Lexikon: Betastrahlung

 

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Betastrahlung (auch β-Strahlung geschrieben) ist eine Art von Ionisierende Strahlung|ionisierender Strahlung.

Die Elementarteilchen der Betastrahlen sind Kernen bzw. Negatronen (β--Strahlung) oder Positronen (β+-Strahlung), die mit hoher (Geschwindigkeit) aus dem Atomkern eines sich gerade durch Radioaktivität|radioaktiven Zerfall (Betazerfall) verändernden s ausgestoßen werden.

Beim Betazerfall unterscheidet man zwei Fälle:

Bei Kernen mit Neutronenüberschuss wandelt sich ein Neutron unter Aussendung eines Negatrons (Kernelektrons) in ein Proton um (β--Strahlung), während sich bei Kernen mit Neutronenmangel ein Proton unter Aussendung eines Positrons in ein Neutron verwandelt (β+-Strahlung).

Betastrahlen lassen sich mit einem einige Millimeter dicken Absorber gut abschirmen. Allerdings wird dabei ein Teil der Energie der Betateilchen in Röntgenstrahlung|Röntgen- oder umgewandelt, die so genannte Bremsstrahlung. Um diesen Prozess zu verringern, sollte das Abschirmmaterial möglichst leichte Atomkerne aufweisen. Dahinter kann dann ein als zweiter Absorber dienen, der auch die Bremsstrahlung aufnimmt.

Wenn Betateilchen in ein Material eindringen, findet der höchste Energieübertrag auf das Material und die höchste Ionisierung in einer dünnen Schicht statt, die der Eindringtiefe der Teilchen entspricht. Ist der menschliche Körper Betastrahlen ausgesetzt, werden nur Hautschichten geschädigt. Dort kann es aber zu intensiven en und daraus resultierenden Spätfolgen wie kommen. Sind die Augen exponiert, kann es zur Linsentrübung kommen. Therapeutisch wird dieser Effekt eingesetzt, um dicht unter der Hautoberfläche liegende Krebs (Medizin)|Krebsgeschwüre zu bestrahlen.

Werden Betastrahler inkorporiert, sind hohe Strahlenbelastungen in der Umgebung des Strahlers die Folge. Gut dokumentiert ist Schilddrüsenkrebs als Folge von radioaktivem -131, das sich in der Schilddrüse sammelt. In der Literatur findet man auch Befürchtungen, dass Strontium-90 zu Knochenkrebs und führen kann, da sich Strontium wie Kalzium in den Knochen anreichert.

Maximale Reichweite (cm) in der Forschung verbreiteter ß-Strahler in verschiedenen Materien

Für ß-Strahler lässt sich eine maximale Reichweite definieren, denn ß-Strahlung folgt nicht den gängigen Strahlungsgesetzen (exponentielle Schwächung mit der zurückgelegten Wegstrecke). Aus dieser Erkenntnis resultiert die Auswahl abschirmender Materialien. Siehe auch ionisierende Strahlung.

Nuklid Energie in MeV Reichweite in cm
Luft Plexiglas Glas
H-3 0,019 8 - -
C-14 0,156 65 - -
P-32 1,71 710 0,72 0,4
S-35 0,167 70 - -
J-131 0,6 250 0,26 -

Aus dieser Aufstellung ergibt sich die relative Gefährlichkeit des in der Forschung verbreiteten Radionuklids P-32, der in der Strahlenschutz|Strahlenschutzverordnung von 2001 Rechnung getragen wurde. Zur Abschirmung ist ein Plexiglasschild von 1 cm Stärke optimal; in Materialien höherer kann es zur Entstehung von Bremsstrahlung kommen.

Siehe auch

  • Betazerfall
  • Szintillationszähler

Weblinks


Kategorie:Kernphysik Kategorie:Teilchenphysik Kategorie:Ionisierende Strahlung

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