In Was ist Strahlung? haben wir die ionisierende Strahlung kennengelernt. Doch „ionisierende Strahlung“ ist nicht eine einzige Sache; sie umfasst sehr unterschiedliche Arten. Die eine wird von Papier gestoppt, die andere braucht dickes Blei. Dieser Unterschied ist die Grundlage sowohl des Schutzes als auch dessen, warum manche Arten gefährlicher sind.
Alpha und Beta
Dies ist Teilchenstrahlung — tatsächliche materielle Teilchen.1
- Alpha (α): ein relativ schweres, zweifach positiv geladenes Teilchen aus zwei Protonen und zwei Neutronen (tatsächlich ein Heliumkern). Es ionisiert sehr stark, durchdringt aber sehr wenig: Ein Blatt Papier oder die tote äußere Hautschicht stoppt es. Von außen ist es daher nicht gefährlich; wird ein Alphastrahler jedoch eingeatmet oder verschluckt (z. B. Radon), ist er riskant, weil er inneres Gewebe direkt schädigt.
- Beta (β): ein schnelles, aus dem Kern ausgestoßenes Elektron (negativ geladen, weit leichter als Alpha). Durchdringender als Alpha, wird aber noch von einigen Millimetern Aluminium oder Kunststoff gestoppt. Es kann die Haut durchdringen, meist aber kein tiefes Gewebe.
Gamma und Röntgen
Dies sind keine Teilchen, sondern Photonen — elektromagnetische Strahlung, ohne Ladung und ohne Masse.1 Die beiden sind physikalisch identisch; der einzige Unterschied ist ihr Ursprung: Gamma (γ) stammt aus dem Atomkern, während Röntgenstrahlen aus Elektronenwechselwirkungen entstehen (z. B. in einer Röntgenröhre). Da sie ungeladen sind, treten sie kaum mit Materie in Wechselwirkung und sind stark durchdringend: Sie können den Körper durchqueren — genau das macht die medizinische Bildgebung möglich. Um sie zu schwächen, sind dichte Materialien (Blei, Beton) nötig.
Neutron
Das Neutron ist ein ungeladenes Kernteilchen; es entsteht vor allem in Kernreaktoren und einigen speziellen Quellen und tritt in der diagnostischen Radiologie nicht auf. Da es ungeladen ist, ist es stark durchdringend, tritt aber unabhängig von der Ladung mit Kernen in Wechselwirkung; am wirksamsten wird es durch wasserstoffreiche Materialien (Wasser, Paraffin) und dicken Beton gestoppt.1
Was stoppt sie?
Was eine bestimmte Art stoppt, ist die anschaulichste Zusammenfassung ihres Durchdringungsvermögens:
Quellen
- Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging, 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2011. Bölüm 2–3: radyasyon türleri (alfa, beta, gama, X-ışını, nötron), yükleri, enerjileri ve madde içindeki menzilleri/zayıflaması.
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