Strahlung und Radioaktivität 8 81 Ionisierende Strahlung beim radioaktiven Zerfall Beim radioaktiven Zerfall entsteht ionisierende Strahlung. Diese Strahlung kann Teilchenstrahlung oder EM-Strahlung sein. Alpha-Strahlung (α-Strahlung) Alpha-Strahlung entsteht beim Alpha-Zerfall, zB von Radium-226. 226 gibt an, dass ein Atomkern aus insgesamt 226 Protonen und Neutronen zusammengesetzt ist. Aus dem Atomkern wird ein Teilchen ausgesendet, das aus 2 Protonen und 2 Neutronen besteht – das ist der Atomkern von Helium. Dadurch verringert sich die Menge der Teilchen im ursprünglichen Atomkern. Nach der Aussendung des Heliumkerns wird Radium-226 zu Radon-222 (B4). Heliumkerne können sich nicht weit bewegen und werden schon nach wenigen Zentimetern von den Luftteilchen absorbiert. Schon ein Blatt Papier reicht, um α-Strahlung abzuschirmen (B7). Beta-Strahlung (β-Strahlung) Beta-Strahlung tritt zB beim Beta-minus-Zerfall auf. Ein Beispiel dafür ist der Kernzerfall von Cäsium-137 (B5). Dabei zerfällt ein Neutron des Atomkerns in ein Proton und ein Elektron. Das Elektron wird ausgesendet. Die gesamte Anzahl der Teilchen im Atomkern verringert sich dabei nicht, da ein Neutron zu einem Proton wird. Allerdings erhöht sich die Anzahl der Protonen um 1, dadurch wird Cäsium-137 zu Barium-137. Die ausgesendeten Elektronen durchdringen einige Meter Luft sowie wenige Zentimeter Materie. Um Beta-Strahlung abzuschirmen, benötigt man zB ein Aluminiumblech oder eine Plexiglasplatte (B7). Gamma-Strahlung (γ-Strahlung) Gamma-Strahlung tritt nach dem Alpha- oder Beta-Zerfall eines Atomkerns auf. Zum Beispiel verbleibt beim Beta-minus-Zerfall von Cäsium-137 der neu entstandene Barium-137-Kern zunächst in einem instabilen höheren Energiezustand. Um in den stabilen Zustand mit niedrigerer Energie überzugehen, sendet der Atomkern EM-Strahlung im Gamma-Bereich aus (B6). Gamma-Strahlung durchdringt über weite Entfernungen Materie. Zur Abschirmung von Gamma-Strahlung benötigt man zB dicke Betonwände oder einen Block aus Blei. He 4 2 Ra 226 88 Rn 222 86 B4 Modelldarstellung des Alpha-Zerfalls. Die schwarzen Zahlen zeigen die Anzahl der Protonen und Neutronen, die rote Zahl nur die Anzahl der Protonen an. n e p+ e– Cs 137 55 Ba 137 56 Beta−−Teilchen (Elektron) B5 Modelldarstellung des Betaminus-Zerfalls. n … Neutron p+ … Proton e– … Elektron Ba Gamma-Strahlung 137m 56 Ba 137 56 B6 Modelldarstellung der GammaStrahlung Papier Alublech Bleiblock β α γ B7 Durch Abschirmung können Schäden der ionisierenden Strahlung verringert bzw. vermieden werden. (Schematische Darstellung) Beim radioaktiven Zerfall wird Alpha-, Beta- oder Gamma-Strahlung ausgesendet. Alle drei Strahlungsarten sind ionisierende Strahlung. Die beim Alpha-Zerfall ausgesendete Teilchenstrahlung besteht aus Heliumkernen. Alpha-Strahlung hat eine geringe Reichweite. Die beim Beta-minus-Zerfall ausgesendete Teilchenstrahlung besteht aus Elektronen. Beta-Strahlung hat eine mittlere Reichweite. Gamma-Strahlung ist EM-Strahlung mit großer Reichweite. Sie tritt im Zusammenhang mit dem Alpha- und Beta-minus-Zerfall auf. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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