Menu

Kernenergie

Was sind Betastrahlen? Teilchen und Betastrahlung

Was sind Betastrahlen? Teilchen und Betastrahlung

Ein Betateilchen (β) ist ein hochenergetisches Elektron oder Positron, das als Ergebnis eines radioaktiven Ereignisses herausgeschossen wird. Betastrahlen oder Betastrahlung sind ihrerseits eine Form ionisierender Strahlung, die von bestimmten Arten radioaktiver Kerne emittiert wird.

Die kinetische Energie von Betateilchen kann von Null bis zu einer maximalen Energie reichen, die mehrere zehn MeV betragen kann. Die Geschwindigkeit der Teilchen in Betastrahlen ist nahe der Lichtgeschwindigkeit.

Haferflocken und Harnsäure Ist es...
Haferflocken und Harnsäure Ist es gut oder schlecht

Wenn ein Atom ein Betateilchen aussendet, nimmt nach dem Fajanschen Gesetz seine elektrische Ladung zu und die Atommassenzahl ändert sich nicht, dh die Anzahl der Nukleonen (Protonen plus Neutronen) bleibt konstant.

Die Wechselwirkung von Beta-Teilchen mit Materie hat im Vergleich zur Wechselwirkung von Alpha-Teilchen im Allgemeinen eine zehnmal größere Reichweite und eine ionisierende Kraft von einem Zehntel. Andererseits ist Betastrahlung stärker ionisierend als Gammastrahlung.

Eine Schicht von wenigen Millimetern Aluminium kann Beta-Teilchen stoppen. Für einen absoluten Schutz reicht eine so dünne Abschirmung jedoch nicht aus. 

Wie wirken Betastrahlen auf den menschlichen Körper?

Beta-Partikel, die von einem radioaktiven Element emittiert werden, dringen mäßig in lebendes Gewebe ein und können Hautverbrennungen und spontane DNA-Mutationen verursachen. Beta-Partikel sind jedoch wie Alpha-Partikel gefährlicher, wenn sie eingenommen oder eingeatmet werden als bei Hautkontakt.

Beta-Strahlungsquellen können in der Strahlentherapie verwendet werden, um Krebszellen abzutöten.

Was ist Betazerfall?

Beta-Zerfall ist eine Art radioaktiver Zerfall, bei dem ein instabiles Atom sogenannte Beta (β)-Teilchen emittiert, das sind hochenergetische Teilchen, die aus einem instabilen Atomkern herausgeschleudert werden.

Es gibt zwei Formen des Beta-Zerfalls:

  • Beim β-Zerfall wird ein Elektron emittiert. Bei einem β-Beta-Zerfall wird ein Neutron in ein Proton, ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino (das Antiteilchen des Neutrinos) umgewandelt.

  • Beim β+-Zerfall wird ein Positron emittiert. (beobachtbar in protonenreichen Kernen) wechselwirkt ein Proton mit einem Elektron-Antineutrino, um ein Neutron und ein Positron zu erhalten (ein direkter Zerfall des Protons in das Positron wurde noch nicht beobachtet).

Die Betazerfallstheorie von Enrico Fermi stellt das Vorhandensein des Neutrinos fest, das das Atom und das Betateilchen daran hindert, sich gemäß dem Energieerhaltungssatz in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen.

Beta-Zerfälle beinhalten auch Elektroneneinfang. Bei dieser Art des Zerfalls fängt der Kern des Atoms ein Elektron aus seiner Elektronenhülle ein und emittiert ein Elektron-Neutrino.

Wozu dienen Betastrahlen?

Betastrahlenemission wird in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft verwendet:

  • In der Medizin wird es bei einigen medizinischen Behandlungen wie Knochen- oder Augenkrebs eingesetzt.

  • In der Nuklearmedizin werden sie auch als Marker verwendet.

  • Qualitätskontrolle der Dicke einiger Materialien, wie z. B. Papier.

  • Erhalten von phosphoreszierendem Licht für Notfälle, in denen kein Strom verfügbar ist.

Autor:

Erscheinungsdatum: 8. März 2019
Geändert am: 14. Juli 2022