Verwendungen für Betastrahlen

Beta-Strahlen, auch Beta-Partikel genannt, sind eine der drei häufigsten Strahlungsformen radioaktiver Stoffe; die anderen beiden sind Gamma und Alpha. Das mäßige Durchdringungsvermögen dieser Partikel verleiht ihnen einige nützliche Eigenschaften. Aus diesem Grund werden Beta-Partikel in vielen Anwendungen in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt.

Betastrahlung tritt auf, wenn ein instabiles Element radioaktiv zerfällt. Während einer Form dieses Zerfalls, bekannt als Beta-Minus, zerfällt ein Neutron in einem Atom des Elements in ein positiv geladenes Proton und ein negatives Elektron. Das Elektron wird als Betastrahlung aus dem Atom herausgeschleudert. Beta-Partikel gehören zur Kategorie der "ionisierenden" Strahlung, was bedeutet, dass sie genügend Energie haben, um Elektronen von Molekülen zu lösen, auf die sie treffen, und können so lebendes Gewebe schädigen. Beta-Partikel haben ein mäßiges Durchdringungsvermögen und können beispielsweise ein Blatt Papier durchdringen, obwohl sie von einem Blatt Aluminiumfolie aufgehalten werden.

Radioisotope – Chemikalien, die Strahlung aussenden – werden in der Medizin häufig verwendet. In einem als Brachytherapie bekannten Verfahren können Beta-Radioisotope verwendet werden, um Bereiche im Inneren eines Patienten zu bestrahlen, um das Wachstum bestimmter Gewebe zu verhindern. Dieser Ansatz wurde erfolgreich verwendet, um das Verstopfen von Arterieneinsätzen, die als Stents bezeichnet werden, zu verhindern. Beta-Partikel werden auch in einigen Therapieformen verwendet, um Krebszellen abzutöten. Darüber hinaus wird die Emission von Beta-Partikeln indirekt in der medizinischen Scantechnik, der sogenannten Positronen-Emissions-Tomographie (PET), genutzt.

Betastrahlen haben eine Reihe wichtiger Anwendungen in industriellen Prozessen. Da sie einige Materialien durchdringen können, werden sie verwendet, um die Dicke von Materialfilmen zu messen, die von Produktionslinien wie Papier- und Kunststofffolien kommen. Ein ähnliches Verfahren prüft die Unversehrtheit von Nähnähten in Textilien. Bei einer anderen Anwendung kann die Dicke verschiedener Beschichtungen, wie beispielsweise Farben, aus der Menge der von dieser Oberfläche zurückgestreuten Beta-Partikel abgeleitet werden.

Radioisotope werden häufig als Tracer in der chemischen und biologischen Forschung verwendet. Durch die Synthese von Molekülen, die ein radioaktives Atom enthalten, können der Weg und das Schicksal dieser Art von Molekülen in a Eine bestimmte Reaktion oder ein Stoffwechselprozess kann durch Verfolgung des radioaktiven Signals des Isotop. Ein für diesen Prozess verwendete Radioisotop ist Kohlenstoff-14, das in organische oder biologische Moleküle eingefügt werden kann und gefolgt von seinem Beta-Strahlungssignal.