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Physikalische Grundlagen

Radon - ein radioaktives Gas

Radon entsteht aus Radium-226 unter Aussendung von Alpha-Strahlung als Teil der natürlichen radioaktiven Zerfallsreihe von Uran-238, das seit jeher in der Erdkruste enthalten ist. Auch in den beiden anderen natürlichen Zerfallsreihen (des Uran-235 und des Thorium-232) entsteht jeweils ein Isotop des Radons. Die drei natürlichen Radon-Isotope werden auch als Radon (Rn-222), Thoron (Rn-220) und Actinon (Rn-219) bezeichnet. Bei den Umwandlungsschritten innerhalb der Zerfallsreihen wird ionisierende Strahlung abgegeben. Diese Eigenschaft bezeichnet man als Radioaktivität.

Das Maß für die Aktivität eines Radionuklids ist das Becquerel (Bq). 1 Bq entspricht einer Kernumwandlung (hier Alpha-Zerfall) pro Sekunde. Bq/m³ ist die Einheit der Radonaktivitätskonzentration in der Luft. Diese gibt an, wie viele Alpha-Zerfälle pro Sekunde in einem Kubikmeter Luft stattfinden.

Grafik: Radonzerfallsreihe

Radonzerfallsreihe (Quelle: Interaktive Radon-CD des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft)

Radon hat die Ordnungszahl 86 im Periodensystem der Elemente, das heißt es hat im Atomkern 86 Protonen und in der Atomhülle 86 Elektronen. Radon ist das einzige in der Natur vorkommende radioaktive Edelgas. Es kann aus den Herkunftsmaterialien austreten und sich über den Luftweg ausbreiten. Seine Zerfallsprodukte sind wiederum fest.

Radon ist farb- und geruchlos. Der Mensch kann es mit seinen Sinnesorganen nicht wahrnehmen.

Da Radon ein Edelgas ist, geht es keine chemischen Verbindungen mit anderen Elementen ein. Es ist gut in Wasser löslich (bei 20° C und Normaldruck können sich 230 cm3 in 1 kg Wasser lösen) und noch um ein Vielfaches besser löslich in organischen Flüssigkeiten. Radon ist das schwerste elementare Gas in der Erdatmosphäre.

Halbwertszeit

Die Halbwertszeit gibt an, in welcher Zeit die Hälfte der Atomkerne eines Nuklids (Atomkern mit einer bestimmten Anzahl von Protonen und Neutronen) durch radioaktive Umwandlung zerfallen ist. Sie ist eine konstante Größe für das jeweilige Nuklid. Die Geschwindigkeit der radioaktiven Umwandlung wird durch die Aktivität mit der Maßeinheit Becquerel (Bq) angegeben. 1 Bq entspricht einer Kernumwandlung pro Sekunde. In einem geschlossenen System ohne Zufuhr von neuen Atomkernen sinkt dementsprechend auch die Aktivität in einer Halbwertszeit auf 50 % des Ausgangswertes, weil nur noch die Hälfte der Atomkerne für die Umwandlung zur Verfügung stehen. Die Halbwertszeiten verschiedener Nuklide können sehr unterschiedlich sein und reichen von einigen Milliarden Jahren bis zu geringen Bruchteilen von Sekunden.

Radon-222 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 3,8 Tagen und sendet dabei Alpha-Strahlung aus. Unter seinen wiederum radioaktiven Folgeprodukten sind ebenfalls Alpha-Strahler. Die beiden anderen Radon-Isotope Radon-220 und Radon-219 sind wegen ihrer deutlich kürzeren Halbwertszeiten hinsichtlich des Strahlenschutzes von untergeordneter Bedeutung.

 

Isotop Name Halbwertszeit Zerfallsreihe
Rn-222 Radon 3,8 Tage U-238
Rn-220 Thoron 55,6 Sekunden Th-232
Rn-219 Actinon 3,96 Sekunden U-235
Halbwertszeiten von Radonisotopen

Marginalspalte

Bild: Thematische Illustration: Radon

Ansprechpartner

Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft

Mandy Alisch-Mark

Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft

Dr. Stephanie Hurst

Weitere Informationen

radonteaser