Welche Arten radioaktiver Strahlung gibt es?

Es gibt verschiedene Arten radioaktiver Strahlung. Einige sind sehr durchdringend und wirken über weite Entfernung. Andere sind nur gefährlich, wenn sie in den Körper aufgenommen werden. Allen Arten von Radioaktivität haben gemein, dass sie von winzigen, sehr schnellen Teilchen verursacht werden. Sie können aufgrund ihrer extrem hohen Energie durch Ionisation zahlreiche chemische Bindungen aufbrechen und somit Schäden in lebendem und totem Material hervorrufen. Radioaktive Strahlung wird deshalb auch ionisierende Strahlung genannt.

Auch wenn im Prinzip alle hochenergetischen Teilchen Strahlenschäden verursachen, sind für den Strahlenschutz vor allem drei Typen entscheidend: Alpha-, Beta- und Gammastrahlung.

(Bild: Burkhard Heuel-Fabianek)

(Bild: Burkhard Heuel-Fabianek)

  1. Alpha-Strahlung besteht aus den Atomkernen von Helium mit je zwei Protonen und Neutronen.
    Diese Atomkerne sind sehr viel massiver als die anderen Strahlenteilchen. Sie verursachen deshalb auf einer sehr kurzen Wegstrecke sehr viel größeren Schaden, werden aber auch sehr viel schneller abgebremst. Alpha-Strahlung kann von außen nicht in den Körper eindringen. Sie wird schon durch ein Blatt Papier oder durch die abgestorbenen Zellen der obersten Hautschicht abgeschirmt. In Luft hat sie eine Reichweite von nur einigen Zentimetern. Gelangen radioaktive Stoffe, die Alpha-Strahlung aussenden, allerdingens mit der Atemluft in die Lunge oder werden mit der Nahrung in den Körper aufgenommen, sind Alphateilchen jedoch  zwanzigfach gefährlicher als die anderen Strahlenarten.
  2. (Bild: Burkhard Heuel-Fabianek)

    (Bild: Burkhard Heuel-Fabianek)

    Beta-Strahlung besteht aus Elektronen oder Positronen (deren Antiteilchen), die aus dem Atomkern geschossen werden.
    Beta-Strahlung kann nur oberflächlich in den Körper eindringen und zu Hautverbrennungen oder Schäden an der Augenlinse führen. Sie gelangt aber nicht tief genug, um innere Organe zu schädigen, sofern ihre Quelle nicht in den Organismus aufgenommen wird. Sie kann durch dünnes Eisen- oder Aluminiumblech zuverlässig abgeschirmt werden. In Luft reicht sie bis zu etlichen Metern weit.

  3. (Bild: Burkhard Heuel-Fabianek)

    (Bild: Burkhard Heuel-Fabianek)

    Gamma-Strahlung ist die durchdringendste aller Strahlungsarten.
    Sie besteht im Gegensatz zu den anderen Strahlungsarten nicht aus geladenen Teilchen, sondern ist elektromagnetische Strahlung – genauso wie Radiowellen, Licht, UV- und Röntgen-Strahlung. Allerdings ist ihre Energie noch sehr viel höher als die in hohen Dosen ebenfalls schädliche Röntgen-Strahlung. Gamma-Strahlung kommt in der Luft mehrere Hundert Meter weit und kann nur durch meterdicke Betonblöcke oder dicke Schichten Blei zuverlässig abgeschirmt werden.

Veröffentlicht von

Dirk Eidemüller studierte Physik und Philosophie in Darmstadt, Heidelberg, Rom und Berlin. Nach einem Diplom in der Astroteilchenphysik und Promotion in Wissenschafts- und Erkenntnistheorie führte ihn die Lust am Schreiben zum Wissenschaftsjournalismus.

22 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Die Formulierung “Radioaktive Strahlung” ist physikalisch falsch. Es gibt 2 Arten von Strahlung: elektromagnetische Strahlung und Teilchenstrahlung.
    Radioaktivität ist eine Eigenschaft des Kerns.

    • In dem Zusammenhang ist wahrscheinlich der Begriff “Ionisierende Strahlung” angebracht. Wieso ist “Radioaktive Strahlung” physikalisch Falsch ?

    • Im Wikipedia-Unterkaptiel Radioaktive Strahlung, ausgetretene Strahlung wird zu diesem Begriff erklärt:

      In der Alltagssprache und in öffentlichen Diskussionen werden die Bezeichnungen Radioaktivität und Strahlung oft synonym oder in unpassender Kombination verwendet. So wird oft von radioaktiver Strahlung gesprochen.[3][4] Diese Wortkombination ist im Allgemeinen falsch, denn nicht die Strahlung selbst ist radioaktiv, sondern die Substanzen (Strahler), aus denen sie austritt; gemeint ist also Strahlung radioaktiver Substanzen. Auch wird z. B. bei Berichten über atomare Zwischenfälle oft von ausgetretener Strahlung gesprochen,[5][6] wenn es sich um unbeabsichtigt freigesetzte radioaktive Stoffe (Strahler) handelt.

  2. Oh wei. Es hat sich durchgesetzt die durch Kernreaktionen verursachte Strahlung radioaktiv zu nennen und in drei Typen zu unterteilen: zwei sind Teilchenstrahlungen und Gammastrahlung ist elektromagnetisch. Das ist keine Frage von richtig und falsch, sondern der Art der Definition. Natürlich ist radioaktiv keine Eigenschaft der Strahlung sondern der Herkunft.
    Aber was willst du wirklich damit sagen?

    Sachlich sinnvoll fände ich im Zusammenhang mit der wichtigen Diskussion um die biologische Schädlichkeit die Darstellung der physikalischen und der biologischen Halbwertzeit und die Wirkung der Mutationen im Zusammenhang mit der Evolution (Fehlerschwelle M.Eigen u Schuster) und Erkrankungen verschiedener Organismen.

    In wie weit ist in dieser Erweiterung eine Unterscheidung zwischen künstlicher und natürlicher Strahlung gerechtfertigt?

  3. >> Auch wenn im Prinzip alle hochenergetischen Teilchen Radioaktivität verursachen,<<
    äh, nein. Umgekehrt: aus radioaktiven Atomkernen können hochenergetische Teilchen abgestrahlt werden. Die Strahlung selbst ist ionisierend, verursacht also Störungen in der Elektronenhülle getroffener Atome bzw. in den Elektronenbindungen chemischer Verbindungen (wodurch z.B. in lebenden Zellen Proteine oder DNA-Stränge beschädigt werden).

    Daß die Strahlung selbst wieder Radioaktivität verursacht, ist eine absolute Ausnahme, dazu müßte sie nämlich eine Kernraktion auslösen. (Wenn man Uran im Urin hat, und von Neutronen getroffen wird, dann "verursacht die Strahlung Radioaktivität", sonst eher nicht)

    • Im Zusammenhang mit dem Titel Arten radioaktiver Strahlung ist wohl mit dem Satz “Auch wenn im Prinzip alle hochenergetischen Teilchen Radioaktivität verursachen” gemeint, dass hochenergetische Teilchen radioaktive Strahlung sind oder damit im Zusammenhang stehen. So hab ich das aufgefasst. Auch Neutronen könnten so gesehen Bestandteile solcher hochenergetischer Strahlung sein. Neutronen fallen aber weder in die Kategorie Alpha-,Beta-,noch Gammastrahlen und an diese 3 Kategorien von Strahlung denkt man meist bei “radioaktiver Strahlung”.

  4. Eigentlich gibt es noch Strahlung aus Spontanspaltung, also die Emission von schweren Kernen. Ist aber bei z.B. Uran um 5 (U-238) bzw. 8 (U-235) Größenordungen gegenüber der Emission eines Alphas unterdrückt.
    Und natürlich noch alles, was durch Reaktionen von kosmischer Teilchenstrahlung in der Atmosphäre hier auf der Erde zu finden ist. Das sind etwa 300 µSv/Jahr Äquivalentdosis von allem Möglichen, v.a. Protonen bzw. ihrer Sekundärprodukte.

  5. Die Aussage dass im Prinzip alle hochenergetischen Teilchen Radioaktivität verursachen ist vollkommen richtig.
    Das ist auch relevant bei Teilchenbeschleunigern, die nach längerer Betriebszeit aktiv werden, zum Beispiel wenn aktivierte Bauteile ersetzt werden müssen. Das ist auch dann keine Ausnahme sondern Teil des Betriebsablaufs.

    • Ein schönes Beispiel, das auch in der Natur häufig auftritt, ist die Aktiverung von Kohlenstoff in der oberen Atmospähre. Man könnte durchaus sagen es ist eine Seltenheit, wenn man die Isotopenverhältnisse betrachtet, aber es ist jedenfalls keine Ausnahme. Es tritt häufig genug auf, um es als relativ zuverlässige Datierungsmethode zu verwenden.

      • C14 wird in der höheren Atmosphäre indirekt über kosmische Strahlung erzeugt. Die kosmische Strahlung spaltet nämlich Atomkerne und bei dieser Spaltung werden Neutronen freigesetzt. Wenn ein solches Sekundär-Neutron mit einem Stickstoffkern zusammenstösst entsteht C14, also das für die Radiokarbonmethode verwendete Kohlenstoffisotop entsprechend der Gleichung: N14 + neutron => C14 + proton

        Das ist also ein gutes Beispiel für die Aktivierung durch Neutronenstrahlung. Die kosmische Strahlung wiederum, die das ganze letztlich auslöst besteht vorwiegend aus Prrotonen, Elektronen und hochenergetischen Ionen.

        Insoweit kann man die Aussage aus dem obigen Betirag: “Auch wenn im Prinzip alle hochenergetischen Teilchen Radioaktivität verursachen” so auffassen, dass hochenergetische Teilchen bei Kollision mit Atomkernen Kernumwandlungen auslösen können, die zur Aktivierung der Atome führen, also zur Erzeugung von Radioaktivität.

        Allerdings sind für die gesundheitlichen Folgen der Radioaktivtät die ionisierende Wirkung von Alpha-,Beta- und Gammstrahlung viel wichtiger als die Aktivierung. Die ionisierende Wirkung bedeutet das Herausschiessen von Elektronen aus der Elektronenhülle von Atomen und damit einen Eingriff in die Zellchemie, falls dieser Effekt lebende Zellen betrifft. Dabei werden Moleküle verändert, beispielsweise zerbrechen DNA-Stränge oder es werden Eiweisse denaturiert, also unbrauchbar gemacht.

    • Aha, sie meinen also mit dem Satz “dass im Prinzip alle hochenergetischen Teilchen Radioaktivität verursachen” die sogenannte Aktivierung, also die sekundäre Radioaktivität als Folge einer Bestrahlung. Neutronen- und Gammastrahlung ist hauptverantwortlich für die Aktivierung, also die Umwandlung von normalen Isotopen in instabile, die später radioaktiv zerfallen. Alpha- und Betastrahlen wirken im allgemeinen nicht aktivierend.

      • Ich hätte es jedenfalls so aufgefasst. Beta-Strahlung kann indirekt zur Aktivierung von Stoffen führen und “verursacht” in diesem Sinne auch Radioaktivität. Die Einteilung in Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung ist insofern repräsentativ, da es sich um drei sehr unterschiedliche Teilchen(arten) handelt: Heliumkerne sind viel schwerer als Elektronen oder Positronen und diese wiederum wesentlich schwerer als Photonen.

        • Das folgende stimmt: “Beta-Strahlung kann indirekt zur Aktivierung von Stoffen führen und “verursacht” in diesem Sinne auch Radioaktivität.”
          Doch für die gesundheitlichen Effekte von Betastrahlung spielt das keine Rolle, denn die Hauptwkrung von Betastrahlung, die beispielsweise auf meine Haut auftrifft sind chemischer Natur, indem die schnellen, freien Elektronen der Betastrahlung andere Elektronen in Atomen, die sich in meiner Haut befinden (um beim Beispiel zu bleiben) herausschlagen. Das allein schon wirkt auf die Moleküle in meiner Haut äusserst schädlich. Beim Herausschlagen von Elektronen entsteht aber auch etwas Röntgenstrahlung (sogennante Bremsstrahlung) und diese kann wiederum Atomkerne verändern, also aktivieren. In der Wikipedia liest man unter dem Untertitel Geladene Teilchenstrahlung aber dazu:

          Die Aktivierungswirkung von Teilchenstrahlung ist allgemein unbedeutend im Vergleich zu den direkten Schadwirkungen, die durch die an das Material oder Gewebe übertragene Stoßenergie zu Stande kommen. Die absorbierte Energie wird zu einem kleinen Teil direkt in Wärme umgewandelt, zum größten Teil allerdings durch Ionisation verbraucht; daher der Name ‘ionisierende Strahlung’. Mit den Ionen als besonders chemisch reaktiven Komponenten (Atomen oder Molekülen) erfolgen dann chemische Reaktionen, die unerwünschte oder erwünschte Wirkungen haben können.

          • Danke für die Hinweise, es sollte besser heißen: im Prinzip Strahlenschäden verursachen. Ist geändert. Auch wäre ionisierende Strahlung fachlich korrekter, aber im allgemeinen Sprachgebrauch hat sich “radioaktiv” nicht nur für die physikalische Ursache, sondern auch für die Strahlung selbst eingebürgert. Das möchte ich auch weiterhin im Blog so halten, damit Laien nicht mit allzu viel Fachtermini beladen werden.
            Zum Thema Aktivierung etc. kommt demnächst auch noch was in einem Beitrag.

  6. Vorschlag zur Güte: Damit auch Laien, die nach diesem Begriff googlen, Ihren Blog finden, bleibt es bei der Überschrift und gleichzeitig stellen Sie um ersten Satz klar, dass es im eigentlichen Wortsinn keine “radioaktive Strahlung” gibt. Wenn man vorgibt, einen halbwegs wissenschaftlichen Beitrag zu erstellen, sollte man auch die Fachsprache korrekt verwenden. Was spricht eigentlich gegen die Verwendung von “Kernstrahlung” wenn man ja ohnehin auf den Entstehungsort der Strahlung abziehlt?

  7. Vorschlag zur Güte: Damit auch Laien, die nach diesem Begriff googlen, Ihren Blog finden, bleibt es bei der Überschrift und gleichzeitig stellen Sie um ersten Satz klar, dass es im eigentlichen Wortsinn keine “radioaktive Strahlung” gibt. Wenn man vorgibt, einen halbwegs wissenschaftlichen Beitrag zu erstellen, sollte man auch die Fachsprache korrekt verwenden. Was spricht eigentlich gegen die Verwendung von “Kernstrahlung” wenn man ja ohnehin auf den Entstehungsort der Strahlung abziehlt?

    alles gelogen horst gregor

  8. Martin Holzherr
    26. Februar 2014 13:24
    Antworten | Permalink
    Aha, sie meinen also mit dem Satz “dass im Prinzip alle hochenergetischen Teilchen Radioaktivität verursachen” die sogenannte Aktivierung, also die sekundäre Radioaktivität als Folge einer Bestrahlung. Neutronen- und Gammastrahlung ist hauptverantwortlich für die Aktivierung, also die Umwandlung von normalen Isotopen in instabile, die später radioaktiv zerfallen. Alpha- und Betastrahlen wirken im allgemeinen nicht aktivierend.

    Gena
    26. Februar 2014 13:50
    Antworten | Permalink
    Ich hätte es jedenfalls so aufgefasst. Beta-Strahlung kann indirekt zur Aktivierung von Stoffen führen und “verursacht” in diesem Sinne auch Radioaktivität. Die Einteilung in Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung ist insofern repräsentativ, da es sich um drei sehr unterschiedliche Teilchen(arten) handelt: Heliumkerne sind viel schwerer als Elektronen oder Positronen und diese wiederum wesentlich schwerer als Photonen.

    Martin Holzherr
    26. Februar 2014 14:14
    Antworten | Permalink
    Das folgende stimmt: “Beta-Strahlung kann indirekt zur Aktivierung von Stoffen führen und “verursacht” in diesem Sinne auch Radioaktivität.”
    Doch für die gesundheitlichen Effekte von Betastrahlung spielt das keine Rolle, denn die Hauptwkrung von Betastrahlung, die beispielsweise auf meine Haut auftrifft sind chemischer Natur, indem die schnellen, freien Elektronen der Betastrahlung andere Elektronen in Atomen, die sich in meiner Haut befinden (um beim Beispiel zu bleiben) herausschlagen. Das allein schon wirkt auf die Moleküle in meiner Haut äusserst schädlich. Beim Herausschlagen von Elektronen entsteht aber auch etwas Röntgenstrahlung (sogennante Bremsstrahlung) und diese kann wiederum Atomkerne verändern, also aktivieren. In der Wikipedia liest man unter dem Untertitel Geladene Teilchenstrahlung aber dazu:

    Die Aktivierungswirkung von Teilchenstrahlung ist allgemein unbedeutend im Vergleich zu den direkten Schadwirkungen, die durch die an das Material oder Gewebe übertragene Stoßenergie zu Stande kommen. Die absorbierte Energie wird zu einem kleinen Teil direkt in Wärme umgewandelt, zum größten Teil allerdings durch Ionisation verbraucht; daher der Name ‘ionisierende Strahlung’. Mit den Ionen als besonders chemisch reaktiven Komponenten (Atomen oder Molekülen) erfolgen dann chemische Reaktionen, die unerwünschte oder erwünschte Wirkungen haben können.

    Dirk Eidemüller
    28. Februar 2014 14:53
    | Permalink
    Danke für die Hinweise, es sollte besser heißen: im Prinzip Strahlenschäden verursachen. Ist geändert. Auch wäre ionisierende Strahlung fachlich korrekter, aber im allgemeinen Sprachgebrauch hat sich “radioaktiv” nicht nur für die physikalische Ursache, sondern auch für die Strahlung selbst eingebürgert. Das möchte ich auch weiterhin im Blog so halten, damit Laien nicht mit allzu viel Fachtermini beladen werden.
    Zum Thema Aktivierung etc. kommt demnächst auch noch was in einem Beitrag.

  9. sehr geerter herr Anal, (kicher kicher)
    könntest du bitte damit aufhören diesen wohlwissenden Physikerkreis
    mit deinen vulgären kommentaren zu belasten und uns bitte inruhe lassen
    LG euer servus heckeschär

  10. tuen sie bitte was sehr geerter Dirk Eidemüller !!!
    diese lästige plage er ist sicher noch minderjährig dem sollte man wirklich den computer entnehmen so eine frechheit erlaube ich mir nicht ein zweites mal zu gute
    LG euer servusheckeschär 😉

    • Nun haben die wohl lustig gemeinten, aber etwas minderbemittelten Kommentare den verdienten Gang in den Spamordner angetreten..
      Grüße,
      Dirk Eidemüller

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