Welche Arten radioaktiven Zerfalls treten am häufigsten auf? Wie können wir uns vor den schädlichen Auswirkungen der entstehenden Strahlung schützen?
Abhängig von der Art der Teilchen oder Wellen, die der Atomkern freisetzt, um stabil zu werden, gibt es verschiedene Arten des radioaktiven Zerfalls, die zu ionisierender Strahlung führen. Die häufigsten Arten sind Alphateilchen, Betateilchen, Gammastrahlen und Neutronen.
Alphastrahlung
Alphazerfall (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 dort Schaden anrichten. Oftmals kann man sie sogar mit einem einzigen Blatt Papier stoppen.
Wenn jedoch Alphastrahlen emittierende Stoffe durch Einatmen, Essen oder Trinken in den Körper gelangen, können sie innere Gewebe direkt schädigen und so zu Gesundheitsschäden führen.
Americium-241 ist ein Beispiel für ein Atom, das durch Alphateilchen zerfällt, und wird weltweit in Rauchmeldern verwendet.
Betastrahlung
Betazerfall (Infografik: A. Vargas/IAEA).
Bei der Betastrahlung setzen die Atomkerne kleinere Teilchen (Elektronen) frei, die eine größere Durchdringungskraft als Alphateilchen haben und je nach Energie beispielsweise 1–2 Zentimeter Wasser durchdringen können. Im Allgemeinen kann eine wenige Millimeter dicke Aluminiumplatte Betastrahlung stoppen.
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 von Tritium Phosphormaterial bei Wechselwirkung ohne Elektrizität zum Leuchten bringt. Kohlenstoff-14 wird beispielsweise verwendet, um Objekte aus der Vergangenheit zu datieren.
Gammastrahlen
Gammastrahlen (Infografik: A. Vargas/IAEA).
Gammastrahlen, die in verschiedenen Anwendungen, beispielsweise in der Krebsbehandlung, eingesetzt werden, sind elektromagnetische Strahlung, ähnlich wie Röntgenstrahlen. Einige Gammastrahlen durchdringen den menschlichen Körper, ohne Schaden anzurichten, während andere vom Körper absorbiert werden und Schäden verursachen können. Die Intensität der Gammastrahlen kann durch dicke Beton- oder Bleiwände auf ein geringeres Risikoniveau reduziert werden. Aus diesem Grund sind die Wände der Strahlentherapieräume in Krankenhäusern für Krebspatienten so dick.
Neutronen
Die Kernspaltung in einem Kernreaktor ist ein Beispiel für eine radioaktive Kettenreaktion, die durch Neutronen in Gang gehalten wird (Grafik: A. Vargas/IAEA).
Neutronen sind relativ massereiche Teilchen, die einen der Hauptbestandteile des Atomkerns bilden. Sie sind ungeladen und erzeugen daher keine direkte Ionisierung. Ihre Wechselwirkung mit Materieatomen kann jedoch Alpha-, Beta-, Gamma- oder Röntgenstrahlen erzeugen, die wiederum zur Ionisierung führen. Neutronen sind durchdringend und können nur durch dicke Beton-, Wasser- oder Paraffinmassen aufgehalten werden.
Neutronen können auf verschiedene Weise erzeugt werden, beispielsweise in Kernreaktoren oder bei Kernreaktionen, die durch hochenergetische Teilchen in Beschleunigerstrahlen ausgelöst werden. Neutronen können eine bedeutende Quelle indirekt ionisierender Strahlung darstellen.
Veröffentlichungszeit: 11. November 2022