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Alpha / Beta-Teilchen und Gammastrahlen sind die drei häufigsten Strahlungsformen, die von instabilen oder radioaktiven Isotopen ausgehen. Alle drei wurden von einem in Neuseeland geborenen Physiker namens Ernest Rutherford zu Beginn des 20. Jahrhunderts benannt. Alle drei Arten von Radioaktivität sind potenziell gefährlich für die menschliche Gesundheit, obwohl in jedem Fall unterschiedliche Überlegungen gelten.
Radioaktivität
Protonen in einem Kern sind positiv geladene Teilchen und stoßen sich gegenseitig ab. Die Kraft, die diese Abstoßung überwindet und sie zusammenhält, wird als starke Kraft oder starke Kernkraft bezeichnet - eine Kraft, die zwischen Neutronen und Protonen in einem Kern wirkt, jedoch nur auf sehr kurze Entfernung. Wenn der Kern ein zu hohes oder zu niedriges Verhältnis von Neutronen zu Protonen aufweist, ist er typischerweise instabil und daher radioaktiv.
Alpha-Partikel
Ein Alpha-Teilchen ist nur ein Heliumkern ohne Elektronen - zwei Protonen und zwei Neutronen. Es hat eine viel größere Masse als Betateilchen und folglich eine viel kürzere Reichweite. Normalerweise bewegt es sich mit etwa einem Zehntel der Lichtgeschwindigkeit. Wenn ein Kern ein Alpha-Teilchen ausstößt, verringert sich seine Ordnungszahl um 2 und seine Masse um 4, sodass es sich nun um ein anderes Element handelt. Ein Blatt Seidenpapier oder die Oberflächenschicht Ihrer Haut reicht aus, um ein Alpha-Partikel zu stoppen, sodass es relativ wenig Durchdringungskraft hat. Sie sind gefährlicher, wenn das Alpha-Partikel emittierende Material in den menschlichen Körper gelangt ist. In diesem Fall werden sie äußerst gefährlich.
Beta-Partikel
Ein Beta-Teilchen ist ein Elektron. Wenn ein Kern ein Beta-Teilchen emittiert, verwandelt sich eines seiner Neutronen in ein Proton, sodass die Ordnungszahl um 1 zunimmt und es sich nun um ein anderes Element handelt. Betateilchen bewegen sich mit etwa 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit und haben eine hundertmal höhere Durchschlagskraft als Alphateilchen. Ein Aluminiumblech stoppt sie jedoch und sie dringen nur etwa einen Zentimeter in menschliches Fleisch ein.
Gamma Strahlen
Gammastrahlen sind eine hochfrequente Form elektromagnetischer Strahlung und bewegen sich daher mit Lichtgeschwindigkeit. Die Emission von Gammastrahlen folgt oft auf die Emission von Alpha- oder Betateilchen. Wenn ein Kern ein Alpha- oder Betateilchen ausstößt, bleibt es in einem angeregten oder energiereicheren Zustand und kann durch Freisetzung eines Gammastrahlenphotons in einen energiearmen Zustand fallen. Gammastrahlen haben ein viel höheres Durchdringungsvermögen als Alpha- oder Betateilchen - und zwar so sehr, dass sie Gebäude oder Körper durchdringen können. Um einen vollständigen Schutz zu gewährleisten, werden normalerweise dicke Beton- oder Bleischilde benötigt. Die hochfrequenten Gammastrahlen haben genügend Energie, um Moleküle in Ihrem Körper zu ionisieren, was zu Schäden an wichtigen Makromolekülen wie der DNA in Ihren Zellen führen kann.