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Radioaktivität

Uranophan
Uranophan

Uranophan Stüfchen 47*42*39 mm ca. 86 Gramm mit pelz-/nadelartigen Büscheln; Fundort: Deutschland / Schwarzwald (Süd) / Menzenschwand; Funddatum: 2003

Stefan
Radioaktivität ist die Eigenschaft bestimmter Atomkerne (Elemente und Isotope), sich ohne äußeren Einfluss unter Aussenden von Strahlungsenergie (Alpha-, Beta-, Gamma-Strahlung) in Atomkerne anderer Art umzuwandeln (Atomzerfall, radioaktiver Zerfall).

Zu den radioaktiven Elementen gehören alle solche mit einer Ordnungszahl über 82 (siehe periodisches System der Elemente) sowie einige weitere Elemente, z.B. Kalium (nur das in der Natur vorkommende Isotop 40K).

Halbwertszeit nennt man dann diejenige Zeit, in der die ursprünglich vorhandene Menge zur Hälfte umgewandelt bzw. zerfallen ist. Sie ist für jedes Isotop eine charakteristische Konstante und beträgt z.B. bei 238U 4,4 x 109 Jahre.
Man unterscheidet drei in der Natur vorkommende Zerfallsreihen (Uran-Radium-Reihe, Thorium-Reihe und Uran-Actinium-Reihe sowie eine künstliche; sie alle enden bei Isotopen des Bleis).


Uraninit
Uraninit

Uraninit Var. Pechblende in typisch nieriger Ausbildung, Stufenhöhe ca. 10 cm
Fundort: Gang Union/Erna II, -675m Sohle, Schacht 366, Alberoda, Erzgebirge

Schluchti

Radioaktive Minerale

Zu den radioaktiven Mineralien gehören primär alle Uran- und Thoriummineralien.

Die Radioaktivität einer Lagerstätte läßt sich mit einem Geigerzähler ausfindig machen.
Um festzustellen, ob ein Mineral radioaktiv ist, kann man es auch auf eine mit schwarzem Papier lichtdicht verpackte Fotoplatte legen und warten. Nach einiger Zeit zeigt die Platte Schwärzungen. Dies liegt an der Umwandlung/Zersetzung von Silberhalogeniden (meist Silberbromid) auf den Fotoplatten durch die radioaktive Strahlung.

Stark strahlend sind in der Regel Stücke, die Pechblende, ein primär entstandenes Uranerz (Uranoxid UO2 – U3O8), enthalten. Pechblende ist das wichtigste Uranerz und findet sich z.B. in kleinen Lagerstätten in Ostbayern (Nabburg-Wölsendorfer Flussspatrevier, Fichtelgebirge, Mähring), im Schwarzwald (Menzenschwand) oder im größeren Maße im Sachsen und Thüringen (Johann-Georgen-Stadt, Aue, Schlema, Ronneburg usw.).

Das radioaktive Mineral Pechblende (Uraninit bzw. Uranpecherz) stellt zusammen mit seinen Verwitterungsprodukten das Rohmaterial zur Gewinnung von Uran, Radium (von Marie Curie übrigens 1898 zum ersten Mal aus Uran isoliert) sowie der künstlichen Transurane dar. Der Name Pechblende stammt noch aus der Zeit der sächsischen Bergleute des 18.Jh., die das Erz als völlig nutzlos befanden.

1789 entdeckte KLAPROTH darin jedenfalls das Metall Uran; 1896 BEQUEREL dessen Radioaktivität und 1938/39 gelang dann OTTO HAHN die Spaltung des Atomkerns am Uran.

Pechblende (Uraninit) kommt sowohl in Pegmatiten (das sind grobkörnige Tiefengesteine, die aus Restschmelzen im Endstadium der Tiefengesteinskristallisation entstanden sind), in Sedimenten als auch auf hydrothermalen Gängen (hydrothermal = heiße wässrige Lösungen) vor.

Bekannte bzw. berühmte Fundorte sind: Wölsendorf in Bayern, Wittichen/Schwarzwald, Joachimsthal/Böhmen (ist übrigens der klassische Fundort!), sächsisches Erzgebirge (Schlema, Scheeberg, Aue), Schweden, Norwegen, Kanada, USA, Ostafrika, ...

Die Uranminerale bezeichnet man als Gruppe von Mineralen, die 4- oder 6-wertiges Uran neben Sauerstoffanteilen enthalten. Zu den bekanntesten Mineralien dieser Gruppe gehören unter anderem die Sekundärminerale Torbernit, Autunit, Zeunerit, Uranocircit, Carnotit, Parsonsit, das Calcium-Uran-[Hydroxyl/Silikat] Uranophan und das Primärmineral Uraninit, wie oben beschrieben. Sie sind z.T. giftig, mehr oder weniger stark radioaktiv und bilden Lagerstätten, in denen durch chemische Lösungen das Uran angereichert wurde.

Eine Liste der natürlich radioaktiven Uran-Mineralien finden Sie unter Uran


Autunit
Autunit

Kristallgröße: 2,5 mm, Fundort: Foote Mine, Kings Mountain District, Cleveland Co., North Carolina, USA

Jason B. Smith
Torbernit
Torbernit

Bildbreite: 2 mm; Fundort: Pinhal do Souto Mine, Tragos, Chãs de Tavares, Mangualde, Viseu, Distrikt, Portugal

Jean-Marc Johannet

Sachgemäße Aufbewahrung

Die sekundären Uranmineralien zeichnen sich insbesondere -durch die Bank weg- durch lebhafte und leuchtende Farben aus. Daher sind sie auch bei Mineraliensammlern, beliebte Sammlungsobjekte!

Von der Strahlungsintensität zu unterscheiden ist die Kontaminationsfähigkeit. Sie beruht vor allem darauf, ob ein Mineral porös und bröckelig ist oder sich leicht abreiben lässt. Bei Kontaminationen mit dem Staub oder dem Abrieb radioaktiver Minerale kann es zu einer Inkorporation kommen, die in der Regel viel gefährlicher ist als das kurzzeitige Ausgesetztseit einer starken Strahlung. Vor allem die Einlagerung in die Lunge und die wohl durch die Alphastrahlung verursachte Schädigung des empfindlichen Lungengewebes kann im schlimmsten Fall zum Lungenkrebs führen. Stark kontaminierend sind vor allem die sogenannten Uranglimmer, das sind Mineralien, die aufgrund ihrer vollkommenen Spaltbarkeit krümelig und bröselig sind.
Sie sondern durch Anfassen kleine Partikel ab, die an den Händen haften bleiben und von dort aus in den Körper gelangen können. Deshalb ist der sorglose Umgang mit stark kontaminierenden Mineralien zu vermeiden, sie sind staubdicht aufzubewahren und nach jeder Handhabung sollte man sich gründlich die Hände waschen. Es verbietet sich von selbst, beim Hantieren mit stark kontaminierenden Stoffen zu essen, zu trinken oder zu rauchen. Auch das Zerkleinern, das Anschleifen und Anpolieren, alles, was Staub verursacht, sollte unterbleiben bzw. nur im freien Gelände und bei entsprechendem Atemschutz erfolgen.

Um auch das evtl. Restrisiko einer radioaktiven Kontamination bzw. einer Gesundheitsbeeinträchtigung (z.B. Lungenschaden) durch kleinere Substanzmengen/Mineralproben zu vermeiden, reicht meist durchaus ein Verschluß in Kunststoffkästchen aus; besonders vorsichtige Zeitgenossen denken vielleicht auch an eine Abschirmung durch Blei! Besonders bei größeren Sammlungsstücken bzw. großen Substanzmengen ist dies zu empfehlen.

Das Radon

In den bei Uranmineralen relevanten Zerfallsreihen kommt stets das radioaktive Edelgas Radon (abhängig von der Zerfallsreihe in den Isotopen 218Rn, 219Rn sowie 222Rn) vor. Als Gas kann Radon das Kristallgitter verlassen und sich in der Raumluft anreichern. Nach kurzer Zeit zerfällt es wieder in feste radioaktive Isotope. Eine Inhalation muss unbedingt vermieden werden! Somit ist vor dem Fotografieren und anderem Hantieren mit radioaktiven Stufen eine Entlüftung der optimalerweise abgeklebten Behältnisse im Freien anzuraten.

Kinder sollten keinen Zugang zu radioaktiven Mineralien haben

Es sei erwähnt, dass z.B. durch das Uranmineral Liebigit, in wenigen Zentimeter Abstand zu dem Mineral, durchaus das 100 fache der natürlichen Strahlenbelastung auf den menschlichen Körper einwirkt und dies schon bei sehr geringen Mengen.

Als stark strahlend kann man Proben einstufen, bei denen in 20 cm Entfernung ein Strahlenmessgerät das 20-fache der Umgebungsstrahlung anzeigt, das entspricht etwa der Dosisleistung während einer Flugreise in rund 10 000 m Flughöhe.

Händler auf Börsen sollten Pechblendestufen und sämtliche sekundär durch Umwandlung entstandene Uran- und Thoriumhaltigen Mineralien, vor allem ab einer bestimmten Größe/Substanzmenge, nicht einfach lose auf den Verkaufstischen anbieten. Man denke z.B. an die Mutter, die als Börsenbesucherin vielleicht mal eine Sekunde nicht auf Ihr Kleinkind achtet! Kleinkinder spielen besonders gerne mit allen möglichen Materialien bzw. Utensilien herum, besonders mit denen, die sie noch nicht kennen.


Vorsichtsmaßnahmen

  1. Möglichst kleine Stücke verwenden. Stücke in staubsicheren, dicht schließenden Behältnissen aufbewahren und nur bei Bedarf entnehmen.
  2. Abstand halten und sich in der Nähe der Proben nur kurz aufhalten.
  3. Immer mit Strahlungsmessgeräten die Dosisleistung kontrollieren.
  4. Stark radioaktive Stufen nicht in Wohnräumen bzw. Klassenzimmern lagern oder ausstellen. Räume, in denen sich stark radon-exhalierende Proben befinden, gut und häufig lüften.
  5. Beim Hantieren mit radioaktiven Stufen nicht essen, trinken oder rauchen.
  6. Radioaktive Stücke nicht zerkleinern oder anschleifen.
  7. Nach dem Hantieren mit radioaktiven Stücken stets die Hände gut waschen.
  8. Uranglimmer nicht feucht reinigen.

Die Regel der 5 A’s für den Strahlenschutz

  1. Aktivität verringern, d.h. mit möglichst schwachen Quellen arbeiten.
  2. Abstand erhöhen.
  3. Aufenthaltszeit verringern.
  4. Abschirmung verstärken.
  5. Aufnahme vermeiden, d.h. Inkorporation und Inhalation von Radionukliden.

Weblinks

Michael Beleites

Rudolph Geipel


Einordnung