Kern-/Teilchenphysik

Radioaktivität - Einführung

Ionisierung durch Strahlung

  • Gibt es verschiedene Arten ionisierender Strahlung?
  • Welche Eigenschaften hat ionisierende Strahlung?
  • Warum ist ionisierende Strahlung so gefährlich?
  • Kann man sich gegen ionisierende Strahlung schützen?

Ionisierung durch Strahlung

1 Ionisierung von Gasatomen durch ionisierende Strahlung am Beispiel des Durchflugs eines \(\alpha\)-Teilchens

Ein \(\alpha\)- oder \(\beta\)-Teilchen bzw. ein \(\gamma\)-Quant trifft auf ein Gas aus elektrisch neutralen (grünen) Molekülen. Dabei tritt es mit einigen Gasmolekülen auf Grund seiner Ladung bzw. Energie in Wechselwirkung und macht aus ihnen ein Elektron (blau) - Ionen (rot) - Paar.

Je nach Strahlungsart unterscheidet sich dabei allerdings, wie viele der elektrisch neutralen Moleküle beim Durchlaufen einer bestimmten Wegstrecke ionisiert werden. So gibt ein \(\alpha\)-Teilchen nahezu kontinuierlich Energie an die Moleküle in seiner Umgebung ab und ionisiert diese Moleküle. So ionisieren \(\alpha\)-Teilchen sehr viele Moleküle auf einer sehr kurzen Strecke (vgl. Abb. 1).

Auch \(\beta\)-Teilchen ionisieren Moleküle längs ihres Weges. Jedoch ionisieren \(\beta\)-Teilchen im Vergleich mit \(\alpha\)-Teilchen wenigier Moleküle beim Durchlaufen einer bestimmten Wegstrecke.

\(\gamma\)-Quanten ionisieren hingegen nicht laufend auf ihrem Weg Moleküle. Im Vergleich mit \(\alpha\)- und \(\beta\)-Teilchen ionisieren \(\gamma\)-Quanten beim Durchlaufen einer bestimmten Wegstrecke deutlich weniger Moleküle. Die Ionisation findet dabei  über einen der folgenden drei Prozesse statt: Photoeffekt, Compton-Effekt oder Paarbildung. Entsprechend haben \(\gamma\)-Quanten eine große Reichweite in Materie.

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