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ezeichnet man als Beta-Teilchen bzw. Beta-Strahlung. Meist tritt neben der Alpha-Strahlung und der Beta-Strahlung noch eine dritte Strahlungsart auf, die Gamma-Strahlung. Während Alpha- und Beta-Strahlung Teilchenstrahlungen sind, ist die Gamma-Strahlung eine elektromagnetische Welle wie Radiowellen oder Licht. Allerdings besitzt die Gamma-Strahlung eine wesentlich höhere Energie als Licht und ist daher sehr gefährlich. Alpha-Teilchen sind positiv geladen (zwei Protonen), Beta-Teilchen sind negativ geladen (ein Elektron) und die Gamma-Strahlen sind besonders energiereiche elektromagnetische Wellen. Reichweite radioaktiver Strahlung Bereits eine dünne Papierschicht kann Alpha-Strahlen vollständig absorbieren. In Luft haben Alpha-Strahlen eine Reichweite von einigen Zentimetern. Beta-Strahlung wird beim Durchgang durch Beton- oder Bleiplatten geschwächt, aber nicht vollständig absorbiert. Die Reichweite in Luft beträgt viele Kilometer. Zerfallsgeschwindigkeit Die Geschwindigkeit des radiaktiven Zerfalls lässt sich durch die Halbwertszeit angeben. Innerhalb eines Halbwertszeit zerfällt die Hälfte der gerade vorhandenen Kerne. Je kürzer die Halbwertszeit ist, desto schneller zerfällt ein Radioisotop und desto kurzlebiger ist es. Jedes Radioisotop besitzt eine ganz bestimmte Halbwertszeit: 131 Iod 8 Tage 134 Cäsium 2,1 Jahre 90 Strontium 28,5 Jahre 137 Cäsium 30 Jahre 14 Kohlenstoff 5730 Jahre 40 Kalium 1,3 Milliarden Jahre 238 Uran 4,5 Milliarden Jahre 232 Thorium 14 Milliarden Jahre Aktivität Die Aktivität eines radioaktiven Stoffes gibt an, wie viele seiner Kerne pro Sekunde zerfallen. Daher ist die Aktivität um so größer, je größer die Masse und je kürzer die Halbwertszeit ist. Die Aktivität ist ein Maß für die Stärke der Radioaktivität eines Stoffes. Die Einheit der Aktivität ist 1 Becquerel (1 Bq). 1 Bq = 1 Kernzerfall pro Sekunde. Mit dem Zerfall der radioaktiven Substanz nimmt auch die Aktivität ab. Sie nimmt um so schneller ab, je kürzer die Halbwertszeit ist. Nachweis radioaktiver Strahlung Durch radioaktive Strahlung wird eine Fotoplatte, ähnlich wie beim Fotografieren „belichtet“. Bestimmte Stoffe (z.B. Zinksulfid) leuchten unter Einwirkung radioaktiver Strahlung 3
auf. Radioaktive Strahlen können Elektronen aus einem Atom „herausschlagen“, also Atome ionisieren. Wird Luft ionisiert, so nimmt die Leitfähigkeit zu. Ein Elektroskop weist die Ionisation von Luft nach. In der Praxis ist das Elektroskop kein brauchbares Gerät, um radioaktive Strahlen nachzuweisen. Man verwendet dafür ein Zählrohr, einen sogenannten Geigerzähler. Ein Zählrohr knattert auch ohne ein radioaktives Präparat. Dieser sogenannte Nulleffekt wird durch die natürliche Strahlenbelastung hervorgerufen. Ein Teil, die kosmische Strahlung, stammt aus dem Weltraum. Der andere teil, die terrestrische Strahlung, stammt von radioaktiven Stoffen in der Erde. Gefahren der radioaktiven Strahlung Wirkt radioaktive Strahlung auf den Menschen ein, so spricht man von einer Strahlungsbelastung. Genauso wie die radioaktive Strahlung die Luft ionisiert, kann sie auch die Atome und Moleküle des menschlichen Körpers ionisieren. Bei der Ionisierung werden den Atomen und Molekülen Elektronen entrissen. Durch diese Veränderungen kommt es zu Strahlenschäden in den Zellen des Körpers. Eine starke Strahlenbelastung verursacht Krebserkrankungen oder gar den Tod. Bei geringen Strahlenbelastungen können Spätschäden auftreten, die sich erst viele Jahre später bemerkbar machen. Auch Erbschädigungen nachfolgender Generationen sind möglich. Energiedosis/Äquivalenzdosis Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlen geben Strahlungsenergie an einen Körper ab, wenn sie auf diesen treffen. Die gesamte absorbierte Strahlungsenergie pro kg wird als Energiedosis bezeichnet. Die Äquivalenzdosis ist die absorbierte Strahlungsenergie pro kg mit Berücksichtigung der biologischen Wirksamkeit der Strahlenart. Sie ist ein Maß für die Stärke der Strahlungsbelastung, also für den biologischen Schaden, den eine Strahlung anrichtet. Die Einheit der Äquivalenzdosis ist 1 Sievert (1 Sv). 4
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