Kernchemie

Alphateilchen werden größtenteils von Elementen mit Ordnungszahlen über 83 emittiert. Die Teilchen besitzen diskrete Energien, die Rückschlüsse auf das emittierende Nuklid zulassen. Somit können a-Strahler nachgewiesen werden, wenn man die Energie der a-Teilchen bestimmt. Die Proben müssen sehr dünn sein, da a-Teilchen beim Durchgang durch Material schnell an Energie verlieren. Auch Gammastrahlen besitzen diskrete, für das zerfallende Nuklid charakteristische Energien, so dass g-Energien ebenso zum Nachweis der Nuklide eingesetzt werden können. Da g-Strahlen auch dickere Materialschichten ohne wesentlichen Energieverlust durchdringen können, braucht man für dieses Verfahren keine dünnen Proben zu verwenden. Die Energiespektren von Betateilchen (und Positronen) eignen sich nicht zur Identifikation von Nukliden. Sie sind über den ganzen Energiebereich verteilt, wobei es für jeden β-Strahler ein Maximum gibt. Dadurch lassen sie eine ganze Reihe von Untersuchungen zu (z. B. Spektroskopie). Siehe Teilchendetektoren

Kernchemische Methoden werden häufig zur Analyse von Materialien mit Spurenelementen eingesetzt. Ein Verfahren ist die so genannte Aktivierungsanalyse. Durch den Beschuss einer Probe mit beispielsweise Neutronen, können stabile Nuklide in radioaktive überführt und letztere anschließend mit Hilfe von Strahlungsdetektoren registriert werden. Auf diese Weise lässt sich z. B. jede beliebige Menge an Natrium in einer Probe nachweisen, wenn man diese mit Neutronen bestrahlt. Ein Teil der stabilen ®Na-Kerne wird in radioaktives ²Na überführt. Die Menge an ²Na lässt sich ermitteln, indem man die β-Teilchen zählt und die emittierten g-Strahlen registriert.

Mit Hilfe der Aktivierungsanalyse gelingt u. a. die Konzentrationsbestimmung (ohne vorherige chemische Trennung) von circa 35 Elementen aus beispielsweise Boden-, Gesteins-, Meteoriten- und Mondproben im Nanogrammbereich (10^-9 Gramm). Die Aktivierungsanalyse kann auch für biologische Proben angewandt werden, beispielsweise für menschliches Blut und Gewebe. Allerdings kommen bei biologischen Materialien zumeist Elemente in Frage, die sich erst nach vorheriger Isolierung analysieren lassen.

Durch kernchemische Verfahren lassen sich radioaktive Nuklide erzeugen, die z. B. in der medizinischen Diagnose und Therapie zum Einsatz kommen. Mit radioaktiven Isotopentracern untersucht man beispielsweise auch das chemische Verhalten von Elementen oder Verbindungen. Diese Methoden dienen u. a. zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen. In der Technik lassen sich mit ähnlichen Verfahren beispielsweise Verschleißerscheinungen in Kraftfahrzeugmotoren (siehe Verbrennungskraftmaschine) untersuchen oder extrem kleine Materialmengen messen.

Weitere Informationen sind u. a. in den Artikeln über die oben erwähnten Elemente enthalten.