Praktikum am ” GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung ...

FAIR Synchrotrons
Gesellschaft für Schwerionenforschung
Planckstr. 1
D-64291 Darmstadt Praktikumsbericht GSI
α Teilchen haben eine sehr geringe Eindringtiefe, was durch ihre hohe Masse und ihre
Ladung beeinflusst wird. Die Eindringtiefe ist noch Energieabhängig, da in der Natur
vorkommende α-Strahler jedoch nur eine relativ geringe Energie zwischen 2 und
5 MeV abgeben, können schon ein Blatt Papier oder einige Zentimeter Luft ausreichen,
um der Strahlenbelastung zu entgehen. Geblockt wird die Strahlung allerdings
auch von den obersten Hautschichten. Da diese schon abgestorben sind, ist ein Schaden
ausgeschlossen. Bringt man einen α-Strahler jedoch in den Körper hinein, so besteht
ernsthafte Lebensgefahr, was anhand des Beispiels des Kreml-Kritikers Alexander Litwinenko
deutlich illustriert wird.
8.2 Die β-Strahlung
β-Strahlung gehört zur Gruppe der ionisierenden Strahlung. Als β-Strahler wird ein
Kern bezeichnet, der bei seinem radioaktiven Zerfall Elektronen (β − -Strahlung) oder
Positronen (β + -Strahlung) abspalten kann. Die Maximalenergie von typischen β-Strahlern
liegt bei etwa 1MeV.
Beim Zerfallsprozess wird ein energiereiches β-Teilchen emittiert und somit ein Elektron-
Neutrino hergestellt, sowie ein Proton in ein Neutron (β + -Zerfall) umgewandelt bzw.
ein Elektron-Antineutrino hergestellt, sowie ein Neutron in ein Proton (β − -Zerfall) umgewandelt.
Die Standardzefallsgleichungen lauten dann:
β − : 1 0 n −→ 1 1 p + e− + νe
β + : 1 1 p −→ 1 0 n + e+ + νe
Beim β − -Zerfall entsteht also ein Atom mit einer um 1 höheren OZ, beim β + Zerfall
das Atom mit nächsttieferer OZ.
β-Strahler außerhalb des Körpers schädigen höchstens die Haut, können aber zu
Folgen wie Verbrennungen, Hautkrebs etc. führen. Inkorporierte β-Strahler sind stark
schädlich und haben hohe Strahlenschäden in näherer Umgebung zufolge. Ein wirksamer
Schutz ist aber schon durch einen wenige Milimeter dünnen Absorber, beispielsweise
ein Aluminiumblech, gegeben. Allerdings wird bei der Wechselwirkung mit dem
Absorber ein Teil der Strahlenergie in Röntgenstrahlung umgesetzt, weshalb ein Absorber
mit geringer OZ empfohlen wird, hinter dem sich dann ein zweiter Absorber mit
etwas höherer OZ befinden sollte, um einen wirksamen Schutz zu garantieren.
8.3 Die γ-Strahlung
γ-Strahlung gehört zur elektromagnetischen Strahlung und breitet sich daher mit Lichtgeschwindigkeit
aus. Sie entsteht, um überschüssige Energien abzutransprotieren, wenn
ein Atomkern von einem angeregten instabilen Zustand zu einem stabilen Zustand wechselt.
γ-Strahlung besitzt eine hohe Eindringtiefe und ist somit bei Aussetzung mit hoher
Strahlenbelastung verbunden. Schutz bieten, je nach Teilchenenergie, nur mehrere
Meter dicke, wasserreiche Stoffe, beispielsweise Beton.
8.4 Die Neutronenstrahlung
Neutronenstrahlung besitzt wegen seiner elektrischen Neutralität eine ebenso hohe Eindringtiefe
wie γ-Strahlung. Auch hier sind die gleichen Schäden zu erwarten. Schutz bie-
10 31. July 2009