Abschirmung von Gamma-Strahlung?

6 Antworten

Gammastrahlung ist eine Wellenstrahlung; da Photonen ladungslos sind, ist eine Wechselwirkung mit dem Kern nur bei extrem hoher Energie möglich (Kernphotoeffekt). Normalerweise kann Gammastrahlung ihre Energie nur portionsweise an die Elektronen der Hülle abgeben. Sie löst dabei, je nach Energie, den Photoeffekt (Energieabsorption durch Anheben der Hüllenelektronen auf ein höheres Energieniveau), den Comptoneffekt (ein Teil der Energie kann nicht absorbiert werden und wird in Form von Strahlung mit geringerer Energie, das heißt größerer Wellenlänge, abgelenkt) oder bei besonders großer Energie in Kernnähe die Paarbildung aus, bei der zwei Gammaquanten in ein Elektron und ein Positron umgewandelt werden.

Je mehr Schalen also ein Atom hat, um so größer ist die Möglichkeit der oben beschriebenen Wechselwirkungen. Daher sind die Atome mit einer Vielzahl von Schalen am besten geeignet. Also kommen die Elemente der sechsten und siebenten Periode des Perionsysetems der Elemente  als Abschirmmaterial in Frage. Unter anderem wegen ihrer natürlichen Radioaktivität fallen  aber die Elemente jenseits des Bismuts aus. Letztendlich bleibt da nur auf Grund des Preises (Platinmetalle, Gold, Hf bis Re) oder der Handhabung (Bi ist zu spröde) nur da Blei übrig. Wo Blei zu schwer oder zu teuer ist, lässt sich auch Barytbeton verwenden, bei dem ein Teil der im Beton eingebundenen Calcium-Ionen durch die chemisch verwandte Barium-Ionen ersetzt sind, was bei der Konzeption größerer Anlagen Sinn macht.


Geht mit anderen Elementen auch jedoch muss dann die Schicht dicker sein.

Der Grund ist weil Blei eine enorm hohe Dichte hat, das bedeutet die Atome sind extrem dicht gepackt.

Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass die Gammastrahlung auf ein Bleiatom trifft und absorbiert wird (ist nicht der genaue Prozess, aber so läufts in etwa ab).

Theoretisch könnte man mit Uran die Strahlung noch besser abschirmen, da es aber vom Uran keine stabilen Isotope gibt und es somit selbst Radioaktiv ist macht das nicht wirklich Sinn.

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Just for Info: Nach Ausbruch der Tschernobyllies konnte nur noch Biblis Vergleichsdaten über die Ausbreitung liefern, weil es dort eine Uran-abgeschirmte Strahlungsfestung gab...

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@Bevarian

Kannst mir mal einen Link zur Beschreibung von der Uran Schirmung schicken?

Mich würds interessieren, wie die, die Eigenstrahlung vom Uran gedämmt haben.

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Gammastrahlen haben einen hohen Durchdringungswert. Und um das möglichst gut abzublocken benötigt man einen hohen Widerstand. Blei ist ein relativ günstiges Material mit einer sehr hohen Dichte. Damit stehen den strahlen viele Atome entgegen.
Durch den relativ günstigen Preis wird es weltweit verwendet.

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