Natürliche und künstliche Radioaktivität

Radionuklide entstehen sowohl bei technischen Anwendungen, wie etwa der Nutzung der Kernenergie als auch durch natürliche Vorgänge. Einige Radionuklide, z.B. Uran-238, Thorium-232 oder Kalium-40 sind aufgrund ihrer langen Halbwertszeit seit Entstehung der Erde existent. Unter der Halbwertszeit eines Nuklides versteht man die Zeit, nach der die Hälfte der radioaktiven Atome durch Zerfall umgewandelt ist. Die Zeitspanne kann von Bruchteilen einer Sekunde bis zu Milliarden von Jahren reichen.

Uran-238 und Thorium-232 sind u.a. Ausgangsnuklide von Zerfallsreihen, die zahlreiche weitere natürliche Radionuklide erzeugen. Von diesen Radionukliden gelangen die Edelgase Radon (Radon-222) bzw. Thoron (Radon-220) und ihre Folgeprodukte zum Teil auch in die Atmosphäre.

Radionuklide, die aus irdischen Gesteinsschichten stammen, werden aufgrund ihrer Herkunft als geogen bezeichnet. Als Bestandteile der Erdkruste können sie auch in Baumaterialien auftreten. Demgegenüber stehen kosmogene Radionuklide, die durch die energiereiche Weltraumstrahlung in der Atmosphäre gebildet werden. Beispiele hierfür wären Kohlenstoff-14, Beryllium-7 oder Tritium.

Künstliche Radionuklide entstehen durch Aktivitäten des Menschen, unterliegen aber samt ihren Strahlungen denselben Gesetzmäßigkeiten wie die natürlich vorkommenden Radionuklide. Praktische Bedeutung für die Belastung von Mensch und Umwelt haben jedoch nur wenige Nuklide, die entweder große Halbwertszeiten besitzen oder wegen ihres physiologischen Verhaltens eine hohe effektive Äquivalentdosis erzeugen.

Allen bekannt ist das längerlebige Cäsium-137 als heute noch nachweisbare Folge des Reaktorunfalls von Tschernobyl im April 1986, das fast in jedem am Stoffkreislauf beteiligten Umweltmedium in unterschiedlichen Konzentrationen zu finden ist. Daneben sind auch die Auswirkungen der früheren oberirdischen Kernwaffentest-Explosionen aus den 50er und 60er Jahren noch nachweisbar. Hierher stammt ein Teil des heute in der Umwelt vorhandenen Cäsium-137 sowie des vorhandenen Strontium-90.

Auch in Medizin, Technik und Forschung finden Strahlenquellen Anwendung, z.B. bei der medizinischen Diagnose, der Tumortherapie oder zum Nachweis bestimmter Stoffwechselprodukte in der biochemischen Grundlagenforschung wie auch auf dem Gebiet der Werkstoffprüfung.