Reaktivität


Reaktivität

Der Begriff Reaktivität wird allgemein als Maß zur Beschreibung von Reaktionen verwendet, und zwar in unterschiedlicher Bedeutung in der Soziologie, in der Chemie, in der Physik (Kerntechnik) und in der Medizin (Pathophysiologie und Radiologie).

Sozialwissenschaften

Bei den Methoden der empirischen Sozialforschung und der Psychologie werden reaktive Verfahren und nichtreaktive Verfahren unterschieden. Reaktive Verfahren sind Methoden, bei denen die Messung oder Beobachtung das Verhalten der Beobachteten beeinflussen kann; bei nichtreaktiven (verdeckten) Verfahren ist dies ausgeschlossen.[1] Zu letzteren gehören die Beobachtung durch Einwegspiegel oder versteckte Videokameras, die teilnehmende Beobachtung, Analyse von Spuren, die das interessierende Verhalten hinterlassen hat, wie Umsatzzahlen oder Abnutzungen uvm.[2] siehe Reaktivität (Sozialwissenschaften)

Chemie

In der Chemie ist Reaktivität die Fähigkeit eines Stoffes, eine chemische Reaktion einzugehen. Sie ist weder eine thermodynamische noch eine kinetische Größe, sondern eine qualitative Bezeichnung für die Stabilität oder Reaktionsfreudigkeit einer Substanz. Stabile Substanzen werden auch als wenig reaktionsfreudig klassifiziert.

Beispiele:

  1. Legt man elementares Kalium an normale Luft, reagiert es z. T. unter Entzündung mit der Luftfeuchtigkeit. Das Kalium hat eine hohe Reaktivität, ist reaktionsfreudig.
  2. Legt man es unter Argon oder Petrolether, erfolgt keine merkliche Reaktion. Unter Argon hat Kalium eine geringe Reaktivität, ist also stabil.

Möchte man die Reaktivität über physikalische Größen beschreiben, hängt sie thermodynamisch von der freien Enthalpie oder Gibbs-Energie ab. Diese gibt vereinfacht ausgedrückt an, wie viel Energie einem Stoff zur Freisetzung zur Verfügung steht. Dies ist eine Eigenschaft des Stoffes.

Die der Reaktivität entsprechende kinetische Größe bei einer Reaktion heißt Aktivierungsenergie. Dies ist grob gesagt die Energie, die aufgebracht werden muss, um eine Reaktion „in Gang zu bringen“ und bestimmt damit die Reaktionsgeschwindigkeit. Also beantwortet sie die Frage: „In welcher Zeit wird die Energie bei dieser Reaktion abgegeben?“.

Kerntechnik

Die Reaktivität ist in der Kerntechnik ein Maß für die Abweichung des Multiplikationsfaktors k vom Wert k = 1. Sie beschreibt damit ebenso wie der Multiplikationsfaktor die Kritikalität einer Spaltstoffanordnung, z. B. eines Kernreaktors.

Die Reaktivität ρ ist definiert als:

$ \rho=\frac{k-1}{k} $

Offensichtlich gilt demnach:

ρ = 0 entspricht k = 1, der Reaktor ist kritisch.
ρ < 0 entspricht k < 1, der Reaktor ist unterkritisch.
ρ > 0 entspricht k > 1, der Reaktor ist überkritisch.

Gegenüber dem Multiplikationsfaktor hat die Reaktivität den Vorteil, dass sie näherungsweise additiv und damit die anschaulichere Größe ist. Werden beispielsweise zwei Absorberstäbe mit bestimmten Reaktivitätswerten in den Reaktorkern eingefahren, verringert sich die Gesamtreaktivität um die Summe dieser Werte. Statt von Reaktivitätsänderung spricht man in der Praxis häufig von der Zufuhr positiver oder negativer Reaktivität zum Reaktor.

Die Reaktivität wird z. B. in Prozent oder auch in Cent angegeben (s. Kritikalität). Letztere Maßeinheit ist besonders anschaulich, weil 1 Dollar = 100 Cent der – für die Sicherheit wichtige – Abstand zwischen den Zuständen verzögert kritisch und prompt kritisch ist.

Die Explosion des RBMK-1000 von Tschernobyl im Jahre 1986 beruhte auf einer Reaktivitätsexkursion in den prompt überkritischen Zustand (s. Kritikalität), bei der die Reaktornennleistung Sekundenbruchteile vor der Explosion um mehr als das Hundertfache überschritten wurde.

Medizin

In der Physiologie und Pathophysiologie beschreibt die Reaktivität die Fähigkeiten biologischer Gewebe, auf Umwelteinflüsse differenziert zu reagieren (zum Beispiel in der Sinnesphysiologie oder als Immunantwort) und das jeweilige Ausmaß dieser Reaktionen.

In der Immunologie ist synonym auch der Begriff Reagibilität (z. B. als bronchiale Hyperreagibilität beim Asthma bronchiale) gebräuchlich.

In der Strahlentherapie und Strahlenbiologie bezeichnet Reaktivität die Empfindlichkeit von Geweben gegenüber ionisierender Strahlung. [3]

Einzelnachweise

  1. Jürgen Bortz: Lehrbuch der empirischen Forschung. Springer-Verlag 1984, ISBN 3-540-12852-2. S. 197.
  2. Übersicht bei E. J. Webb et al.: Nichtreaktive Meßverfahren, Beltz 1985, ISBN 3407570031 und bei W. Bungard, H. E. Lück: Forschungsartefakte und nicht-reaktive Messverfahren, Stuttgart: Teubner 1974, ISBN 351900027X.
  3. Roche Lexikon Medizin, 5. Auflage (online-Version) Stichwort „Reaktivität“.