Welche Arten von radioaktivem Zerfall sind am häufigsten? Wie können wir uns vor den schädlichen Auswirkungen der dabei entstehenden Strahlung schützen?
Je nachdem, welche Art von Teilchen oder Wellen der Atomkern zur Stabilisierung aussendet, gibt es verschiedene Arten des radioaktiven Zerfalls, die zu ionisierender Strahlung führen. Die häufigsten Arten sind Alphateilchen, Betateilchen, Gammastrahlen und Neutronen.
Alphastrahlung
Alpha-Zerfall (Infografik: A. Vargas/IAEA).
Bei der Alphastrahlung setzen die zerfallenden Atomkerne schwere, positiv geladene Teilchen frei, um stabiler zu werden. Diese Teilchen können unsere Haut nicht durchdringen und somit keinen Schaden anrichten; oft lassen sie sich sogar mit einem einzigen Blatt Papier abschirmen.
Werden jedoch Alpha-strahlende Materialien durch Einatmen, Essen oder Trinken in den Körper aufgenommen, können sie das innere Gewebe direkt bestrahlen und dadurch die Gesundheit schädigen.
Americium-241 ist ein Beispiel für ein Atom, das unter Bildung von Alphateilchen zerfällt, und wird weltweit in Rauchmeldern eingesetzt.
Betastrahlung
Beta-Zerfall (Infografik: A. Vargas/IAEA).
Bei der Betastrahlung werden aus den Atomkernen kleinere Teilchen (Elektronen) freigesetzt, die durchdringender sind als Alphateilchen und je nach ihrer Energie beispielsweise 1–2 Zentimeter Wasser durchdringen können. Im Allgemeinen kann eine wenige Millimeter dicke Aluminiumfolie Betastrahlung abhalten.
Zu den instabilen Atomen, die Betastrahlung aussenden, gehören Wasserstoff-3 (Tritium) und Kohlenstoff-14. Tritium wird unter anderem in Notbeleuchtungen verwendet, um beispielsweise Ausgänge im Dunkeln zu kennzeichnen. Dies liegt daran, dass die Betastrahlung des Tritiums Leuchtstoffmaterialien zum Leuchten bringt, wenn die Strahlung ohne Stromzufuhr mit ihnen interagiert. Kohlenstoff-14 wird beispielsweise zur Altersbestimmung von Objekten verwendet.
Gammastrahlen
Gammastrahlen (Infografik: A. Vargas/IAEA).
Gammastrahlen, die vielfältige Anwendung finden, beispielsweise in der Krebstherapie, sind elektromagnetische Strahlung, ähnlich wie Röntgenstrahlen. Einige Gammastrahlen durchdringen den menschlichen Körper ungehindert, ohne Schaden anzurichten, während andere vom Körper absorbiert werden und Schäden verursachen können. Die Intensität der Gammastrahlen lässt sich durch dicke Wände aus Beton oder Blei auf ein weniger risikoreiches Niveau reduzieren. Aus diesem Grund sind die Wände von Bestrahlungsräumen in Krankenhäusern für Krebspatienten so dick.
Neutronen
Die Kernspaltung in einem Kernreaktor ist ein Beispiel für eine radioaktive Kettenreaktion, die durch Neutronen aufrechterhalten wird (Grafik: A. Vargas/IAEA).
Neutronen sind relativ massereiche Teilchen und einer der Hauptbestandteile des Atomkerns. Sie sind ungeladen und verursachen daher keine direkte Ionisation. Ihre Wechselwirkung mit den Atomen der Materie kann jedoch Alpha-, Beta-, Gamma- oder Röntgenstrahlung erzeugen, die dann zur Ionisation führt. Neutronen sind durchdringend und können nur durch dicke Schichten aus Beton, Wasser oder Paraffin gestoppt werden.
Neutronen können auf verschiedene Weise erzeugt werden, beispielsweise in Kernreaktoren oder in Kernreaktionen, die durch hochenergetische Teilchen in Beschleunigerstrahlen ausgelöst werden. Neutronen können eine bedeutende Quelle indirekt ionisierender Strahlung darstellen.
Veröffentlichungsdatum: 11. November 2022