Radioaktivität, radioaktiver Zerfall und radioaktive Strahlung sind Begriffe, die auch in der Alltagswelt häufig benutzt werden. Aber was genau versteht man darunter und wie sieht eine Definition von Radioaktivität aus?
Radioaktivität - eine Definition

Unter dem Begriff "Radioaktivität" versteht man die Eigenschaft bestimmter Atomkerne, sich ohne äußere Beeinflussung unter Aussendung von Alpha-, Beta- und/oder Gammastrahlung in andere Atomkerne umzuwandeln. So oder ähnlich könnte eine Definition des Begriffs lauten - erklärt wird dadurch jedoch wenig.

Ein Atomkern ist der innere, schwere "Teil" eines Atoms, der mit seiner Anzahl an positiv geladenen Protonen die Art des chemischen Elements definiert. Die meisten Heliumatome beispielsweise haben in ihrem Atomkern 4 Teilchen, nämlich 2 Protonen (daher die Ordnungszahl 2) sowie 2 Neutronen, die neutralen Kernteilchen bzw. Nukleonen. Es gibt jedoch in geringer Anzahl weitere Heliumkerne, die sich in der Anzahl der Neutronen unterscheiden. Man nennt diese Isotope.
Radioaktivität beruht darauf, dass Atomkerne (Beispiel Uran) instabil sind, weil sie einen Überschuss an Protonen oder Neutronen besitzen, der durch die Aussendung von Teilchen "beseitigt" wird. Tatsächlich gibt es nur bestimmte Kombinationen von Protonen und Neutronen, die stabile Atomkerne bilden.
Die Lebensdauer der einzelnen radioaktiven Stoffe ist ein Maß für diese Instabilität und schwankt zwischen Bruchteilen von Sekunden und Millionen von Jahren. Eine wichtige Größe ist dabei die sog. Halbwertszeit, die für einen radioaktiven Strahler charakteristisch ist.

Die Radioaktivität wurde zuerst 1896 von Becquerel an Uranmineralien beobachtet. Die von diesem Element ausgesandte Strahlung hinterließ auf Fotoplatten Spuren.
Radioaktive Stoffe - Beispiele zur Veranschaulichung des Begriffs

Radioaktivität ist keine menschliche Erfindung, auch wenn es die Definition nahelegen mag. Tatsächlich gibt es viele radioaktive Stoffe seit den Anfängen des Universums. Der Mensch lebt also in einer Umwelt, in der stets auch eine gewisse Menge (natürlicher) Radioaktivität anwesend war und ist.

Die bekanntesten radioaktiven Elemente sind zweifelsohne das von Marie Curie entdeckte Radium sowie das Uran. Genauer gesagt handelt es sich dabei jeweils um bestimmte Isotope der chemischen Elemente handelt. Beim Uran ist es das Isotop mit 238 Kernbausteinen (davon 92 Protonen), das durch Alphastrahlung zerfällt.
In der Natur kommt Radium als Zerfallsprodukt des Urans vor. Es ist selber nicht stabil und geht in das (ebenfalls nicht stabile) Edelgas Radon über. Überall, wo Uran im Erdboden vorkommt, wird Radon freigesetzt und gelangt in die Atmosphäre.
Zudem entstehen durch den Einfall kosmischer Strahlung in der Atmosphäre weitere, meist kurzlebige radioaktive Stoffe, darunter der zur Datierung genutzt Radiokohlenstoff (ein schweres Kohlenstoff-Isotop) sowie das Tritium, das superschwere, instabile Wasserstoffisotop, das in seinem Kern 3 Neutronen enthält.

Über die genannten radioaktiven Stoffe hinaus kann in Kernreaktoren mithilfe von Beschleunigern sowie durch sog. Aktivierung eine Vielzahl künstlicher radioaktiver Stoffe erzeugt werden - zum Teil gewünscht, zum Beispiel für medizinische Zwecke, zum Teil unerwünscht wie bei den radioaktiven Abfällen der Kernspaltung.