Ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung besteht aus elektromagnetischen Wellen, die aufgrund ihrer großen Energie Materialien durchdringen und aus Atomen und Molekülen Elektronen entfernen können. Dieser Prozess wird als Ionisierung bezeichnet. Hierdurch verändern die Atome und Moleküle ihre Struktur und es bleiben positiv geladene Ionen oder Molekülreste zurück (Abbildung 1).1

Auch unter natürlichen Umweltbedingungen sind wir ständig ionisierender Strahlung ausgesetzt, die aus natürlichen Quellen der Erde (terrestrisch) oder des Weltalls (kosmisch) stammt. Zusätzlich können künstliche Strahlungsquellen zur Strahlenexposition beitragen.

Abb. 1: Ionisierung ist ein Vorgang, bei dem aus einem Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen entfernt und diese somit elektrisch geladen werden.

Abb. 1: Ionisierung ist ein Vorgang, bei dem aus einem Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen entfernt und diese somit elektrisch geladen werden.

Es gibt verschiedene Arten an ionisierenden Strahlen, die sich aufgrund ihrer Durchdringungsenergie und ihres Ionisierungsvermögens von Materialien unterscheiden.

Die bekannteste Form der ionisierenden Strahlung sind Röntgenstrahlen. Diese werden beispielsweise in der Medizin zu diagnostischen und therapeutischen Zwecken eingesetzt. Neben den in Röntgenröhren erzeugten Röntgenstrahlen gibt es die ionisierenden Alpha (α)-, Beta (β)- und Gamma (γ)- Strahlen, die von bestimmten instabilen, d. h. radioaktiven, Atomkernen (Radionuklide) produziert werden.

Je nach Art und Energie durchdringt die ionisierende Strahlung verschiedene Materialien. Während α-Strahlen schon durch ein Blatt Papier abgeblockt werden können, sind hierzu bei β-Strahlen beispielsweise einige Millimeter Aluminium nötig. Dagegen können die sehr energiereichen γ-Strahlen nur mittels strahlendichter Materialien wie Blei oder Beton blockiert werden.

Ionisierende Strahlung kommt in natürlicher Form vor, so zum Beispiel beim radioaktiven Zerfall natürlicher radioaktiver Substanzen, wie bei Radongas. Die Geschwindigkeit, mit der ein radioaktiver Zerfall erfolgt, d. h. mit der die Radioaktivität eines Radionuklids abnimmt, wird als „Halbwertszeit“ bezeichnet. Die Halbwertszeit ist also die Zeit, nach der die Hälfte der Atome eines radioaktiven Materials zerfallen ist. Je nach Radionuklid variiert diese Zeit von Sekundenbruchteilen bis zu Millionen Jahren.

Wir sind täglich natürlicher radioaktiver Strahlung ausgesetzt, wobei die Dosis in der Regel so gering ist, dass dies nicht gesundheitlich bedenklich ist. Anhand der „Ionisierung“ ist die Strahlung bereits in geringsten Mengen feststellbar. So kann radioaktives Material, das in einem Medium wie Luft, Wasser, Erde, Gras, Nahrung etc. vorhanden ist, als radioaktive Konzentration (Strahlungsdosis) gemessen werden.

In den Vereinigten Staaten von Amerika wird die Strahlungsdosis üblicherweise immer noch in den alten Einheiten Rem (rem) und Millirem (mrem) gemessen. International wird die Dosis der Strahlung dagegen in den Einheiten Sievert (Sv) und Millisievert (mSv) bestimmt. Dabei entspricht ein Sievert 100 Rem.

1. Modifiziert nach: http://www.eeae.gr/en/index.php?menu=0&fvar=html/president/_info_radiation_ion (Letzter Besuch: 12. August 2011)