Warum ist Alpha Strahlung ,,gefährlich"?
Also ist mir schon klar, dass Alpha Strahlung sehr leicht abgeblockt werden kann, aber im Grunde genommen trennen sich doch nur Teilchen aus dem radioaktiven Atom raus, bilden ein nicht radioaktives element und das radioaktive Element wird auch zu einem neuen Element. Was ist daran gefährlich.
5 Antworten
Beim α-Zerfall wird sehr viel Energie frei, die in die kinetische Energie des α-Teilchens gesteckt wird. Folglich zieht das Ding eine Schneise der Verwüstung entlang seiner Flugbahn.
Um das mal mit Zahlen zu unterfüttern: Ein typischer α-Strahler setzt eine Energie im Bereich von mehreren MeV frei, um eine feste chemische Bindung zu zerlegen, braucht man aber nur wenige eV. Das α-Teilchen hat also genug Energie, um ein paar Millionen chemische Bindungen zu zerfetzen. Dabei entstehen chemisch reaktionsfähige Radikale, die dann mit Molekülen in der Nachbarschaft reagieren und weiteres Chaos schaffen, denn selbst wenn das α keine wichtigen Moleküle (z.B. DNA) trifft, so treiben die Radikale ihr Unwesen, und jedes kann einige weitere Moleküle angreifen, und irgendwann ist dann doch mal was Wichtiges dabei.
Wie meinst Du das? Die setzen ja bei jeder Kollision Energie frei, und zwar für den chemischen Maßstab enorme Mengen. Der Wirkungsquerschnitt dürfte mit fallender Energie ansteigen, aber das bedeutet ja nur, daß die Einschlagstellen näher zusammen liegen, nicht daß mehr Schaden angerichtet wird — die Eindringtiefe ist sowieso minimal und nur ein paar Zellschichten tief.
Alphateilchen kollidieren nicht in dem Sinne mit der Materie, sie durchdringen sie. Dabei reißen sie Elektronen mit sich, und zwar umso stärker, je langsamer sie sind - bis sie schließlich endgültig zwei Elektronen an sich reißen und zu Atomen werden. Sobald sie das sind, hören sie auf, Schaden anzurichten.
Um Elektronen einzufangen, muß doch erst mal die kinetische Energie abgegeben werden — ²³⁸U strahlt, IIRC, mit ca. 4 MeV (und das ist für α-Verhältnisse eher langsam), die Bindungsenergie der Elektronen an den He-Kern liegt bei ein paar Dutzend eV, und solange der Kern so viel Bewegungsenergie hat, kann er sich die Elektronen ja kaum schnappen. Also muß er zuerst abgebremst werden, und die dabei abgegebene Energie landet irgendwo und richtet auch Schaden an — sie ist ja viel größer als die Energien, mit denen Biomoleküle ohne Schaden fertigwerden.
Oder lieg ich damit falsch?
Klar richtet das α-Teilchen schon auf seinem kurzen Wege eine Menge Schaden an. Den meisten richtet es jedoch da an, wo es mit zwei geklauten Elektronen ein Heliumatom bildet.
Vielen Dank für diese anschauliche Darstellung! Vielleicht kannst Du ja noch in ähnlich anschaulichen Worten erklären, warum ein derart energiereiches Teilchen nur eine so vergleichsweise geringe Reichweite in menschlichem Gewebe hat. Eine Gewehrkugel dringt ja erfahrungsgemäß weiter in das Gewebe ein, je höher ihre kinetische Energie ist. Liegt es also an dem "großen" Wirkungsquerschnitt der He-Kerne verglichen mit dem von Elektronen oder der Gamma-Strahlung, die ja bekanntlich am schlechtesten abschirmbar ist?
Elektronen unterliegen auch der elektromagnetischen Wechselwirkung.
Deshalb werden sie ja auch von den α-Teilchen angezogen und ggf. ihren Atomen / Molekülen entrissen oder tragen umgekehrt zur Abbremsung der α-Teilchen bei.
Und die He-Atome sollten in etwa den selben Impuls haben, wie ihre Kerne...
Ja, und zwar fast gar keinen mehr. Solange die α-Teilchen schnell sind, ist ihre Wechselwirkung mit den Elektronen sehr kurz und umgekehrt deren kinetische Energie im Ruhesystem des α-Teilchens zu hoch, um sich an es zu binden.
Und sind in den -Beta Teilchen und Gamma Teilchen auch so viel Energie drin oder nicht?
Hallo ICHMAGKAESE,
das Alphateilchen ist ein ⁴He-Kern und damit doppelt positiv geladen.
Es übt erhebliche Anziehungskraft auf Elektronen aus, wodurch es schon auf seinem Weg Atome ionisieren kann und die Chemie seiner Umgebung durcheinander bringt. Wenn die eine Körperzelle ist, kann diese entarten (→Krebs) oder absterben (→Strahlenkrankheit, wenn das genügend Zellen passiert).
Den größten Schaden richtet es am Ende seines Weges an, indem es zwei Elektronen an sich reißt, was es zum ⁴He-Atom und damit ungefährlich macht. Die Elektronen fehlen dann aber irgendwo endgültig.
Dieser Schaden kann aber gerade erwünscht sein, nämlich in bereits entarteten Zellen, die einen bösartigen Tumor bilden (also Krebs). Das müssen nicht ⁴He-Kerne sein, andere Atomkerne tun's auch. Wichtig ist, die Energie so einzustellen, dass sie gerade im Tumor am langsamsten werden und den meisten Schaden anrichten. Dahinter kommen sie gar nicht, das ist der größte Vorteil gegenüber Bestrahlung mit Röntgenstrahlen.
Übrigens sind nicht in erster Linie Elemente radioaktiv, sondern Nuklide, Atomkernsorten. Die Zahl der Protonen macht das Element aus, und verschiedene Nuklide desselben Elements heißen Isotope. Von einem radioaktiven Element kann gesprochen werden, wenn es keine stabilen Isotope hat, Uran zum Beispiel. Die Halbwertszeiten der Isotope sind jedoch sehr unterschiedlich.
Von radioaktiver Strahlung sollte man gar nicht sprechen, denn die freigesetzten Teilchen (⁴He-Kerne, Elektronen, Photonen) zerfallen selbst nicht.
Hi,
die Strahlung ist gefährlich, wenn sie in den Körper eingebracht wird,
sprich man die Strahlungsquelle z.B. mit der Nahrung verschluckt oder kontaminierte Stäube einatmet. Man muss das auf die Größe von Zellen und Molekülen beziehen, da sind die Teilchen von alpha-Strahlern wie Dauerkanonenfeuer, als ob du in deinem Zimmer ne Gun stehen hast, die ständig rum ballert, auf Dauer machst du das nicht mit und die Strukturen der Zelle, ihre Erbsubstanz, die am Stoffwechsel beteiligten Moleküle ebenfalls nicht. Gruß
Eine Gewehrkugel ist auch nur ein Teilchen, dass sich vom Gewehr trennt.
Der Schluss, dass sie harmlos ist, ist aber dennoch manchmal ein Trugschluss.
Die Gefährlichkeit liegt hier aber in der Geschwindigkeit, mit der die Kugel flieht. Alphateilchen werden da am gefährlichsten, wo sie am langsamsten werden.
Eine Gewehrkugel ist auch nur ein Teilchen, dass sich vom Gewehr trennt.
Der Vergleich mit einer Gewehrkugel trifft's nur teilweise. Letztere setzt den Schaden dadurch, dass sie Gewebe verdrängt, und zwar so schnell, dass dabei eine Schockwelle entsteht, die zusätzliche Zerstörung anrichtet.
Das tut das α-Teilchen nicht. Es durchfliegt das Gewebe und gibt durch elektronische Wechselwirkung Energie an das Gewebe ab.
Ich hatte vergessen, auf den Gewehrkugel-Vergleich einzugehen.
so weit ich mich erinnere ist alphastrahlung ein teilchen(zb eine heliumform), dass mit großer geschwindigkeit losgeschossen wird.
ich denke mal das die dna und auch andere moleküle im körper den beschuss nicht aushalten und zerstört werden , wie ene wand die von einer kanonenkugel beschossen wird
Ja, es sind Heliumkerne, die positiv geladen sind. Diese elektrische Ladung macht es aus
Alphateilchen sind allerdings da am gefährlichsten, wo sie ihre Geschwindigkeit verloren haben.