10 Anwendungen von Alphastrahlung

Alphazerfall ist eine Art ionisierender Strahlung, bei der Alphateilchen aus den Kernen instabiler Atome ausgestoßen werden. Alpha-Partikel sind große, starke subatomare Partikel, die für menschliche Zellen sehr destruktiv sind; Sie neigen jedoch dazu, ihre Energie schnell zu verlieren, was ihre Fähigkeit, Materialien zu durchdringen, einschränkt. Es gibt viele Möglichkeiten, wie die Wissenschaft Alpha-Strahlung erfolgreich und nutzbringend nutzt.

Alphastrahlung wird zur Behandlung verschiedener Krebsarten eingesetzt. Bei diesem Prozess, der als Strahlentherapie mit unversiegelter Quelle bezeichnet wird, werden winzige Mengen Radium-226 in krebsartige Massen eingebracht. Die Alpha-Partikel zerstören Krebszellen, aber es fehlt ihnen die Durchdringungsfähigkeit, um die umliegenden gesunden Zellen zu schädigen. Radium-226 wurde größtenteils durch sicherere, effektivere Strahlungsquellen wie Kobalt-60 ersetzt. Xofigo, der Markenname von Radium-223, wird immer noch zur Behandlung von Knochenkrebs verwendet.

Alphastrahlung von Polonium-210 wird verwendet, um statische Elektrizität in industriellen Anwendungen zu eliminieren. Die positive Ladung der Alphateilchen zieht freie Elektronen an und verringert so das Potential für lokale statische Elektrizität. Dieses Verfahren ist beispielsweise in Papierfabriken üblich.

In einigen Rauchmeldern wird Alphastrahlung verwendet. Die Alphateilchen von Americium-241 bombardieren Luftmoleküle und schlagen Elektronen frei. Diese Elektronen werden dann verwendet, um einen elektrischen Strom zu erzeugen. Rauchpartikel unterbrechen diesen Strom und lösen einen Alarm aus.

Thermoelektrische Radioisotop-Generatoren werden verwendet, um eine Vielzahl von Satelliten und Raumfahrzeugen anzutreiben, darunter Pioneer 10 und 11 und Voyager 1 und 2. Diese Geräte funktionieren wie eine Batterie mit dem Vorteil einer langen Lebensdauer. Plutonium-238 dient als Brennstoffquelle und erzeugt Alphastrahlung, die zu Wärme führt, die in Strom umgewandelt wird.

Alphastrahlung wird als Energiequelle für Herzschrittmacher verwendet. Plutonium-238 wird als Brennstoffquelle für solche Batterien verwendet; Mit einer Halbwertszeit von 88 Jahren bietet diese Energiequelle eine lange Lebensdauer von Herzschrittmachern. Aufgrund ihrer Toxizität, Schwierigkeiten beim Reisen mit Patienten und Problemen bei der Entsorgung werden sie jedoch nicht mehr verwendet.

Die US-Luftwaffe verwendet Alphastrahlung, um Fernerkundungsstationen in Alaska mit Strom zu versorgen. Als Brennstoffquelle wird typischerweise Strontium-90 verwendet. Diese alpha-betriebenen Systeme ermöglichen einen unbemannten Betrieb über lange Zeiträume ohne Wartungsaufwand. Der lokale Widerstand gegen den Einsatz von Strahlung veranlasst die Luftwaffe, viele dieser Geräte durch alternative Energiequellen wie Diesel-Solar-Hybrid-Generatoren zu ersetzen.

Alphastrahlung wird verwendet, um Raumfahrzeuge zu heizen. Im Gegensatz zu thermoelektrischen Radioisotop-Generatoren, die Wärme in Strom umwandeln, nutzen thermische Radioisotop-Generatoren die durch den Alpha-Zerfall erzeugte Wärme direkt.

Die US-Küstenwache verwendet Alphastrahlung, um einige ihrer ozeanischen Bojen anzutreiben. Wie in vielen anderen Anwendungen bietet die Alphastrahlung eine Energiequelle mit langer Lebensdauer. Strontium-90 ist die typische Energiequelle für diese Bojen.

Die Ölindustrie verwendet Alphastrahlung, um einige ihrer Offshore-Ausrüstungen anzutreiben. Dies bietet eine langlebige Stromquelle für entfernt aufgestellte Geräte, die nur begrenzten Zugang für die Besatzung haben. Strontium-90 ist die typische Brennstoffquelle für solche Batterien.

Alphastrahlung wird auch verwendet, um eine Vielzahl seismischer und anderer ozeanographischer Geräte mit Strom zu versorgen. Diese unbemannten Geräte befinden sich oft an isolierten Orten, beispielsweise auf dem Meeresboden, was die Praktikabilität von Kurzzeitbatterien einschränkt. Strontium-90 ist das am häufigsten verwendete Material in diesen Alpha-Zerfallsbatterien.