Die Stabilität eines Atomkerns kann durch die Emission verschiedener Teilchen- oder Wellenarten erreicht werden, was zu unterschiedlichen Formen des radioaktiven Zerfalls und zur Erzeugung ionisierender Strahlung führt. Alphateilchen, Betateilchen, Gammastrahlen und Neutronen gehören zu den am häufigsten beobachteten Arten. Beim Alpha-Zerfall werden schwere, positiv geladene Teilchen freigesetzt, um eine höhere Stabilität zu erreichen. Diese Teilchen können die Haut nicht durchdringen und werden oft schon von einem Blatt Papier effektiv abgehalten.
Je nachdem, welche Art von Teilchen oder Wellen der Atomkern zur Stabilisierung aussendet, gibt es verschiedene Arten des radioaktiven Zerfalls, die zu ionisierender Strahlung führen. Die häufigsten Arten sind Alphateilchen, Betateilchen, Gammastrahlen und Neutronen.
Alphastrahlung
Bei der Alphastrahlung emittieren die zerfallenden Atomkerne schwere, positiv geladene Teilchen, um eine höhere Stabilität zu erreichen. Diese Teilchen können in der Regel nicht durch die Haut dringen und somit keinen Schaden anrichten; oft lässt sich die Strahlung bereits mit einem einzigen Blatt Papier wirksam abschirmen.
Gelangen Alpha-strahlende Substanzen jedoch durch Einatmen, Verschlucken oder Trinken in den Körper, können sie direkt auf innere Gewebe einwirken und potenziell gesundheitsschädlich sein. Ein Beispiel für ein Element, das durch Alphateilchen zerfällt, ist Americium-241, das weltweit in Rauchmeldern verwendet wird.
Betastrahlung
Bei Betastrahlung emittieren die Atomkerne kleine Teilchen (Elektronen), die durchdringender sind als Alphateilchen und je nach Energieniveau 1–2 Zentimeter Wasser durchdringen können. Typischerweise kann eine wenige Millimeter dicke Aluminiumfolie Betastrahlung wirksam abschirmen.
Gammastrahlen
Gammastrahlen, die unter anderem in der Krebstherapie vielfältige Anwendung finden, gehören wie Röntgenstrahlen zur Gruppe der elektromagnetischen Strahlung. Während manche Gammastrahlen den menschlichen Körper unbeschadet durchdringen können, werden andere absorbiert und können potenziell Schaden anrichten. Dicke Beton- oder Bleiwände können das Risiko durch Gammastrahlen verringern, indem sie deren Intensität reduzieren. Aus diesem Grund sind Behandlungsräume in Krankenhäusern für Krebspatienten mit solch robusten Wänden ausgestattet.
Neutronen
Neutronen sind relativ schwere Teilchen und wichtige Bestandteile des Atomkerns. Sie können durch verschiedene Methoden erzeugt werden, beispielsweise in Kernreaktoren oder durch Kernreaktionen, die durch hochenergetische Teilchen in Beschleunigerstrahlen ausgelöst werden. Diese Neutronen stellen eine bedeutende Quelle indirekt ionisierender Strahlung dar.
Möglichkeiten zum Schutz vor Strahlenbelastung
Drei der grundlegendsten und am einfachsten zu befolgenden Prinzipien des Strahlenschutzes sind: Zeit, Abstand, Abschirmung.
Zeit
Die Strahlendosis, der ein beruflich strahlenexponierter Mensch ausgesetzt ist, steigt proportional zur Dauer seines Aufenthalts in der Nähe der Strahlenquelle. Eine kürzere Aufenthaltsdauer in der Nähe der Quelle führt zu einer geringeren Strahlendosis. Umgekehrt führt eine längere Aufenthaltsdauer im Strahlungsfeld zu einer höheren Strahlendosis. Daher minimiert die Minimierung der Aufenthaltsdauer in Strahlungsfeldern die Strahlenbelastung.
Distanz
Die Vergrößerung des Abstands zwischen Person und Strahlungsquelle erweist sich als effizienter Ansatz zur Reduzierung der Strahlenbelastung. Mit zunehmendem Abstand zur Strahlungsquelle sinkt die Strahlendosis deutlich. Die Begrenzung des Abstands zur Strahlungsquelle ist besonders wirksam zur Verringerung der Strahlenbelastung bei mobilen Röntgen- und Durchleuchtungsuntersuchungen. Die Reduzierung der Strahlenbelastung lässt sich mithilfe des Abstandsgesetzes quantifizieren, welches den Zusammenhang zwischen Abstand und Strahlungsintensität beschreibt. Dieses Gesetz besagt, dass die Strahlungsintensität in einem bestimmten Abstand von einer Punktquelle umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands ist.
Abschirmung
Wenn die Einhaltung des maximalen Abstands und der minimalen Expositionszeit keine ausreichend niedrige Strahlendosis gewährleistet, ist der Einsatz einer wirksamen Abschirmung erforderlich, um den Strahl ausreichend zu dämpfen. Das zur Abschwächung der Strahlung verwendete Material wird als Abschirmung bezeichnet. Seine Verwendung dient der Reduzierung der Strahlenbelastung sowohl für Patienten als auch für die Allgemeinheit.
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Veröffentlichungsdatum: 08.01.2024
