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