Wie gefährlich ist Alpha-, Beta-, Gammastrahlung?

Darüber hinaus wirkt Strahlung keineswegs nur von außen auf uns und genau dadurch wird Alphastrahlung so gefährlich. Zwar kann die Alphastrahlung von außen nicht einmal unsere Hautschichten vollständig durchdringen, jedoch können wir die Substanzen, die die radioaktive Strahlung abgeben, in uns aufnehmen, indem wir sie einatmen, essen oder trinken.

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Verbleiben die Substanzen in unserem Körper, etwa weil der Körper sie in Knochen und Gewebe einbaut, beschädigen sie ihn von innen heraus. Das Fatale dabei ist, dass die in uns entstehende Alphastrahlung auch vollständig in unserem Körper absorbiert wird. Zum Vergleich würde Gammastrahlung weitgehend ungehindert aus unserem Körper austreten und nur zu einem kleinen Teil in unserem Körper Schäden verursachen. Bei Substanzen in uns, die Gammastrahlung abgeben, wären wir vielmehr für unsere Umgebung eine Strahlenbelastung.

Alphastrahler sind also vor allem sehr gefährlich, wenn wir sie in unseren Körper aufnehmen, Betastrahlung kann sowohl von außen wie von innen schädigen und Gammastrahlung ist vorrangig schädlich, wenn sie von außen in großen Mengen unseren Körper erreicht, insbesondere da sie sich nicht vollständig abblocken lässt. Die unterschiedlichen Eigenschaften rühren daher, dass die Strahlungsarten in sich sehr unterschiedlich sind.

Gammastrahlung und Röntgenstrahlung sind elektromagnetische Wellen hoher Frequenz, die man aber genauso auch als Photonen hoher Quantenenergie beschreiben kann. Die Gammastrahlung ist dabei energiereicher als die Röntgenstrahlung und entsteht bei Zerfallsprozessen in Atomkernen. Beide haben gemeinsam, dass sie aus derselben Familie stammen, wie unser sichtbares Licht oder Funkwellen.

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Wobei Funkwellen eine deutlich niedrigere Quantenenergie aufweisen als sichtbares Licht und damit nicht ionisierend wirken können. Bereits am Rand des sichtbaren Lichtes, nämlich im Bereich der UV-Strahlung bei 1.498 Terahertz oder 200 Nanometern Wellenlänge, liegt die Grenze, ab der die Quantenenergie ausreicht, um zu ionisieren, wodurch ein Teil des ultravioletten Lichtes bereits ähnliche Schäden wie radioaktive Strahlung verursachen kann. Röntgenstrahlung und Gammastrahlung haben noch höhere Quantenenergie und sind ebenso ionisierend. Je höher die Frequenz und je kürzer die Wellenlänge ist, als umso "härter" bezeichnet man die Strahlung.

Von deutlich anderer Art sind Betastrahlen. Hierbei handelt es sich um sehr schnelle Elektronen oder Positronen, die bei bestimmten Prozessen aus dem Atomkern herausgeschossen werden. Elektronen, wie Positronen, haben zwar im Gegensatz zu Photonen eine Ruhemasse und eine Ladung, wodurch sie nur ein mittelmäßiges Durchdringungsvermögen haben.

Das Durchdringungsvermögen der Alphastrahlung ist am niedrigsten, da sie aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht, die weitaus größere Masse haben und die doppelte Ladung wie Elektronen beziehungsweise Positronen. Die Alphastrahlung entspricht damit nackten und sehr schnellen Helium-Atomkernen und entsteht ebenfalls bei Zerfallsprozessen in Atomkernen. Diese Heliumkerne haben eine sehr hohe Ionisierungsenergie und damit ein hohes Schadenspotenzial, das bei Äquivalenzdosis entsprechend stärker gewichtet wird.

Elemente und Isotope

Bei den unterschiedlichen Elementen gibt es sehr unterschiedliche Arten von Kernprozessen, die stattfinden können. Während viele Elemente, mit denen wir täglich zu tun haben, stabil sind, also nicht spontan und zufällig zerfallen, gibt es auch solche, die radioaktiv sind. Hier können unterschiedliche Kernprozesse stattfinden und ihrerseits neue Elemente und Isotope hervorbringen, die ebenso wieder radioaktiv sein können.

Damit ergeben sich unterschiedliche Zerfallsreihen. Man hat es also bei Radioaktivität selten nur mit einem radioaktiven Element beziehungsweise einem radioaktiven Isotop und einer Art von Strahlung zu tun, sondern meist mit einer komplexen sich ändernden Mischung von Elementen, Isotopen und Strahlungsarten. Aufgrund der individuellen Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Kernprozesse ergeben sich hier häufig dominierende Varianten, die besondere Beachtung finden müssen, während man andere Kernprozesse und ihre Produkte aufgrund ihrer Seltenheit vernachlässigen kann.

Die verschiedenen Elemente wie Uran, Plutonium, Iod, Cäsium kennt man dabei aus Artikeln über Reaktorunfällen, denn auch hier treten viele verschiedene Elemente auf, die sich durch den Zerfall ergeben. Darüber hinaus gibt es den Begriff Isotop und an die Elementbezeichnung angehängte Zahlen, wie etwa Uran-235 und Uran-233 mit denen man diese Isotope bezeichnet. Bei der angehängten Zahl handelt es sich um die sogenannte Massezahl des Kerns.

Das Element selbst wird hingegen durch die sogenannte Ordnungszahl (auch "Kernladungszahl" genannt) bestimmt. Diese sagt aus, wie viele Protonen sich im Kern befinden. Da die Anzahl der Protonen im Kern auch die Anzahl der Elektronen in der Atomhülle beeinflusst und diese Elektronen für die chemischen Eigenschaften relevant sind, hat man alle Atome mit gleicher Ordnungszahl (also gleicher Anzahl von Protonen) zu Elementen zusammengefasst, da sie weitgehend gleiche chemische und physikalische Eigenschaften haben. In einer solchen Zusammenfassung zu Elementen finden sich dabei meist auch unterschiedliche Isotope, die man aber physikalisch und chemisch kaum auseinanderhalten kann.

Lieber auf die Einschätzung von Fachleuten hören

Die Isotope stellen somit Varianten innerhalb von Elementen dar, die neben einer identischen Protonenanzahl mehr oder weniger Neutronen im Kern beinhalten. Da Neutronen nicht die Anzahl der Elektronen in der Hülle beeinflussen, ändert ihre Anzahl auch nicht die chemischen Eigenschaften. Die Anzahl an Neutronen hat aber sehr wohl einen Einfluss auf die Stabilität des Atomkerns und die Art und Wahrscheinlichkeit der möglichen Kernprozesse, die wiederum Radioaktivität freisetzen können. Dadurch sind bei einigen Elementen manche Isotope radioaktiv, da ihr Kern durch die Anzahl an Neutronen instabil wird, während andere Isotope stabil sein können.

Um sich in diesem komplexen Umfeld im Falle von freigesetzter Radioaktivität zurechtzufinden, ist es hilfreich, sich auf die zusammenfassenden Informationen von Behörden und Instituten zu konzentrieren, bei denen Fachleute die Komplexität herunterbrechen und einen Hinweis geben, wenn auf etwas zu achten ist und wie man damit umgehen kann. Die Komplexität der verschiedenen Substanzen, deren Zerfallsprozesse und Verhalten zu durchblicken, ist für Laien kaum zu leisten.

Zum Beispiel: Direkt nach Reaktorunfällen werden die im Reaktor gebildeten Iod-Isotope Iod-131 und Iod-123 freigesetzt. Nimmt man diese auf, können sie sich in der Schilddrüse anlagern. Dem kann man vorbeugen, indem man kurz vor der Kontamination Iod-Tabletten einnimmt, die den Körper mit dem stabilen Iod-127 übersättigen. Dadurch kann kein radioaktives Iod mehr aufgenommen werden.

Nachmessen gibt selten einen echten Informationsvorsprung

Bei solchen Hinweisen ist das Wesentliche zusammengefasst und man kann sich danach richten, auch ohne die Details selbst zu verstehen und Schlussfolgerungen abzuleiten. Wann in einem solchen Fall die Kontamination durch Iod am jeweiligen Ort erfolgt, kann man zwar theoretisch selbst messen, aber da man die Iod-Tabletten etwa zwei Stunden vorher schon eingenommen haben sollte, hilft solche Eigeninitiative hier wenig.

Nachmessen zu wollen, um einen Informationsgewinn zu erreichen, ist, wenn überhaupt, nur im Kontext solcher offiziellen Hinweise sinnvoll. Sammelt man etwa gerne Pilze, verbessert es die persönliche Informationslage, wenn man selbst eine Probe nachmisst, um einen zusätzlichen groben Eindruck zu erhalten. Das gilt besonders dann, wenn man routiniert über einen längeren Zeitraum Proben von Pilzen untersucht und dann gut zu erkennen vermag, wenn eine Probe ungewöhnlich hohe Werte aufweist.

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 Wie viel Strahlung ist normal?Was radioaktive Strahlung mit dem Körper macht 
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Tfis 17. Sep 2022 / Themenstart

Also Kohle und Gas verbrennen zur Grundlastsicherung? Oder bist Du einfach nur...

sonic74 16. Sep 2022 / Themenstart

...oder sind Tritiumhaltig ().

Niveauacreme 16. Sep 2022 / Themenstart

Das hilft nicht viel weiter, weil die ganzen Messungen in völlig beliebigen Umgebungen...

Niveauacreme 16. Sep 2022 / Themenstart

Americium, Alphastrahler, nur im Anglo-Raum gebräuchlich, gar nicht, da die...

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