Physik

Erfahren Sie mehr über Radioaktivität

Was ist Radioaktivität?

Radioaktive Substanzen enthalten im Atomkern zu viele Neutronen im Vergleich zur Anzahl der Protonen. Dies macht die Atome instabil, die sie durch Aussenden von Strahlung wiederherstellen. Die Art der Strahlung hängt von der Größe des Atoms ab.

Es gibt drei Arten von Strahlung:

1. Alpha-Strahlung: Heliumkerne Große radioaktive Atome emittieren Heliumkerne, dh Kerne aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Das schwerste Element der Natur, Uran-238, ist radioaktiv und geht mit vielen Schritten eine Kettenreaktion ein. Die großen Alpha-Partikel dringen nicht in die Haut ein, aber wenn die Strahlung durch Nahrung oder Lunge in unseren Körper gelangt, kann dies große Schäden verursachen.

  • Das stoppt die Alphastrahlung: unsere Haut.

2. Beta-Strahlung: Elektronen Kleine radioaktive Atome wie superschwerer Wasserstoff emittieren Elektronen, sogenannte Betastrahlung. Jedes Mal, wenn ein Neutron in ein Proton umgewandelt wird, wird ein Elektron freigesetzt. Bei direkter Bestrahlung können die Strahlen Hautkrebs verursachen, aber Betastrahlung ist die gefährlichste, wenn wir sie einnehmen.

  • Dies verhindert Betastrahlung: eine Aluminiumplatte.

3. Gammastrahlung: Licht Viele mittelgroße radioaktive Atome senden Gammastrahlen aus. Die Strahlung entsteht üblicherweise in einem zweistufigen Prozess. Zunächst wird ein Neutron in ein Proton umgewandelt, so dass es ein Elektron aussendet. Das neue Atom zerfällt dann, während es Licht mit einer kurzen Wellenlänge aussendet. Diese Strahlung durchdringt unseren Körper, ist aber nicht so gefährlich wie die anderen Strahlungsarten.

  • Dies stoppt die Gammastrahlung: eine dicke Bleiplatte.

Was macht radioaktive Strahlung so gefährlich?

Radioaktive Substanzen sind gefährlich, weil sie Strahlung mit einer so hohen Energie abgeben, dass Elektronen von Atomen und Molekülen freigesetzt werden können, die dann elektrisch geladen werden: sogenannte Ionen. Wenn der Körper, ein Organ oder Körperzellen radioaktiver Strahlung ausgesetzt sind, können Schäden auftreten.

Bei einer hohen Dosis tötet die Strahlung die betroffenen Zellen. Die toten Zellen können ersetzt werden, es sei denn, es sind so viele Zellen gestorben, dass ein ganzes Organ ausfällt.

Niedrigere Dosen töten nicht unsere Zellen, sondern schädigen die DNA, was zu genetischen Mutationen führen kann. Manchmal können Enzyme den Schaden reparieren, aber nicht immer, und dann verwandelt sich die Zelle in eine Krebszelle.

Wie wird die Radioaktivität gemessen?

Die Höhe des verursachten Schadens hängt von der Dosis und der Art der Strahlung ab. Um das Risiko zu identifizieren, beziehen sich die Wissenschaftler auf die äquivalente Dosis ionisierender Strahlung, die in Sievert ausgedrückt wird.

Alle Strahlungsarten mit Gewichtungsfaktor sind im Sievertwert enthalten. Alpha-Strahlung zählt am meisten. Bei einer Dosis von 6 Sievert stirbt fast jeder an akuter Strahlenkrankheit, während bei 1 Sievert das Krebsrisiko 5 Prozent höher ist als normal.

Die natürliche Hintergrundstrahlung, die überall auf der Erde auftritt, beträgt durchschnittlich 2,4 Millisievert.

Wie können wir Radioaktivität nutzen?

Unabhängig davon, wie schädlich die Radioaktivität ist, hat sie auch in der Medizin viele nützliche Anwendungen.

Ein PET-Scanner lokalisiert Tumore mit Hilfe eines radioaktiven Markers. Vor dem Scan nimmt der Patient etwas Traubenzucker mit Fluor-18. Die Krebszellen nehmen mehr Zucker und damit mehr Marker auf als die gesunden Zellen. Fluor-18 wird durch Aussenden von Positronen, die vom Scanner registriert werden, gelöscht. So wird der Tumor gefunden.

Krebszellen können mit radioaktiven Substanzen ausgeschaltet werden. Bei der sogenannten Brachytherapie wird eine Strahlenquelle in oder in der Nähe des Tumors platziert. Der Vorteil gegenüber gewöhnlicher Strahlung besteht darin, dass die Strahlung auf den Bereich um den Tumor begrenzt ist und nicht so viele gesunde Zellen abtötet.

Beliebte Beiträge

Kategorie Physik, Nächster Artikel

Letzte Mission: Raumsonde taucht zum Zwergplaneten
Raumfahrt

Letzte Mission: Raumsonde taucht zum Zwergplaneten

Die NASA möchte das Beste aus der Raumsonde Dawn herausholen, bevor sie das Temporäre mit dem Ewigen austauscht. Deshalb soll Dawn 2018 näher als je zuvor an den Zwergplaneten Ceres heranfliegen. Aus einer Höhe von nur 200 km muss die Sonde die Oberfläche von Ceres untersuchen und nach Hinweisen für einen unterirdischen Ozean suchen.
Weiterlesen
Werden Sie durch Reisen im Weltraum jünger?
Raumfahrt

Werden Sie durch Reisen im Weltraum jünger?

Astronauten werden auf Reisen im Weltraum nicht jünger, wachsen aber etwas langsamer als die Menschen, die sie auf der Erde zurücklassen. Je schneller Sie sich bewegen, desto langsamer ist die Zeit. Albert Einstein hat dies bereits mit seiner Relativitätstheorie von 1905 gezeigt. Diese Theorie wurde durch verschiedene Experimente bestätigt.
Weiterlesen
Wissenschaftler schießen Mäusesperma in den Weltraum
Raumfahrt

Wissenschaftler schießen Mäusesperma in den Weltraum

Weltweit arbeiten Weltraumagenturen daran, Menschen auf andere Planeten zu schicken und zum Beispiel Kolonien auf dem Mars und dem Mond zu errichten. Aber bevor das passiert, müssen wir zuerst eine wichtige Frage beantworten: Können wir uns im Raum reproduzieren? Die Schwerkraft auf dem Mars beträgt nur 38% der auf der Erde, auf dem Mond sogar 17%, und sobald wir aus dem Erdmagnetfeld herauskommen, werden wir mit Strahlung bombardiert.
Weiterlesen
Die 5 schlimmsten Katastrophen im All
Raumfahrt

Die 5 schlimmsten Katastrophen im All

5. Sojus 1 Der Kosmonaut Wladimir Komarow war der erste Raumfahrer, der unterging. Er kam am 23. April 1967 in die Umlaufbahn und geriet sofort in Schwierigkeiten. Ein Solarpanel, das die Hälfte des an Bord des Schiffes benötigten Stroms liefern musste, expandierte nicht. Komarov schlug und trat gegen den Rumpf, um zu helfen, aber das half nichts.
Weiterlesen