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Unter dem Stichwort „Radioaktiv!“ haben wir darüber gesprochen, wie man Strahlendosen misst. Heute wollen wir, wie versprochen, verschiedene Arten von ionisierender Strahlung betrachten.
Instabile Atomkerne, also solche mit überschüssiger Energie, haben im Wesentlichen drei Möglichkeiten, diese loszuwerden. Die Forscher, die das vor über hundert Jahren herausfanden, haben sie mit den ersten Buchstaben des griechischen Alphabets „nummeriert“: Alpha (α), Beta (β), und Gamma (γ).
Alphastrahlen sind fliegende Kerne des Heliumatoms bestehend aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Besonders schwere Kerne lieben es, ihre Energie loszuwerden, indem sie einen Heliumkern ausspucken. Dazu gehören etwa Uran und Plutonium. Wenn ein Alphastrahl auf Materie trifft, wird er brutal abgebremst. Er kann nicht einmal ein Blatt Papier durchdringen, auch die äusserste, tote Schicht der Haut nicht. Darum sind Alphastrahler harmlos, solange sie nicht im Innern des Körpers sind. Werden sie aber verschluckt oder eingeatmet, ist keine Abschirmung mehr da, dann können sie lebendes Gewebe schädigen.
Betastrahlen sind fliegende Elektronen. Elektronen sind fast 8’000mal leichter als Alphateilchen und entsprechend schneller. Darum dringen sie viel leichter in Materie ein – sie sind weniger leicht abzuschirmen. Es gibt Isotope, die Betastrahlen mit ganz wenig Energie aussenden, zum Beispiel der überschwere Wasserstoff Tritium. Das sind die Ausnahmen, sie sind leicht abzuschirmen, zum Beispiel mit einem Uhrenglas. Es schirmt die Betastrahlen des Tritiums in den Leuchtziffern ab.
Gammastrahlen sind keine materiellen Teilchen, sondern elektromagnetische Schwingungen wie Licht oder Röntgenstrahlen. Ihre Wechselwirkung mit Materie ist kompliziert und schwach. Darum sind sie schwer abzuschirmen. Es braucht dazu ein paar Dezimeter Blei oder ein paar Meter Beton. Letzten Endes aber verwenden auch sie ihre Energie, um Elektronen aus Atomen und Molekülen herauszuschlagen, sie zu ionisieren.
Alle diese Strahlenarten kommen in der Natur und damit im täglichen Leben vor. Kalium ist ein Betastrahler, Radon ein Alphastrahler. Es zerfällt zu Elementen wie Radium, das auch ein Gammastrahler ist.
In der Nukleartechnik werden Isotope hergestellt, die in der Natur nicht vorkommen. Aber auch diese strahlen als Alpha-, Beta- oder Gammastrahler. Die biologische Wirkung hängt nur von der Strahlenart und der Energie ab, nicht davon, ob ein Isotop natürlich oder künstlich ist.
„Natürliche“ und „künstliche“ Radioaktivität hat die gleiche Wirkung.
Alle drei Strahlenarten haben auf Materie chemische Auswirkungen, sie machen die bestrahlte Materie nicht radioaktiv!
Danke, dass Sie das bis hierher gelesen haben, obwohl Sie
• das alles längst gewusst haben.
• das alles nicht gewusst haben und eigentlich gar nicht wissen wollen.
Das nächste mal: Grenzwerte und kleine Dosen.