Radioaktiver Zerfall und Vorsichtsmaßnahmen

Die Stabilität eines Kerns kann durch die Emission verschiedener Arten von Teilchen oder Wellen erreicht werden, was zu verschiedenen Formen des radioaktiven Zerfalls und der Erzeugung ionisierender Strahlung führt. Alpha-Teilchen, Beta-Teilchen, Gammastrahlen und Neutronen gehören zu den am häufigsten beobachteten Arten. Beim Alpha-Zerfall werden schwere, positiv geladene Teilchen durch die zerfallenden Kerne freigesetzt, um eine größere Stabilität zu erreichen. Diese Partikel können die Haut nicht durchdringen und werden oft durch ein einzelnes Blatt Papier wirksam blockiert.

Abhängig von der Art der Teilchen oder Wellen, die der Kern freisetzt, um stabil zu werden, gibt es verschiedene Arten des radioaktiven Zerfalls, der zu ionisierender Strahlung führt. Die häufigsten Arten sind Alphateilchen, Betateilchen, Gammastrahlen und Neutronen.

Alphastrahlung

Bei der Alphastrahlung emittieren die zerfallenden Kerne schwere, positiv geladene Teilchen, um eine höhere Stabilität zu erreichen. Diese Partikel sind im Allgemeinen nicht in der Lage, die Haut zu durchdringen und dort Schäden anzurichten, und können oft schon mit nur einem einzigen Blatt Papier effektiv abgeblockt werden.

Sollten jedoch alpha-emittierende Substanzen durch Einatmen, Verschlucken oder Trinken in den Körper gelangen, können sie sich direkt auf das innere Gewebe auswirken und möglicherweise gesundheitliche Schäden verursachen. Ein Beispiel für ein Element, das durch Alpha-Partikel zerfällt, ist Americium-241, das weltweit in Rauchmeldern verwendet wird .

Betastrahlung

Während der Betastrahlung emittieren die Kerne kleine Teilchen (Elektronen), die durchdringender sind als Alphateilchen und je nach Energieniveau in der Lage sind, einen Bereich von 1 bis 2 Zentimetern Wasser zu durchqueren. Typischerweise kann ein dünnes Aluminiumblech mit einer Dicke von einigen Millimetern Betastrahlung wirksam blockieren.

Gammastrahlen

Gammastrahlen, die unter anderem in der Krebstherapie vielfältig eingesetzt werden können, gehören, ähnlich wie Röntgenstrahlen, zur Kategorie der elektromagnetischen Strahlung. Während bestimmte Gammastrahlen den menschlichen Körper ohne Auswirkungen durchdringen können, können andere absorbiert werden und möglicherweise Schäden verursachen. Dicke Beton- oder Bleiwände können das mit Gammastrahlen verbundene Risiko mindern, indem sie deren Intensität verringern. Deshalb werden Behandlungsräume in Krankenhäusern für Krebspatienten mit solch robusten Wänden gebaut.

Neutronen

Neutronen als relativ schwere Teilchen und Schlüsselbestandteile des Kerns können durch verschiedene Methoden erzeugt werden, beispielsweise durch Kernreaktoren oder durch Kernreaktionen, die durch hochenergetische Teilchen in Beschleunigerstrahlen ausgelöst werden. Diese Neutronen dienen als bemerkenswerte Quelle indirekt ionisierender Strahlung.

Möglichkeiten gegen die Strahlenbelastung

Drei der grundlegendsten und am einfachsten zu befolgenden Prinzipien des Strahlenschutzes sind: Zeit, Entfernung, Abschirmung.

Zeit

Die von einem Strahlenarbeiter akkumulierte Strahlendosis steigt in direktem Zusammenhang mit der Dauer der Nähe zur Strahlenquelle. Weniger Zeit in der Nähe der Quelle führt zu einer geringeren Strahlendosis. Umgekehrt führt eine längere Verweildauer im Strahlenfeld zu einer höheren empfangenen Strahlendosis. Daher minimiert die Minimierung der in einem Strahlungsfeld verbrachten Zeit die Strahlenbelastung.

Distanz

Die Verbesserung des Abstands zwischen Mensch und Strahlenquelle erweist sich als effizienter Ansatz zur Reduzierung der Strahlenbelastung. Mit zunehmender Entfernung von der Strahlungsquelle nimmt die Strahlendosis erheblich ab. Die Begrenzung der Nähe zur Strahlenquelle ist besonders wirksam, um die Strahlenbelastung bei mobilen Radiographie- und Fluoroskopieverfahren zu verringern. Die Verringerung der Exposition kann mithilfe des umgekehrten Quadratgesetzes quantifiziert werden, das den Zusammenhang zwischen Entfernung und Strahlungsintensität darstellt. Dieses Gesetz besagt, dass die Intensität der Strahlung in einem bestimmten Abstand von einer Punktquelle umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands ist.

Abschirmung

Wenn die Einhaltung des maximalen Abstands und der minimalen Zeit keine ausreichend niedrige Strahlungsdosis gewährleistet, ist eine wirksame Abschirmung erforderlich, um den Strahlungsstrahl ausreichend zu dämpfen. Das zur Abschwächung der Strahlung verwendete Material wird als Abschirmung bezeichnet und seine Verwendung dient dazu, die Belastung sowohl für Patienten als auch für die breite Öffentlichkeit zu verringern.

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