Strahlung ist ein faszinierendes Phänomen, das unsere Welt durchdringt und beeinflusst. In diesem Artikel werden wir die grundlegenden Kenntnisse über Strahlung und ihre Auswirkungen auf den menschlichen Körper erläutern.
Die Arten der Strahlung
Materie besteht aus Atomen, die aus einem Kern und den umgebenden Elektronen bestehen. Unter bestimmten Bedingungen können Atomkerne instabil werden und durch Strahlung in andere Kerne zerfallen. Diese strahlenden Kerne werden als Radionuklide bezeichnet.
Es gibt verschiedene Arten von Strahlung, darunter Alpha-, Beta- und Gammastrahlung. Ähnlich wie Gammastrahlung entsteht Röntgenstrahlung in der Elektronenhülle, nicht im Atomkern, und ist daher weniger energiereich. Alle diese Strahlungsarten übertragen Energie auf bestrahlte Materie und können beispielsweise Elektronen abspalten oder umlagern. Daher spricht man von ionisierender Strahlung.
Die Reichweite der Strahlung
Die Schwächung der Strahlung beim Durchgang durch Materie ist sehr unterschiedlich und wird zur allgemeinen Detektion, Messung und Identifizierung von Radionukliden verwendet. Alphastrahlung ionisiert die durchdrungene Materie auf kurzer Strecke sehr dicht. Beta- und Gammastrahlen hingegen ionisieren weniger dicht.
Die Reichweite der Strahlung hängt von ihrer Art und Energie ab. Alphastrahlen haben eine maximale Reichweite von etwa 12 cm in der Luft bzw. 0,15 mm im Gewebe. Betastrahlen haben eine maximale Reichweite von etwa 15 m in der Luft bzw. 2 cm im Gewebe. Gamma- und Röntgenstrahlen haben keine exakt begrenzten Reichweiten, sondern ihre Abschwächung hängt von der Energie, dem Material und der Schichtdicke ab.
Die biologische Wirkung der Strahlung
Die biologische Wirkung der Strahlung wird durch die aufgenommene Energie gemessen. Diese Energie kann Zellen oder das Erbgut schädigen. Die physikalische Größe, die diese aufgenommene Energie pro Masse des biologischen Gewebes beschreibt, wird als Energiedosis bezeichnet und in Gray (Gy) gemessen. Ein Gray entspricht der Energie von 1 Joule pro Kilogramm.
Die biologische Wirkung hängt jedoch nicht nur von der absorbierten Energie ab, sondern auch von ihrer räumlichen Konzentration. Je kleiner der Bereich ist, in dem eine bestimmte Menge Energie wirkt, desto größer ist die Schädigung und die biologische Wirkung. Aus diesem Grund wurde die Äquivalentdosis eingeführt, die ebenfalls in Joule pro Kilogramm gemessen wird, aber mit einem Strahlungs-Wichtungsfaktor multipliziert wird. Der Wichtungsfaktor hängt von der Art der Strahlung ab: Alphastrahlung hat einen Wichtungsfaktor von 20, während Beta-, Gamma- und Röntgenstrahlung jeweils einen Wichtungsfaktor von eins haben.
Der Einfluss der Zeit
Obwohl die Äquivalentdosis die Wirkung ionisierender Strahlung beschreibt, spielt auch die Bestrahlungszeit eine Rolle. Aufgrund von Reparaturmechanismen im menschlichen Körper ist die Schädigung umso geringer, je länger eine bestimmte Dosis verabreicht wird. Die Dosisleistung, also die Dosis pro Bestrahlungszeit, ist entscheidend.
Strahlung ist ein komplexes Thema, das sowohl faszinierend als auch potenziell gefährlich ist. Mit diesem grundlegenden Verständnis der Strahlung und ihrer Wirkung können wir die Risiken besser einschätzen und angemessene Sicherheitsmaßnahmen treffen.
