Die Halbwertszeit – Definitionen für physikalische, biologische und effektive Halbwertszeit

Angesichts der Atomkatastrophe in Japan schwirren wieder zahllose Begriffe durch die Medien, bei denen man oft nicht so genau weiß, was sie bedeuten. So gibt es z. B. drei verschiedene Varianten der Halbwertszeit, die ich hier mal zudefinieren versuche.

Effektive Halbwertszeit – die Strahlenbelastung durch radioaktives Material

Die effektive Halbwertszeit ist ein Maßstab für die Strahlenbelastung von Mensch und Tier. Sie verbindet die Aussagen der physikalischen und der biologischen Halbwertszeit in einer Formel.

Effektive Halbwertszeit von

  • Jod-131: 6–7 Tage (Ablagerung in der Schilddrüse)
  • Kalium-40: 58 Tage (Ablagerung in ganzem Körper und Muskeln)
  • Cäsium-134: 96–118 Tage (Ablagerung im ganzen Körper bzw. in den Muskeln)
  • Cäsium-137: 109–138 Tage (Ablagerung in ganzem Körper bzw. Muskeln)
  • Uran-238: 300 Tage (Ablagerung in Knochen)
  • Strontium-90: 18 Jahre (Ablagerung in den Knochen)
  • Plutonium-239: 198 Jahre (Ablagerung in den Knochen)
  • Uran-235:

Biologische Halbwertszeit – die Radioaktivität im Organismus

Wird z. B. über Trinkwasser, über das Essen oder über die Luft radioaktives Material in den Körper transportiert, dann reichert sich zunächst ein Teil im Gewebe an, ein anderer Teil wird über Atmung, Schweiß, Urin und Kot ausgeschieden.
Die Zeitspanne, bis sich die Menge des aufgenommenen radioaktiven Stoffs durch Ausscheidung und Zerfall im Organismus auf die Hälfte reduziert hat, nennt man biologische Halbwertszeit.

Biologische Halbwertszeit von

  • Kalium-40: 58 Tage (Ablagerung in ganzem Körper und Muskeln)
  • Jod-131: 80 Tage (Ablagerung in Schilddrüse)
  • Cäsium-134: 110 Tage (Ablagerung in ganzem Körper) bis 140 Tage (in Muskeln)
  • Cäsium-137: 110 Tage (Ablagerung in ganzem Körper) bis 140 Tage (in Muskeln)
  • Uran-238: 300 Tage (Ablagerung in Knochen)
  • Strontium-90: 49 Jahre (Ablagerung in Knochen)
  • Plutonium-239: 200 Jahre (Ablagerung in Knochen)
  • Uran-235: ??

Physikalische Halbwertszeit – die Radioaktivität des Stoffes

Ein radioaktiver Stoff besteht aus den so genannten Radionukliden, das sind instabile Atome. Diese zerfallen innerhalb einer bestimmten Zeit. Die Radionuklide eines Stoffes haben eine charakteristische Zerfallszeit. Mit dem Zerfall sinkt die Aktivität des radioaktiven Stoffs.

Die physikalische Halbwertszeit sagt aus, nach welchem Zeitraum die Hälfte der Radionuklide zerfallen ist, die Aktivität sich also auf die Hälfte reduziert hat.

Physikalische Halbwertszeit von

  • Jod-131: 8 Tage
  • Cäsium-134: 28 Jahre
  • Strontium-90: 29 Jahre
  • Cäsium-137: 30 Jahre
  • Plutonium-239: 24.110 Jahre
  • Uran-235: 703.800.000 Jahre (ca 700 Millionen Jahre)
  • Kalium-40: 1.280.000.000 (ca. 1,3 Milliarden Jahre)
  • Uran-238: 4.468.000.000 Jahre (ca. 4,5 Milliarden Jahre)

Quellen

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