Was ist der radioaktivste Stoff der Welt?
Eine radioaktive Substanz ist eine Substanz, die sich im radioaktiven Zerfall befindet. In diesem Moment ist der Atomkern instabil und sendet ionisierende Energie aus. Dadurch erreicht es einen niedrigeren Energiezustand und wandelt sich um.
Die Idee, welche Substanz am radioaktivsten ist, ist an und für sich schon problematisch, denn wir müssen uns fragen, was wir wirklich mit am radioaktivsten meinen. Es gibt drei Hauptarten ionisierender Strahlung: Alpha, Beta und Gamma. Diese sind für die verschiedenen Partikel benannt, die ein radioaktiver Stoff abgeben kann. Ein Alphateilchen besteht aus zwei Protonen, die mit zwei Neutronen zu etwas zusammengebunden sind, das dem Heliumkern entspricht. Ein Beta-Teilchen ist entweder ein Positron oder ein Elektron. Gammastrahlen sind energiereiche Protonen mit einer Energie über 100 keV. Es gibt auch andere Arten von Strahlung, aber diese drei machen den Großteil der beobachtbaren Strahlung aus.
Die Gefahren dieser Strahlungsformen, die dazu führen, dass wir über das radioaktivste Element nachdenken, werden in vielerlei Hinsicht davon beeinflusst, wie einfach es ist, sie abzuschirmen. Alpha-Partikel beispielsweise prallen von praktisch allem ab, selbst von einem dünnen Blatt Papier oder von der Haut. Betastrahlen durchdringen die grundlegendsten Abschirmungen, können jedoch durch Aluminium gestoppt werden. Gammastrahlen hingegen durchdringen fast alles, weshalb in Situationen, in denen Gammastrahlen freigesetzt werden können, häufig eine starke Bleiabschirmung verwendet wird.
Während sich ein radioaktives Element umwandelt, kann es auf dem Weg verschiedene Formen des Zerfalls durchlaufen. Beispielsweise setzt Uran-238 ein Alpha-Teilchen frei, das sich in Thorium-234 umwandelt, und setzt ein Beta-Teilchen frei, das sich in Protactinium-234 umwandelt. Eine einzelne Substanz kann sich also während ihres Lebenszyklus in viele verschiedene radioaktive Substanzen umwandeln und dabei verschiedene Arten von radioaktiver Energie freisetzen.
Der wahrscheinlich einfachste Weg, um festzustellen, welche Substanz am radioaktivsten ist, ist die Betrachtung der Halbwertszeiten. Die Halbwertszeit eines Elements gibt an, wie lange es dauert, bis das Element auf die Hälfte seiner ursprünglichen Größe abgebaut ist. Elemente mit extrem langen Halbwertszeiten können tatsächlich stabil erscheinen, da sie so lange brauchen, um Energie in Form von radioaktivem Zerfall freizusetzen. Diese langlebigen Elemente, wie zum Beispiel Wismut, können als im Wesentlichen nicht radioaktiv behandelt werden und sind daher weit davon entfernt, die radioaktivsten zu sein. In ähnlicher Weise haben Elemente wie Radium eine Halbwertszeit von weit über 500 Jahren und gelten daher auch nicht als die radioaktivsten.
Elemente wie Promethium hingegen sind gefährlich genug, um nicht sicher gehandhabt zu werden, aber nicht in der Nähe der radioaktivsten. Je weiter man sich im Periodensystem bewegt, desto mehr radioaktive Substanzen wie Nobelium und Lawrencium werden gefunden. Diese haben in den Minuten Halbwertszeiten und sind ziemlich radioaktiv.
Um jedoch die radioaktivsten Substanzen zu finden, müssen wir an die äußersten Enden des Periodensystems gehen, zu Elementen, die jemals gesehen wurden, nachdem sie von Menschen erschaffen wurden. Elemente wie Unbibium am Ende des Tisches oder Ununpentium gehören zu den radioaktivsten, die dem Menschen bekannt sind. Ununpentium-287 hat beispielsweise eine Halbwertszeit von nur 32 ms. Dies kann mit Elementen wie Plutonium-239 verglichen werden, das eine Halbwertszeit von mehr als 200 Jahren hat und daher, obwohl es ziemlich giftig ist, bei weitem nicht so radioaktiv ist wie die schwereren Elemente. Obwohl Plutonium oft als die radioaktivste Substanz der Erde bezeichnet wird, ist es im Vergleich zu Ununpentium, Ununtrium, Ununoctium und vielen anderen, die erst vor kurzem hergestellt wurden, tatsächlich ziemlich zahm.