Aktivität und Zerfallsgesetz

Stand: 3. Juli 2007Autor: Onmeda-Redaktion

Allgemeines

Die Aktivität und das Zerfallsgesetz machen zusammen mit anderen Parametern eine Aussage über den zeitlichen Verlauf des Zerfalls von radioaktiven Substanzen.

Aktivität

Die Aktivität A beschreibt die Anzahl an Atomkernen, die im Mittel pro Zeiteinheit in einer radioaktiven Substanz, also z.B. in einer Sekunde, zerfallen.

Die Aktivität wird in Becquerel (Einheitenzeichen: Bq) gemessen. Die Einheit erhielt ihre Bezeichnung zu Ehren des französischen Physikers Antoine Henri Becquerel (1852 bis 1908). Eine radioaktive Substanz besitzt eine Aktivität von 1 Bq, wenn pro Sekunde im Mittel ein Atomkern einer radioaktiven Substanz zerfällt.

Die Aktivität allein sagt noch nichts über die Strahlenexposition aus. Daher muss in jedem Fall das zerfallene Nuklid bekannt sein.

In der Nuklearmedizin werden für die Erstellung von Szintigrammen Aktivitäten im Bereich von Kilobecquerel [kBq] bis Gigabecquerel (1 GBq = 10⁹ Bq) verwendet.

Eine veraltete, nicht mehr zugelassene Maßeinheit für die Aktivität ist das Curie [Ci].

Zerfallsgesetz

Das Zerfallsgesetz beschreibt den zeitlichen Verlauf des radioaktiven Zerfalls eines Elements. Mit Hilfe dieses Gesetzes kann ermittelt werden, nach welcher Zeit eine radioaktive Substanz ihre Aktivität verliert. Für jedes Radionuklid existiert eine feste Zerfallskonstante, welche angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein radioaktiver Zerfall stattfindet.

Das radioaktive Jod 131 beispielsweise hat eine Halbwertzeit von ca. acht Tagen. Wann genau ein bestimmtes einzelnes Jodatom zerfallen wird, lässt sich nicht beantworten. Allerdings ist es möglich, über den Zerfall einer großen Zahl von Atomkernen einer "Atomsorte" (Nuklid) sehr präzise Aussagen zu machen, zum Beispiel mithilfe der Halbwertzeit.

Aus diesem Grund ist die Halbwertszeit eine statistische Größe und gilt nur für Substanzen, die aus sehr vielen Atomen eines Nuklids bestehen. Unter Einbeziehung dieser Tatsachen lässt sich berechnen, wie eine radioaktive "Muttersubstanz" eines bestimmten Nuklids in eine Tochtersubstanz zerfällt.

Die Aktivität einer radioaktiven Substanz kann zu jeder beliebigen Zeit t berechnet werden.

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