Was ist Radiochemie?

Fragen und Antworten

In der Abteilung Radiochemie des Atominstituts wird das richtige und verantwortungsbewußte Arbeiten mit radioaktiven Stoffen gelehrt und die sinnvolle Anwendung von Radioaktivität in den Naturwissenschaften erforscht. Die wichtigsten Bereiche umfassen Untersuchungen über das chemische Verhalten radioaktiver Stoffe (z.B. im Boden), natürliche Radioaktivität, Tracermethoden für Biologie und Medizin und last but not least das weite Einsatzgebiet der Neutronenaktivierungsanalyse.

 

Radioaktivität ist die Eigenschaft eines Stoffes ionisierende Strahlen auszusenden. Ionisierende Strahlen sind energiereiche Strahlen, die Atome oder Moleküle ionisieren können. Wir unterscheiden a-, b- und g-Strahlen. Die ersten beiden sind Korpuskularstrahlen (Teilchenstrahlen), während g-Strahlen elektromagnetische Wellen sind, die sich durch besonders hohes Durchdringungsvermögen auszeichnen.

  • Woher kommt natürliche Radioaktivität?

Natürliche Strahlung kommt aus mehreren Quellen. Das Gestein unter uns (Uran- und Thorium-Zerfallsreihen, Kalium-40, etc), die Atmosphäre um uns (Radon, Kohlenstoff-14, Tritium) und die kosmische oder Höhenstrahlung aus dem Weltall. Auch wir selbst sind radioaktiv, da wir natürliche radioaktive Stoffe wie Kohlenstoff-14 und Kalium-40 enthalten. Die kosmische Strahlung steigt mit zunehmender Seehöhe an, da die Abschirmung der dünner werdenden Atmosphäre sinkt. Daraus folgt beispielsweise die erstaunliche Erkenntnis, daß in 12000 m Seehöhe (Flugverkehr) die Strahlenbelastung 5 mSv/h beträgt. Der gesetzliche Rahmen der österreichischen Strahlenschutzverordnung läßt für Normalbürger eine Höchstdosis von 1,7 mSv/a zu, immer zusätzlich zur natürlichen Dosis gerechnet. Ausgenommen von diesen Grenzwerten sind medizinische Anwendungen.

  • Was ist Neutronenaktivierungsanalyse (NAA)?

Die Neutronenaktivierungsanalyse (NAA) ist ein Verfahren zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Elementen. Entsprechend ihren charakteristischen Eigenschaften werden in der zu analysierenden Substanz Elemente durch Wechselwirkung mit Neutronen in Radionuklide umgewandelt, sie werden aktiviert. Diese Aktivierung wird mit einem Reaktor oder mit einer Neutronenquelle durchgeführt. Durch Messung der charakteristischen Strahlung, die beim Zerfall der erzeugten Radionuklide emittiert wird, kann die Konzentration der jeweils entsprechenden Elemente berechnet werden.

  • Wozu braucht man Neutronenaktivierungsanalyse?

Die Neutronenaktivierungsanalyse dient zur Bestimmung der elementaren Zusammensetzung verschiedenster Stoffe. Sie zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß die Bestimmung der einzelnen Elemente unabhängig von deren chemischem Zustand erfolgt. Weiters können bei jeder Messung mehrere Elemente simultan bestimmt werden.

Hauptanwendungsgebiete sind:

  • Reinststoffanalytik
  • Referenzanalysen
  • Geochemie
  • Spurenelementbestimmungen in biologischen Materialien

aktuelle Beispiele:

  • Qualitätsprüfung von Silizium zur Solarzellenerzeugung
  • Bestimmung von Spurenelementen in vulkanischen Gasen zur Erforschung geochemischer Prozesse im vulkanischen Untergrund
  • Die im östlichen Mittelmeerraum weit verbreiteten vulkanische Produkte der Minoischen Eruption des Santorini-Vulkans können mit Hilfe ihres "chemischen Fingerabdrucks" identifiziert werden und liefern einen wesentlichen Beitrag zur Synchronisation der Zivilisationen im 2. vorchristlichen Jahrtausend.
  • Nachweis von Spurenelementen in, Boden und Pflanzen und Nahrungsmitteln.
  • Was sind Tracermethoden?

Für die Verfolgung des Weges eines Elementes in der Umwelt, bei chemischen Reaktionen, oder auch seine Verfügbarkeit werden physikalische Analysenverfahren und radioaktiv markierte Tracer eingesetzt. Mit Hilfe solcher radioaktiver Markierungsstoffe kann man u.a. biochemische Vorgänge in Organismen verfolgen, da Tracer auf Grund ihrer ausgesandten charakteristischen Strahlung schon in äußerst geringen Mengen nachgewiesen werden können. Auf diese Weise wurden Modellversuche für die Aufnahme von Cadmium durch junge Bohnenpflanzen durchgeführt. Ebenso wurde die Aufnahme von Cäsium in Pilzen studiert.