Von den drei Hauptstrahlungsarten, die beim radioaktiven Zerfall abgegeben werden, sind zwei Teilchen und eine Energie; Wissenschaftler nennen sie Alpha, Beta und Gamma nach den ersten drei Buchstaben des griechischen Alphabets. Alpha- und Betateilchen bestehen aus Materie und Gammastrahlen sind Energiestöße. Die Art der emittierten Strahlung hängt vom radioaktiven Stoff ab; Cäsium-137 zum Beispiel erzeugt Beta- und Gammastrahlung, aber keine Alphateilchen.
Was passiert beim radioaktiven Zerfall?
Ein Atom, das Strahlung abgibt, hat einen instabilen Kern; in vielen Fällen bedeutet dies, dass es zu viele Neutronen hat. Atome lösen die Instabilität, indem sie sich in Stücke spalten oder Strahlung aussenden; weil dies die Anzahl der Protonen im Kern ändern kann, könnte es zu einem anderen Element werden. Uran-238 beispielsweise emittiert ein Alpha-Teilchen und wird zu Thorium-234. Das „Tochter“-Atom kann auch radioaktiv sein; Jedes neue Element wird zu einem Schritt in einem Prozess, der mit einem stabilen Atom endet.
Alpha-Teilchen
Alphateilchen sind zwei Protonen, die an zwei Neutronen gebunden sind – im Wesentlichen ist es der Kern eines Heliumatoms. Im Vergleich zu anderen Strahlungsformen sind Alphas schwer und haben wenig Kraft, Materie zu durchdringen; ein paar Meter Luft oder ein einziges Blatt Papier genügen, um sie zu blockieren. Wenn jedoch radioaktives Material aufgenommen wird, kann Alphastrahlung im menschlichen Körper verheerende Auswirkungen haben, da sie in die Lunge und andere lebenswichtige Organe eindringt. Im Inneren der Erde werden Alphateilchen, die von radioaktiven Mineralien abgegeben werden, zu Heliumgastaschen. Zu den Elementen, die Alphastrahlung aussenden, gehören Uran und Polonium.
Beta-Partikel
Wie bei Alphateilchen kommt Betastrahlung aus dem Kern eines instabilen Atoms. Betas sind Elektronen, und ihre Masse ist viel kleiner als die von Alphateilchen – etwa 1/8000stel so viel. Ihre Durchschlagskraft ist etwas stärker als bei Alphas und erfordert einige Millimeter Plastik oder anderes leichtes Material, um sie zu blockieren. Beta-Teilchen sind wie Alpha-Strahlung elektrisch geladen; Betas haben eine Ladung von -1 und Alphas haben eine Ladung von +2, da sie zwei Protonen haben. Beispiele für Betastrahler sind radioaktives Cäsium-137 und Strontium-90.
Gamma Strahlen
Gammastrahlen sind eine Form elektromagnetischer Strahlung, ebenso wie sichtbares Licht, Radiowellen, Infrarot- und Röntgenstrahlen. Im Gegensatz zu Alpha- und Betateilchen haben Gammastrahlen keine Masse und keine elektrische Ladung. Wenn ein instabiles Atom Gammastrahlung abgibt, bleibt das Element gleich. Zum Beispiel ist radioaktives Barium immer noch Barium, nachdem es Gammastrahlen produziert hat. Der Schutz vor Gammas erfordert eine Blei- oder Betonabschirmung, da die Strahlung extrem energiereich ist – ähnlich wie Röntgenstrahlung, aber mit noch mehr Durchschlagskraft. Zu den Gammastrahlen-Produzenten gehören Cäsium-137, Kobalt-60 und Plutonium.