Materialien für den Unterricht 22 Naturwissenschaften sozial

A2 12
2. Radioaktive Strahlung
Bei der Spaltung von Uran in Kernkraftwerken entstehen mehr als 400 radioaktive
Spaltprodukte. Diese radioaktiven Substanzen ( - es gibt auch in der
Natur eine groJ3e Zahl von instabilen Atomen - ) können nicht vernichtet
werden. Sie wande~n sich spontan in eine Atomart eines anderen chemischen
Elementes um. Dieser Vorgang heiJ3t radioaktiver Zer:tall.
Die bei einem Zerfall entstehenden Spaltprodukte können selbst wieder radioaktiv
sein (und weiter zerfallen).
Die beim radioaktiven Zerfall emittierte radioaktive Strahlung kann aus
drei Komponenten bestehen:
Alpha-Strahlen:
sind materielle Teilchen, die aus 2 Neutronen und 2 Protonen bestehen
(Heliumkerne). Die Masse der Alpha-Teilchen ist ca. 8000 mal gröJ3er,
als die Masse der Beta-Teilchen.
Beim ZusammenstoJ3 mit Atomen und Molekülen geben sie ihre Bewegungsenergie
sehr schnell ab. In Luft kommen sie (aufgrund ihrer relativen
Gröpe) nach wenigen Millimetern, in Körpergewebe nach wenigen Zehntel
Millimetern zum Stillstand.
Alpha-strahlende Stoffe sind dann besonders gefährlich, wenn sie mit
Nahrung, Luft oder Wasser in den Körper aufgenommen werden. (V gl.
Abschnitt A5/A6)
Kommt ein Alpha-Teilchen, nachdem es seine Energie bei ZusammenstöJ3en
abgegeben hat, zur Ruhe, so "fängt" es zwei der überall vorhandenen
Elektronen ein. Das dabei entstehende Heliumatom ist ungefährlich.
Beta-Strahlen:
sind ebenfalls materielle Teilchen, und zwar elektrisch negativ geladene
Elektronen mit sehr hoher Geschwindigkeit. Wie Alpha-Teilchen geben Beta­
Teilchen ihre Energie bei StöJ3en ab. Infolge ihrer relativ geringen Masse
durchdringen sie Materie viel weiter als Alpha-Teilchen, nämlich einige
Zentimeter (in Gewebe) bis einige Meter (in Luft).
Die Gefährlichkeit der Beta-Strahlen resultiert aus ihrer Fähigkeit, auf
den Körper sowohl von auJ3en wie auch von innen einwirken zu können.
Ein Beta-Teilchen, das seine Energie abgegeben hat, unterscheidet sich
durch nichts von anderen Elektronen, d.h. es ist dann ungefährlich.
Gamma-Strahlung:
ist eine materielose Strahlung. In der Physik spricht man von elektromagnetischen
Wellen (wie Licht- oder Radiowellen) mit sehr hoher Energie.
Gamma-Strahlen dringen tief in die Materie ein und können nur durch dicke
Bleischichten oder meterstarke Betonwände abgeschirmt werden. Im Unterschied
zu Alpha- und Betastrahlen, die ihre (Bewegungs-) Energie bei
Stößen allmählich abgeben können und auf ihrem Weg mehr und mehr abgebremst
werden, wird die Energie eines Gamma-Quants als Ganzes abgegeben.
Eine Abschirmung verringert bildlich die Dichte einer Gammastrahlung;
die Qualität der Strahlung bleibt bis zum Ende dieselbe. Mit anderen
Worten: Harte (d.h. energiereiche) Gammastrahlung, die teilweise eine
Betonschicht durchdringt, ist immer noch harte Gammastrahlung.