Was ist Strahlung?

Im Jahre 1896 entdeckte der französische Wissenschaftler Henri Bequerel eine neuartiges Phänomen: Die Strahlung! Heutzutage wird Strahlung in der allgemeinen Wissenschaft, der modernen Medizin und der Industrie genutzt. Radioaktive Strahlung ist wegen ihres natürlichen Ursprung überall in der Natur vorzufinden.

Aber auch Strahlung aus Atomkraftwerken ist nicht das schlimmste was der Mensch produziert. Es gibt viel schädlichere Strahlen aus anderen Quellen die weniger kritisiert werden. Ein Beispiel dafür sind Röntgenstrahlen in der Medizin, die durch ihre Verbreitung durch die Luft ein viel höheres Risiko darstellen.
Eine Atombombe kann man fast mit einem Atomkraftwerk vergleichen, in dem einen heißt es unkontrollierte und bei dem anderen (sehr-intensiv-) kontrollierte Kettenreaktion.

Die drei Strahlungsarten

Alphastrahlen:
Positiv geladene Teilchen (Helium-Kerne, Moleküle aus 2 Protonen und 2 Neutronen bestehend) bewegen sich mit 15'000 bis 20'000 km/h vorwärts, können aber sogar von normalem Papier geblockt werden und sind somit eine geringe Gefahr für den Menschen. Diese Teilchen dringen nicht einmal ein Zehntel eines Millimeters in die Haut ein (was überwiegend tote Haut ist). Gelangen sie in den Körper, können sie aber sehr gefährlich werden, da diese Teilchen ihr schädliche Wirkung auf viel nicht-totes Gewebe (Magen-Darm-Trakt usw.) auf kleinem Raum ausüben kann. Eine natürliche Quelle der Alpha-Strahlung ist natürliches Radon, welches in der Luft vorkommt. Aufgrund der hohen Dichte (Es sinkt unter die Luftschicht) kann es sich in Kellern ansammeln, weshalb man Wohnungen regelmäßig auslüften sollte.

Betastrahlen:
Betastrahlen können aus Elektronen (negativ geladen) oder Positronen (positiv geladen, gleiche Masse wie Elektronen)bestehen, je nach Zerfallsart. Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen. In Kernen mit relativem Neutronenüberschuss wandelt sich ein Neutron (unter Aussendung eines Elektrons) in ein Proton (verbleibt im Kern)(Beta-Minus-Strahlung).
In Kernen mit Neutronenmangel wandelt sich ein Proton (unter Aussendung eines Positrons) in ein Neutron (verbleibt im Kern) (Beta-Plus-Strahlung).
Geschwindigkeit, Reichweite und Eindringtiefe (also Kurz: die Energie) dieser Teilchen sind sehr davon abhängig, welche Kern-Art es aussendet und durch welchen Stoff es „fliegt“. Manche Nuklide senden sie mit einer so geringen Energie aus, dass sie bloß ca. 10 cm (in Luft) weit kommen wobei andere durchaus 70 Meter und mehr schaffen.
Betastrahlen werden z.B. durch Aluminiumblech oder durch 0,5 cm dickes Glas abgehalten werden
Beta-Strahlung ionisiert die Atome im Körper (Eindringtiefe der Strahlung bestimmt Menge des betroffenen Gewebes). Normalerweise werden nur die Hautschichten geschädigt, wo es zu intensiven Verbrennungen kommen kann (Spätfolgen: Hautkrebs). Wird das Auge getroffen, kann es zu Linsentrübung kommen.
Werden Beta-Strahler in den Körper aufgenommen, kommt es zu hohen Strahlenbelastungen in dessen Umgebung. Mache Stoffe lagern sich in bestimmten Körperregionen an (Iod-131 in der Schilddrüse) und lösen dort Krebs aus.

Gammastrahlen:
Diese elektromagnetische Strahlung hat eine viel höhere Geschwindigkeit (Lichtgeschwindigkeit) als die Alphateilchen und ist vergleichbar mit Röntgenstrahlung, ist aber noch kurzwelliger und gefährlicher.
Es gibt mehrere Schutzfaktoren: Abschirmung und Verringerung der Intensität, Abstand, Aufenthaltszeit.
Zur Gamma-Stahlen-Abschirmung sind Materien notwendig, bei denen gilt: umso höher die Ordnungszahl umso besser. Da Blei eine der höchsten Ordnungszahlen hat ohne selbst zu strahlen (außer bestimmte Isotope davon), wird meistens Blei dafür verwendet.
Gammastrahlung entsteht bei hauptsächlich zusätzlich zu anderen Strahlungsarten (während der Kernumwandlungen) um überschüssige Energie der neuentstandenen Kerne loszuwerden.
(Eliminierung des angeregten Zustands des Kerns).
(Wer genaueres darüber wissen will, soll Wikipedia fragen (http://de.wikipedia.org/wiki/Gammastrahlen))
Gammastrahlung bewirkt (ähnlich wie Röntgenstrahlung) Verbrennungen der Zellen und ist besonders stark ionisierend (stark erbgutschädigend)
Gammastrahlung hat aber auch viel Nutzen in der Technik (Füllstandmessung, Durchstrahlprüfung), da es nicht reflektiert oder gebrochen werden kann.

Strahlung ist ein allgemeiner Begriff und bezieht sich auf unterschiedliche Arten von Emanationen, von denen einige in der Natur entstehen und andere künstlich hergestellt werden. Durch ihren Ursprung können sie in folgende Gruppen aufgeteilt werden:

Unbekannte Strahlung:
Diese kommt hauptsächlich aus dem All. (kosmische Strahlung)

Neutronen:
Sie sind der Grundstein für die künstliche Kernspaltung in Reaktoren, entsteht aber auch selbst bei Kernspaltung.

Spaltungsprodukte:
Das sind die radioaktive Abfälle die bei der Kernspaltung entstehen.

Isotope:
Jeder Stoff hat Isotope.
Instabile Isotope eines Stoffs haben zwar die gleiche Ordnungszahl wie die stabilen Isotope dieses Materials, besitzen aber eine andere Massenzahl (andere Anzahl von Neutronen im Kern). Im Periodensystem der Elemente werden hauptsächlich die stabilen Isotope der Stoffe aufgelistet (außer bei Materialien, die immer instabil und somit radioaktiv sind).
Instabile Isotope gibt es wesentlich mehr als stabile.

Protonen:
Die Positiv geladenen Teilchens des Kerns..

Ionen
Atome: ungeladen (Protonenanzahl = Ordnungszahl = Elektronenzahl), Ionen: geladen, d.h. Ionen sind Teilchen, die mehr oder weniger Elektronen besitzen als das entsprechene Atom dieses Stoffs)

Elektromagnetische Strahlung:
(Welle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern)
Dazu gehören neben den Gammastrahlen alle möglichen Arten von Strahlung.
Hier nur einige davon (von links nach rechts steigt die Wellenlänge und sinkt die Energie):
Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, UV-Strahlung, sichtbares Licht, Infrarot-Strahlung, Mikrowellen, Radiowellen....


Radioaktivität ist häufig auch in normalen Massen vorhanden. Substanzen wie Kalium und Karbon sind zwar radioaktiv, aber trotzdem im menschlichen Körper anwesend.

Strahlendosis (gemessen in Sivert Sv)
Der Schaden ist je nach Dosis der Strahlung auf den menschlichen Körper verschieden:

Auszug aus Wikipedia ( http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlenkrankheit ):
(Dort findet man auch genauere Symptome)

0-0,2 Sv:
wahrscheinlich Spätfolgen (Krebs, Erbgutveränderung)
Diese zählen nicht zur Strahlenkrankheit im eigentlichen Sinne; sie sind also stochastische Strahlenschäden.

1-2 Sv: leichte Strahlenkrankheit
10% Todesfälle nach 30 Tagen

2-3 Sv: Schwere Strahlenkrankheit
35% Todesfälle nach 30 Tagen

3-4 Sv: schwere Strahlenkrankheit
50% Todesfälle nach 30 Tagen

4-6 Sv: akute Strahlenkrankheit
60% Todesfälle nach 30 Tagen

6-10: akute Strahlenkrankheit
100%Todesfälle nach 14 Tagen

10-20 Sv: akute Strahlenkrankheit
100% Todesfälle nach 7 Tagen

20-50 Sv: akute Strahlenkrankheit
100% Todesfälle nach 3 Tagen

über 50 Sv:
Sofortige Desorientierung und Koma innerhalb von Sekunden oder Minuten. Der Tod tritt in wenigen Stunden durch völliges Versagen des Nervensystems ein. Eine solche Stundendosis existiert beispielsweise am Karatschai-See

über 80 Sv:
man rechnet bei einer Dosis von 80 Sv schneller Neutronenstrahlung mit sofortigen Todes-Eintritt

Vielen Dank an MrTorture