Unter Strahlung versteht man die Emission oder Ausbreitung von Energie in Form elektromagnetischer Wellen oder subatomarer Teilchen durch den Raum oder ein materielles Medium.
Diese Strahlungsenergie kann in Form elektromagnetischer Strahlung wie sichtbarem Licht, Röntgen- und Gammastrahlen oder in Form subatomarer Teilchen wie Elektronen, Protonen oder Neutronen vorliegen. Strahlung kann eine Vielzahl von Auswirkungen haben, von Vorteilen für medizinische oder technische Anwendungen bis hin zu potenziell gesundheitsschädlichen Auswirkungen, wenn sie hohen Strahlungswerten oder über einen längeren Zeitraum ausgesetzt sind.
Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für Strahlung.
Elektromagnetische Strahlung
Elektromagnetische Strahlung ist eine Energieform, die sich in Form elektromagnetischer Wellen im Raum ausbreitet. Diese Wellen bestehen aus oszillierenden elektrischen Feldern und magnetischen Feldern, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.
Diese Strahlungsart umfasst das gesamte elektromagnetische Spektrum, das je nach Frequenz und Wellenlänge der Wellen in verschiedene Bereiche unterteilt wird. Sichtbares Licht, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und Radiowellen sind Beispiele für Formen elektromagnetischer Strahlung.
Darüber hinaus sind Mikrowellen eine Form elektromagnetischer Strahlung, die häufig in Anwendungen wie Mikrowellenherden, drahtloser Kommunikation und Radar verwendet wird. Obwohl sie bei normalen Expositionsniveaus für den Menschen relativ sicher sind, kann die Exposition gegenüber hohen Mikrowellenniveaus schädlich sein.
Beispiele
Elektromagnetische Strahlung ist in zahlreichen Situationen unseres täglichen Lebens präsent. Nachfolgend listen wir einige Beispiele aus alltäglichen Aktivitäten auf:
- Funkkommunikation : Die Funksignale, die wir zur Übertragung von Informationen verwenden, wie etwa AM- und FM-Radiosendungen, Mobilfunksignale (2G, 3G, 4G, 5G), Wi-Fi-Signale und Fernsehen, sind Beispiele für diese Art von Strahlung.
- Haushaltsgeräte : Viele Haushaltsgeräte und elektronische Geräte senden elektromagnetische Strahlung in Form von Frequenzwellen aus, beispielsweise Mikrowellenherde, Mobiltelefone, Fernseher, Radios, WLAN-Router und Induktionsherde.
- Künstliche Beleuchtung : Die Glühbirnen und Lampen, die wir in unserer täglichen Beleuchtung verwenden, wie z. B. Glühlampen, Leuchtstofflampen und LED-Leuchten, geben elektromagnetische Strahlung in Form von sichtbarem Licht ab.
- Röntgenstrahlen und Röntgenaufnahmen : Wenn wir diagnostische medizinische Bilder benötigen, wie z. B. Röntgenaufnahmen von Zähnen, Knochen oder inneren Organen, werden Röntgengeräte verwendet, die in der Lage sind, weiches Gewebe zu durchdringen, aber von dichteren Strukturen absorbiert zu werden, was nützliche Ergebnisse liefert medizinische Bilder zu erhalten.
- Sicherheitsscanner : An Flughäfen und anderen Sicherheitsstandorten werden Ganzkörper- oder Gepäckscanner eingesetzt, die elektromagnetische Strahlung geringer Intensität wie Millimeterwellen oder Terahertzwellen aussenden, um versteckte Objekte zu erkennen, ohne dass ein physischer Kontakt erforderlich ist.
Sonnenstrahlung
Die Sonne sendet ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung aus, darunter sichtbares Licht, Infrarotstrahlen und ultraviolette Strahlen. Diese Arten von Strahlung sind wichtig für das Leben auf der Erde, eine übermäßige Belastung durch ultraviolette Strahlung kann jedoch schädlich sein.
Beispiele
Beispiele für den Alltag, in den die Sonneneinstrahlung eingreift:
- Natürliche Beleuchtung : Die Sonneneinstrahlung sorgt tagsüber für natürliches Licht, sodass wir sehen und unsere täglichen Aktivitäten ausführen können, ohne so stark auf künstliches Licht angewiesen zu sein.
- Solarheizung : Sonnenstrahlung ist eine natürliche Wärmequelle. In kalten Klimazonen kann Solarenergie zum Erhitzen von Wasser in solaren Warmwasserbereitungssystemen genutzt werden. Darüber hinaus kann die direkte Sonneneinstrahlung unsere Umwelt erwärmen.
- Stromerzeugung : Mithilfe von Photovoltaik-Solarmodulen kann Sonnenstrahlung in Strom umgewandelt werden. Immer mehr Häuser und Gebäude nutzen Solarenergie als erneuerbare Energiequelle für den Betrieb elektronischer Geräte.
- Landwirtschaft : Sonnenstrahlung ist für das Pflanzenwachstum durch Photosynthese unerlässlich. Pflanzen nutzen Sonnenenergie, um Kohlendioxid und Wasser in Zucker und Sauerstoff umzuwandeln. Landwirte sind für das Pflanzenwachstum auf Sonneneinstrahlung angewiesen, und die Menge an Sonnenlicht, die Pflanzen erhalten, kann ihre Entwicklung und Leistung beeinflussen.
Radioaktive Strahlung
Beim radioaktiven Zerfall instabiler Atomkerne entsteht nukleare Strahlung. Alphastrahlung, Betastrahlung und Gammastrahlung sind drei Beispiele für Kernstrahlung.
Diese Strahlenarten werden in der Medizin (Strahlentherapie und Nuklearmedizin) eingesetzt und können in hohen Dosen auch gefährlich sein.
Beispiele
Im Alltag ist die Belastung durch nukleare Strahlung im Allgemeinen sehr gering und kontrolliert. Es gibt jedoch einige Beispiele, bei denen nukleare Strahlung vorhanden sein kann:
- Nuklearmedizinische Bildgebung : In der Nuklearmedizin werden Radiopharmaka eingesetzt, bei denen es sich um chemische Verbindungen in Kombination mit geringen Mengen radioaktiver Radioisotope handelt.
- Strahlentherapie : Bei der Strahlentherapie wird ionisierende Strahlung zur Behandlung und Kontrolle des Wachstums von Krebszellen eingesetzt. Strahlentherapiegeräte geben hochenergetische Strahlung wie Gammastrahlen ab, die gezielt auf von Krebs betroffene Bereiche abzielt.
- Kernkraftwerke : Kernkraftwerke erzeugen Strom durch die Kernspaltung von Uran oder Plutonium.
- Radioaktive Kontamination : Auch wenn es sich dabei nicht um ein alltägliches Beispiel handelt, kann es bei nuklearen Unfällen wie dem Fukishima-Unfall oder beim Austritt radioaktiven Materials wie im Fall Hisashi Ouchi in Japan zu einer unkontrollierten Exposition gegenüber nuklearer Strahlung kommen.
Kosmische Strahlung
Kosmische Strahlung ist eine Strahlungsform, die aus dem Weltraum kommt, hauptsächlich von der Sonne und außerirdischen Quellen. Aufgrund des fehlenden atmosphärischen Schutzes sind Astronauten im Weltraum einer höheren kosmischen Strahlung ausgesetzt.
Beispiele
Hier einige Beispiele für kosmische Strahlung:
- Kosmische Hintergrundstrahlung : Kosmische Hintergrundstrahlung ist eine Form elektromagnetischer Strahlung, die das gesamte Universum erfüllt und kurz nach dem Urknall entstand. Dabei handelt es sich um Mikrowellenstrahlung, die im Frequenzbereich von Radiowellen liegt.
- Kosmische Strahlung : Kosmische Strahlung sind hochenergetische Teilchen, hauptsächlich Protonen und Atomkerne, die aus heftigen astrophysikalischen Ereignissen wie Supernova-Explosionen entstehen.
- Sonnenstrahlung : Obwohl die Sonnenstrahlung oben erwähnt wurde, wird sie auch als eine Form der kosmischen Strahlung angesehen. Die Sonne sendet ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung aus, darunter sichtbares Licht, ultraviolette Strahlung, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen.
- Galaktische Strahlung : Galaxien emittieren Strahlung in verschiedenen Formen, darunter Radiowellen, sichtbares Licht, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen. Diese Strahlung kann von Quellen wie Sternen, Nebeln, Schwarzen Löchern und anderen Himmelsobjekten stammen.
Hochfrequenzstrahlung
Zur Hochfrequenzstrahlung gehören Funkwellen, die in der drahtlosen Kommunikation wie UKW-Radio, Fernsehen und Mobiltelefonen verwendet werden. Obwohl die Belastung durch geringe Mengen hochfrequenter Strahlung als sicher gilt, deuten einige Studien auf mögliche langfristige Auswirkungen auf die Gesundheit hin.
Radiofrequenzstrahlung (RF) ist eine Art elektromagnetischer Strahlung, daher liegt der Hauptunterschied zwischen den beiden Begriffen in ihrem Umfang und ihrer Verwendung. Diese Strahlungsart umfasst niedrigere Frequenzen, im Allgemeinen zwischen 3 kHz (Kilohertz) und 300 GHz (Gigahertz).