von Becqürel erstmals radioaktive Phänomene im Uran entdeckt. Die Aktivität der radioaktiven Stoffe ist die Anzahl der Zerfälle pro Sekunde. Insgesamt gibt es drei Arten von Strahlung. Die Alphastrahlung, die Betastrahlung und die Gammastrahlung. (Gammastrahl, bezeichnet durch den griechischen Kleinbuchstaben gamma, durchdringt elektromagnetische Strahlung einer Art, die durch den radioaktiven Zerfall von Atomkernen entsteht) Alpha-Strahlung ist ein Teilchenstrom, der aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht. Die Alphastrahlung (Alpha-Zerfall oder α-Zerfall ist eine Art radioaktiver Zerfall, bei dem ein Atomkern ein Alphateilchen emittiert und dadurch in ein Atom mit einer um vier reduzierten Massenzahl und einer um zwei reduzierten Atomzahl umwandelt oder zerfällt) ist doppelt positiv geladen. Die Strahlung ist nur im oder am Körper gefährlich. Der Entstehungsort ist der Kern, es kommt vor, weil der Kern meist zu schwer ist. Es gibt zwei Arten von Betastrahlung. (Ein Beta-Teilchen, manchmal auch Beta-Strahl genannt, bezeichnet durch den griechischen Kleinbuchstaben beta, ist ein hochenergetisches, schnelles Elektron oder Positron, das beim radioaktiven Zerfall eines Atomkerns, wie z.B. eines Kalium-40-Kerns, während des Beta-Zerfalls emittiert wird. Es wird im Kern von zu vielen Neutronen produziert. Hinzu kommt der ß-plus-Zerfall, bei dem sich das Proton in ein Neutron, ein Positron und ein Neutrino verwandelt. Das Positron (Das Positron oder Antielektron ist das Antiteilchen oder das Antimaterie -Gegenstück des Elektrons) ist positiv geladen und hat die gleiche Masse wie ein Elektron. Dieser Zerfall wird im Kern durch zu viele Neutronen verursacht. 88 Ra Radium Radium ist ein Erdalkalimetall (die Erdalkalimetalle sind sechs chemische Elemente in Spalte 2 des Periodensystems) es gehört zur zweiten Hauptgruppe. Es ist lateinisch und bedeutet Strahl Auch Radium wurde von der Familie Curie, 1898, in der Studie der Pechblende entdeckt. Radium ist eines der seltensten Elemente und kommt nur in geringen Mengen in Uranerz vor (20 Milligramm Radium in einer Tonne (Die britische Tonne, die gleich der metrischen Tonne in den Vereinigten Staaten ist, ist eine nicht-SI-Masseeinheit von 1.000 Kilogramm; oder ein Megagramm; sie entspricht ungefähr Pfund oder 0,984 langen Tonnen Uranerz). Radium ist radioaktiv, weich und silbrig glänzend. Es leuchtet im Dunkeln, in der Luft bedeckt es sich sehr schnell mit einer grauen Nitridschicht und reagiert heftig mit der Freisetzung von Wasserstoffgas. Im menschlichen Körper kann es Calcium (Calcium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ca und der Ordnungszahl 20) für die Knochenbildung ersetzen, aber wenn es einmal in den Körper eingebaut ist, wirkt es als feste Strahlungsquelle und kann Krebs verursachen. Alle Radiumisotope sind instabil und radioaktiv. Ra-226 hat eine Halbwertszeit (siehe Punkt 5) von 1600 Jahren, das ist die längste Zerfallsrate. Radium (Radium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ra und der Ordnungszahl 88) wurde bis in die 1950er Jahre in der Krebstherapie oder bei Fluoreszenzfarbstoffen verwendet. In beiden Anwendungen spielt es jedoch keine Rolle mehr, da es durch billigere oder weniger giftige Stoffe ersetzt wurde. Radioaktive Elemente Radioaktive Elemente zerfallen, weil ihr Atomkern instabil ist, in andere Elemente, die einen stabilen Atomkern haben. Diese werden Radionuklide genannt (Ein Radionuklid ist ein Atom , das überschüssige Kernenergie hat, was es instabil macht) und sie sind normalerweise sehr kurzlebig. Es gibt zwei verschiedene Arten von radioaktiven Elementen, die in der Natur vorkommen und die künstlich erzeugten Elemente. Beide emittieren beim Zerfall energiereiche Strahlung, die auch im Alltag eingesetzt wird.
Die meisten natürlichen Elemente befinden sich im Boden oder Fels, wie z.B.:
Kalium (Kalium ist ein chemisches Element mit dem Symbol K und der Ordnungszahl 19) Uran und Thorium. Einige zerfallen sehr langsam, so dass sie auch heute noch zu finden sind.
Aus allen Elementen können künstliche Radionuklide hergestellt werden. Radionuklide können auch aus Neutroneneinfang (Neutroneneinfang ist eine Kernreaktion, bei der ein Atomkern und ein oder mehrere Neutronen kollidieren und zu einem schwereren Kern verschmelzen) in Reaktoren hergestellt werden.
Es gibt aber auch Nuklide, die nur mit Hilfe der Teilchenbeschleunigung hergestellt werden können. Die Halbwertszeit ist die Zeit, in der die Hälfte der Atome in einer Probe zerfallen ist.
Es ist immer dasselbe für ein bestimmtes Isotop. Es hängt nicht davon ab, wie viele Atome wir noch haben oder wie lange sie noch leben. Ein großer Teil der Zerfälle geschieht sehr schnell. Die Halbwertszeit (Halbwertszeit ist die Zeit, die benötigt wird, um eine Menge auf die Hälfte ihres Ausgangswertes zu reduzieren) ist immer gleich, nur die”Hälfte” wird immer kleiner. Es ist unmöglich vorherzusagen, wann ein bestimmtes Atom zerfällt, aber es ist möglich, die Anzahl der Atome vorherzusagen. Isotope Isotope sind Atome, die die gleiche Protonenzahl haben (Die Ordnungszahl oder Protonenzahl eines chemischen Elements ist die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms dieses Elements), können aber unterschiedliche Neutronenzahlen haben. Wenn Atome das gleiche Element haben, bedeutet das nicht, dass sie nicht auch unterschiedliche Neutronenzahlen haben können. Die verschiedenen Varianten werden Isotope genannt. Zum Beispiel enthält das häufigste Isotop von Wasserstoff (Wasserstoff ist ein chemisches Element mit dem chemischen Symbol H und der Ordnungszahl 1) überhaupt keine Neutronen, aber es gibt ein Wasserstoffisotop (Isotope sind Varianten eines bestimmten chemischen Elements, die sich in der Neutronenzahl unterscheiden), genannt Deuterium, (Deuterium ist eines von zwei stabilen Isotopen von Wasserstoff) mit einem Neutron, und einem anderen, Tritium, (Tritium ist ein radioaktives Isotop von Wasserstoff) mit zwei Neutronen (siehe Bilder auf der Seite”Bilder”). Die Frage ist jedoch, ob ein Atom beliebig viele Neutronen haben kann. Nein, weil es bevorzugte Kombinationen gibt. Leichte Elemente haben etwa so viele Neutronen wie Protonen, schwere Elemente haben mehr Neutronen als Protonen. Kernspaltung Der Chemiker Otto Hahn und der Physiker Fritz Strassmann entdeckten 1938 die Spaltung von Uran durch Neutronen. Der Bau der Atombombe wurde von Amerika während des Zweiten Weltkriegs durchgeführt. (Weltkrieg, auch Zweiter Weltkrieg genannt, war ein weltweiter Krieg, der von 1939 bis 1945 andauerte, obwohl die damit verbundenen Konflikte früher begannen) 1945 explodierte die erste Testbombe in Mexiko. Im selben Jahr wurde Hiroshima (ist die Hauptstadt der Präfektur Hiroshima und die größte Stadt in der Region Chūgoku im Westen von Honshu – der größten Insel Japans) zerstört und drei Tage später Nagasaki. und ein Hauptbestandteil der Materie) und ein Down-Quark (Das Down-Quark oder d-Quark ist das zweitleichteste aller Quarks, eine Art Elementarteilchen und ein Hauptbestandteil der Materie) also werden sie weder abgewiesen noch von anderen Ladungen angezogen. Sie befinden sich direkt neben den Protonen im Atomkern, und Neutronen sorgen dafür, dass der Kern stabil bleibt. Freie Neutronen sind nicht stabil, da die Masse der freien Neutronen etwas größer ist als die der Protonen. Ein freies Neutron zerfällt nach etwa einer Viertelstunde in ein Elektron (Das Elektron ist ein subatomares Teilchen, Symbol oder, mit einer negativen elementaren elektrischen Ladung) ein Proton und ein Neutrino (Ein Neutrino ist ein Fermion, das nur über die schwache subatomare Kraft und Schwerkraft interagiert). Neutronen helfen, den Atomkern stabil zu halten, auch wenn er instabil ist. Neutronen ziehen andere Neutronen und Protonen (Ein Proton ist ein subatomares Teilchen, Symbol oder, mit einer positiven elektrischen Ladung von +1e Elementarladung und einer etwas geringeren Masse als die eines Neutrons) über die starke Kernkraft an (Kernkraft ist die Nutzung von Kernreaktionen, die Kernenergie zur Wärmeerzeugung freisetzen, die dann am häufigsten in Dampfturbinen zur Stromerzeugung in einem Kernkraftwerk verwendet wird) aber als ungeladene (Elektrische Ladung ist die physikalische Eigenschaft der Materie, die sie in einem elektromagnetischen Feld eine Kraft erfahren lässt) Teilchen, (Ein Teilchen ist ein winziges Fragment oder eine Menge Materie) sie stoßen sich nicht gegenseitig durch die elektrische Kraft ab.
(Coulombs Gesetz oder Coulombs inverses Quadratgesetz ist ein Gesetz der Physik, das die Wechselwirkung zwischen statisch elektrisch geladenen Teilchen beschreibt) Die starke Wechselwirkung (In der Teilchenphysik ist die starke Wechselwirkung der Mechanismus, der für die starke Kernkraft verantwortlich ist, und ist eine der vier bekannten fundamentalen Wechselwirkungen, wobei die anderen Elektromagnetismus sind, die schwache Wechselwirkung und Gravitation) im Atomkern (Der Atomkern ist der kleine, dichte Bereich aus Protonen und Neutronen im Zentrum eines Atoms, der 1911 von Ernest Rutherford auf der Grundlage des Geiger-Marsden-Goldfolien-Experiments von 1909 entdeckt wurde) verhindert das Zerfallen von Neutronen (Das Neutron ist ein subatomares Teilchen, Symbol oder, ohne elektrische Nettoladung und eine Masse, die etwas größer als die eines Protons ist), das im Kern gebunden ist.
Becqürel entdeckte 1895, dass die Uranstrahlung spontan war. Er zeigte durch dunkle Experimente, dass die Strahlung von Uran nicht auf die Wirkung von Licht zurückzuführen ist, aber er konnte nicht erklären, warum. Marie und Pierre Curie (Pierre Curie war ein französischer Physiker, ein Pionier in Kristallographie, Magnetismus, Piezoelektrizität und Radioaktivität) konnten dies jedoch feststellen und erhielten auch den Nobelpreis (Der Nobelpreis ist eine Reihe von jährlichen internationalen Auszeichnungen, die von schwedischen und norwegischen Institutionen in verschiedenen Kategorien für akademische, kulturelle und/oder wissenschaftliche Fortschritte verliehen werden) im Jahre 1903. Bis 1938 hatte Uran jedoch keine nennenswerte Bedeutung, bis Otto Hahn (Otto Hahn , deutscher Chemiker und Pionier auf dem Gebiet der Radioaktivität und Radiochemie) und Fritz Straßmann (Friedrich Wilhelm “Fritz” Strassmann war ein deutscher Chemiker, der mit Otto Hahn Anfang 1939 Barium im Rückstand identifizierte, nachdem er Uran mit Neutronen beschossen hatte, Ergebnisse, die, wenn sie bestätigt wurden, das bisher unbekannte Phänomen der Kernspaltung aufzeigten). (In der Kernphysik und Kernchemie ist die Kernspaltung entweder eine Kernreaktion oder ein radioaktiver Zerfallsprozess, bei dem sich der Kern eines Atoms in kleinere Teile aufspaltet. Jeder renommierte Physiker konnte die gigantische Energiemenge berechnen, die in einer unkontrollierten Kettenreaktion erzeugt werden musste. (Eine Kettenreaktion ist eine Folge von Reaktionen, bei denen ein reaktives Produkt oder Nebenprodukt zusätzliche Reaktionen hervorruft). (Thorium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Th und der Ordnungszahl 90) Es ist 23% der Erdkruste. (In der Geologie ist die Kruste die äußerste feste Hülle eines felsigen Planeten oder natürlichen Satelliten, die sich chemisch vom darunter liegenden Mantel unterscheidet) Ihr Anteil an der Erdkruste wird mit ca. 0,0003 Gew.-% angegeben. Uranvorkommen in Kanada, den Vereinigten Staaten, Zaire, (Die Demokratische Republik Kongo, auch bekannt als DR Kongo, DRK, DROC, Ostkongo, Kongo-Kinshasa, oder einfach der Kongo ist ein Land in Zentralafrika) Südafrika , (Südafrika , offiziell die Republik Südafrika ), ist das südlichste Land Afrikas) Namibia, (Namibia, offiziell die Republik Namibia, ist ein Land im südlichen Afrika , dessen westliche Grenze der Atlantik ist) Niger, (Niger, offiziell die Republik Niger, ist ein Binnenland in Westafrika, benannt nach dem Fluss Niger) Australien und die Tschechische Republik. (Tschechien, auch Tschechien genannt, ist ein Nationalstaat in Mitteleuropa, der im Westen an Deutschland, im Süden an Österreich, im Osten an die Slowakei und im Nordosten an Polen grenzt) Heute sind fast 150 Uranmineralien bekannt. Uran ist ein radioaktives, verformbares, silbernes Metall. In der Luft reagiert es mit einer dünnen Oxidschicht. Wenn es feines Pulver ist, brennt es bei 170° C, aber wenn es kompakt ist, brennt es bei 700° C. Uran ist ziemlich beständig gegen Alkalien, aber es wird von Wasser und Säuren angegriffen. Uran (Uran ist ein chemisches Element mit dem Symbol U und der Ordnungszahl 92) ist nicht nur radioaktiv, sondern auch giftig. Kernkraftwerke Derzeit gibt es über 400 Kernkraftwerke auf der Erde . In Belgien (Belgien, offiziell das Königreich Belgien, ist ein souveräner Staat in Westeuropa, der an Frankreich , die Niederlande, Deutschland, Luxemburg und die Nordsee grenzt) Finnland, Deutschland, (Deutschland, offiziell die Bundesrepublik Deutschland, ist eine parlamentarische Bundesrepublik in Mittelwesteuropa) Finnland, (Finnland), offiziell die Republik Finnland, ist ein souveräner Staat in Nordeuropa) Schweden (Schweden , offiziell das Königreich Schweden , ist ein skandinavisches Land in Nordeuropa) und die Schweiz (die Schweiz , offiziell die Schweizerische Eidgenossenschaft, ist eine Bundesrepublik in Europa) etwa 30% des Stromverbrauchs wird durch Kernenergie gedeckt. Es gibt weniger Transport- oder Lagerprobleme als bei Kohle, Öl oder Gas, da Uran ein kompakter Brennstoff ist.
Uran 235 (Uran-235 ist ein Isotop von Uran, das etwa 0,72% des natürlichen Urans ausmacht) befindet sich in mehreren dünnen Brennstäben, an denen Neutronen abgefeuert werden und das Uranatom (Ein Atom ist die kleinste Einheit der gewöhnlichen Materie, die die Eigenschaften eines chemischen Elements hat) spaltet, Neutronen werden wieder freigesetzt und die Uranatome wiederum spalten, und so weiter, bis keine Atome mehr gespalten werden können. Technische Störungen oder menschliches Versagen können erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben.
Die verbleibenden radioaktiven Stoffe können eine sehr schädliche Wirkung auf Mensch und Tier haben.
Ein Kernkraftwerk belastet die Umwelt nicht so stark wie ein Kohle- oder Ölkraftwerk. Die gasförmigen Spaltprodukte (Kernspaltprodukte sind die Atomfragmente, die nach der Kernspaltung eines großen Atomkerns zurückbleiben) werden in das Abgassystem eingespeist oder zurückgehalten, bis die Radioaktivität sehr gering ist. Flüssige Abfälle werden in spezielle Behälter gefüllt und dort gereinigt. Tschernobyl Das Experiment sollte am 25. April 1986 stattfinden, um festzustellen, ob die Turbinen genügend Strom liefern können, um bei einem kompletten Stromausfall eine Notkühlung des Reaktors zu gewährleisten. Aber das wurde verschoben und so fand das Experiment am 26. April statt. Um alles so realistisch wie möglich zu machen, wurde das Notfallprogramm”Havarienschutz” abgeschaltet, so dass der Reaktor praktisch wehrlos war. Der Unfall wurde durch einen Bedienungsfehler eines unerfahrenen Reaktorbetreibers verursacht. 36 Stunden nach dem Unfall wurden 50.000 Menschen evakuiert. Selbst Wochen und Monate später waren noch 67.000 Menschen in Sicherheit. Bis heute haben insgesamt 200.000 Menschen ihr Zuhause verloren. Rund 150.000 Quadratkilometer waren damals verseucht. Bei dieser Explosion wurden über 100 radioaktive Elemente freigesetzt, das gefährlichste ist Jod, Strontium-90 (Strontium-90 ist ein radioaktives Isotop von Strontium, das durch Kernspaltung erzeugt wird, mit einer Halbwertszeit von 28.8 Jahre) und Cäsium-137, (Cäsium-137, Cäsium-137, oder Radiocaesium, ist ein radioaktives Isotop von Cäsium, das als eines der häufigsten Spaltprodukte durch die Kernspaltung von Uran-235 und anderen spaltbaren Isotopen in Kernreaktoren und Kernwaffen gebildet wird) das damals die verheerendsten Schäden verursachte. Es wurde in enormen Mengen freigesetzt und außerdem waren die Menschen völlig ungeschützt Jod ausgesetzt. Jod (Jod ist ein chemisches Element mit Symbol I und Ordnungszahl 53) verursacht Schilddrüsenkrebs (Schilddrüsenkrebs ist ein Krebs , der aus follikulären oder parafollikulären Schilddrüsenzellen stammt) und Strontium (Strontium ist ein chemisches Element mit Symbol Sr und Ordnungszahl 38) kann zu Leukämie (Leukämie, auch Leukämie genannt) führen, ist eine Gruppe von Krebsarten, die normalerweise im Knochenmark beginnen und zu einer hohen Anzahl an abnormalen weißen Blutkörperchen führen) und Knochenkrebs (Ein Knochentumor ist ein neoplastisches Wachstum von Gewebe im Knochen) während Cäsium (Cäsium oder Cäsium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Cs und der Ordnungszahl 55) den ganzen Körper bestrahlt und zu Magen, Leber und Milz führen kann (Die Milz ist ein Organ, das in praktisch allen Wirbeltieren vorkommt) Krankheiten. Heute ist es glücklicherweise sicher, das Kernkraftwerk zu besichtigen und auch ein Aufenthalt in der 30 km-Zone ist harmlos. Mehrere Mutationen wurden nach dem Unfall gemeldet, wie z.B. eine Veränderung der Blattform. Mutationen wurden auch bei Tieren, immer mehr Fehlgeburten, Geschöpfen mit sechs Beinen, ohne Augen, verbundenen Extremitäten und ähnlichen Mutationen gemeldet.