Radioaktive strahlung
RADIOAKTIVE STRAHLUNG
Strahlungsarten:
Radioaktive Strahlung ionisiert jede Art von Materie. Beispielsweise wird Luft durch radiaktive Einwirkung elektrisch Geladen. Radioaktive Stoffe geben nach außen Wärme ab, ohne auf irgendeine Weise Wärme von außen zugeführt zu bekommen. Die Strahlung radioaktiver Stoffe ist weder von Druck-, und Temperaturschwankungen noch von chemischen Stoffen beeinflussbar.
Da die Strahlung nicht chemisch beeinflussbar ist, muss sie aus dem Atomkern stammen.
Heute weiß man, dass die Strahlen ausschließlich aus den Kernen von instabilen Atomen ausgesandt werden.
Diese Kerne bezeichnet man deshalb als Radionuklide. Wenn ein Kern instabil ist bedeutet, dass Protonen und Neutronenzahl im Kern nicht übereinstimmen und sich dadurch nicht ausgleichen. Dies hat zwar keinerlei Auswirkung auf die Ladung der Atome, wohl aber auf deren Bestreben, stabil zu werden. Der Kern wandelt sich nun so lange um und gibt Strahlung ab, bis Masse- und Kernladungszahl sich ausgleichen.
Sendet man radioaktive Strahlung zwischen zwei Kondensatorplatten die unterschiedlich geladen wurden durch, so teilt sich die Strahlung in drei unterschiedliche Strahlungsarten mit unterschiedlichen Eigenschaften auf. Diese drei Strahlungsarten werden als α-, β-, und γ-Strahlung bezeichnet.
Die α-Strahlung wird im Kondensator zur negativ geladenen Platte hingelenkt. Dies lässt darauf schließen, dass sie positiv geladen ist. Dank genauerer Forschung wurde herausgefunden, dass α-Strahlung aus Helium-Atomkernen besteht.
Der strahlende Kern gibt 2 Protonen und 2 Neutronen ab und verwandelt sich dadurch in ein anderes Element!
Die β -Strahlung wird im Kondensator zur positiven Seite gezogen, ist also negativ geladen.
Daraus lässt sich Schlussfolgern, dass es sich bei der β-Strahlung um Elektronen handelt. Diese Elektronen kommen aber nicht aus der Atomhülle sondern aus dem Atomkern.
Sie entstehen durch Umwandlung eines Neutrons in ein Proton. Die freigesetzten Teilchen verlassen den Kern mit einer Geschwindigkeit, welche ungefähr der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Die Ladungszahl und damit auch die Ordnugszahl wird um eins erhöht. Somit gehört der fast gleichschwere Kern zum nächsten Element im Periodensystem.
Die γ-Strahlung ist neutral. Dies wird dadurch bewiesen, dass sie im Kondensator nicht abgelenkt wird.
im Kondensator nicht abgelenkt wird. γ -Strahlung ist ähnlich wie die Röntgenstrahlung jedoch energiereicher als diese und ist eine Art unsichtbares Licht. Sie entsteht durch den Energieabbau im Kern eines strahlenden Elements. Da die γ-Strahlung neutral ist, bleibt das Element in seinem Ursprungszustand. Die γ-Strahlung wird immer erst nach der Abgabe von α- und β-Strahlung ausgestoßen, da der Kern hierdurch seine Restenergie abbaut, die bei der Kernumwandlung entstanden ist.
Strahlenschutz:
Die verschiedenen Strahlungsarten unterscheiden sich nicht nur durch ihre Ladung und ihre Herkunft, sondern auch durch ihre Stärke und Reichweite.
Nimmt man einen Geigerzähler und hält das Zählrohr in einem Abstand von 5, 10, 15 und 20 cm vor eine Strahlungsquelle, so lässt sich feststellen, dass sich die gemessene Strahlung je um die Hälfte der vorherigen Strahlungsmenge verringert. Dies erklärt sich dadurch, dass die Strahlung ein immer größer werdendes Feld belegen kann, um sich darauf zu verteilen. (5 cm: 1 cm² / 10 cm: 4 cm² / 15 cm: 9 cm² usw.) Daraus folgt die Erkenntnis, dass man sich vor Strahlung teilweise Schützen kann, indem man sich von der Strahlungsquelle entfernt. Dies reicht aber nicht aus, um sich zu schützen. Man muss Strahlung abschirmen.
α-Strahlung ist leicht abzuschirmen, da sie schwer sind und pro cm Wegstrecke sehr viele Atome durch bloßes berühren der Hüllen ionisieren und dadurch sehr schnell ihre Energie aufbrauchen. α-Strahlung ist sehr leicht abzuschirmen. Ein einfaches Blatt Papier reicht schon aus, um sie vollständig abzublocken. β-Strahlung ist schon etwas schwieriger zu abzuschirmen, da sie pro cm Wegstrecke schon weniger Teilchen ionisieren und dadurch weiter kommen. γ-Strahlung ist sehr schwer abzuschirmen ,da sie Atome nur ionisiert, wenn sie auf deren Atomkerne trifft. Da dies sehr selten der Fall ist, bedarf es schon einem ungeheuren Aufwand, um γ-Strahlung zu blockieren.
Eine 10 mm dicke Schicht aus Blei ist nötig, um die Strahlung um die Hälfte zu schwächen. Je 10 weitere mm wird die γ-Strahlung nur noch um je die Hälfte der vorangegangenen Strahlungsstärke geschwächt. (10 mm: 0,5 / 20 mm: 0,25 / 30 mm: 0,125 usw.)
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