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Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1911. Nr. 28. 



Nach der Rutherf ord-Soddy sehen Theorie zer- 

 fällt von jedem radioaktiven Körper pro Zeiteinheit 

 eine bestimmte Anzahl Atome unter Aussendung von 

 «- oder ß-Strahlen in die Atome eines neuen Körpers, 

 der das Umwandlungsprodukt des ersten Körpers 

 darstellt. Die Atome des in dem oben erwähnten 

 Ammoniakniederschlage gefällten Thoriums zerfallen 

 in «-Strahlen und Thorium X-Atome. Das Thorium 

 X-Atom seinerseits verwandelt sich unter Ausschleudern 

 von a-Teilchen in das nächstfolgende Umwandlungs- 

 produkt, das wegen seines gasförmigen Zustandes als 

 Thoriumemanation bezeichnet wurde. Es mag hier neben- 

 bei bemerkt werden, daß von den drei jetzt bekannten 

 Emanationen die des Thoriums zuerst entdeckt wurde. 

 Die Thoriumemanation ihrerseits zerfällt unter Aussen- 

 dung von «-Strahlen in den sogenannten aktiven Nieder- 

 schlag, der vier verschiedene, teils «-, teils ^-strahlende 

 Produkte umfaßt. (Die y- Strahlen, die — soweit 

 unsere derzeitigen Erkenntnisse reichen — stets nur 

 als Begleiterscheinung der |3-Strahlen auftreten, wer- 

 den nicht als selbständige, mit dem Zerfall der Atome 

 unmittelbar verknüpfte Strahlung betrachtet.) 



Die «-Strahlen sind bekanntlich nach den Unter- 

 suchungen von Rutherford, Dewar u. a. positiv 

 geladene Heliumatome, die (3-Strahlen sind negative 

 Elektronen, ähnlich den in Entladungsrohren auf- 

 tretenden Kathodenstrahlen. Die Rutherf ord-Soddy- 

 sche Zerfallstheorie ist in der Folge in allen wesent- 

 lichen Punkten bestätigt worden und hat sich für die 

 weitere Entwickelung der Radioaktivität als außer- 

 ordentlich fruchtbringend erwiesen. 



Man weiß heute, daß es nur zwei ursprünglich 

 radioaktive Elemente gibt, Uran und Thorium. Alle 

 anderen radioaktiven Körper sind Umwandlungs- 

 produkte eines dieser beiden und gehören daher ent- 

 weder zur Uran- oder zur Thoriumreihe. 



Die Zeit, in der sich die Hälfte eines radioaktiven 

 Körpers in das nächstfolgende Produkt verwandelt, 

 heißt Halbwertszeit oder Zerfallsperiode. Beispiels- 

 weise beträgt die Halbwertszeit des Thorium X 

 3,6 Tage, die der Thoriumemanation 54 Sekunden 

 usw. Es ist klar, daß bei der Umwandlung der ein- 

 zelnen Produkte ineinander schließlich eins entstehen 

 wird, das nicht weiter zerfällt, dessen Atome stabil 

 sind und somit einem unserer bekannten chemischen 

 Elemente angehören müssen. Tatsächlich sprechen 

 viele Gründe dafür, daß sich das Uran über das 

 Radium und dessen Zerfallsprodukte in Blei ver- 

 wandelt. Blei selbst ist nicht weiter radioaktiv, es 

 bildet das inaktive Endprodukt der Uranreihe. 



Wenn nun auch die Abtrennung des Thorium X 

 aus Thoriumsalzen den eigentlichen Anstoß zur Ent- 

 wickelung der radioaktiven Zerfallstheorie gab, so hat 

 man doch verhältnismäßig spät eine vollständige 

 Kenntnis der Thoriumreihe erlangt. Ja, was das letzte, 

 inaktive Produkt dieser Reihe bildet, ist auch derzeit 

 noch vollständig unbekannt. 



Die nebenstehende Tabelle gibt eine Übersicht über 

 die Zerfallsprodukte des Thoriums mit ihren Halb- 

 wertszeiten und Strahlenarten. 



Thorium .... etwa 10000 Mill. Jahre «-Strahlen 

 Mesothorium 1 . . . 5,5 Jahre 



Mesothorium 2 . . . 6,2 Stunden ß{-\- y)-Strahlen 



Radiothorium .... 2 Jahre u- „ 



Thorium X 3,6 Tage «- u. ß- „ 



Thoriumemanation . 54 Sekunden «- „ 



Thorium A 10,6 Stunden ß- „ 



Thorium B 60 Minuten «- „ 



Thorium C einige Sekunden «- „ 



Thorium D 3,1 Minuten ß (-(- y)- „ 



Wenn man nun ein Thoriummineral auf den Ge- 

 halt an radioaktiven Produkten seiner Zerfallsreihe 

 untersucht, so sind dieselben in sehr verschiedenen 

 Mengen vorhanden. In den Thormineralien sind 

 die verschiedenen Zerfallsprodukte miteinander im so- 

 genannten radioaktiven Gleichgewicht, d.h. von jedem 

 Zerfallsprodukt wird pro Zeiteinheit ebenso viel neu 

 erzeugt, wie durch Umwandlung verschwindet. Die 

 vorhandenen Mengen der einzelnen Produkte werden 

 sich daher nur insoweit mit der Zeit ändern, als sich 

 das Mutterprodukt, das Thorium, ändert, und dasselbe 

 hat, wie die Tabelle zeigt, eine so große Lebensdauer, 

 daß es praktisch konstant ist. Eine bestimmte Menge 

 Thorium enthält daher im Gleichgewicht mit seinen 

 Zerfallsprodukten eine ganze bestimmte Menge von 

 jedem einzelnen Produkt, die von der Zerfallsperiode 

 des betreffenden Produktes abhängt. Die langsamer 

 zerfallenden Produkte werden in größeren Gewichts- 

 mengen vorhanden sein als die rascher zerfallenden, 

 und zwar genau im Verhältnis der Zerfallsperioden. 



Beispielsweise würde in einer Tonne reinen 

 Thoriums nur etwa 0,5 mg Gewichtsmenge Mesothorium 

 enthalten sein; aber die Strahlungsintensität dieses 

 halben Milligramms wäre der der ganzen Tonne 

 Thorium gleich, weil die Stärke der Strahlung der 

 Zerfallsgeschwindigkeit des betreffenden Produktes 

 proportional ist. Da die Stärke radioaktiver Produkte 

 zumeist auf Radium bezogen wird, so ist es nicht 

 ohne Interesse, auch dieses hier zum Vergleich heran- 

 zuziehen. Das Mesothorium hat eine etwa 300 mal 

 kleinere Lebensdauer als das Radium, dessen Zerfalls- 

 periode etwa 1760 Jahre beträgt. 1 mg Substanz 

 Mesothorium wird daher an Aktivität 300 mg Radium 

 entsprechen. Spricht man daher von 1 mg Meso- 

 thorium und meint dabei seine Strahlungsstärke, so 

 entspricht demselben y so0 mg Gewichtsmenge. 



Für praktische Zwecke kommen natürlich nur 

 solche radioaktive Produkte in Betracht, die eine 

 Lebensdauer von Jahren besitzen. Die obige Tabelle 

 zeigt, daß in der Thoriumreihe nur zwei solche Pro- 

 dukte vorhanden sind: das Mesothorium und das 

 Radiothorium. 



Beide Substanzen wurden zuerst von 0. Hahn 

 entdeckt. Die Geschichte dieser Entdeckung ist von 

 Interesse, weil sie einen guten Einblick in das Wesen 

 der radioaktiven Arbeitsmethoden gewährt und außer- 

 dem die Klärung der oft aufgeworfenen Frage brachte, 

 ob das Thorium an sich radioaktiv ist oder seine 

 Aktivität einer Beimengung eines anderen aktiven 

 Elementes verdankt. 



Das Radiothorium wurde von O. Hahn im Labo- 

 ratorium von Prof. Ramsay in London im Jahre 



