Strahlungen

Strahlungen bezeichnet allgemein die Emission, Ausbreitung und Wechselwirkung von Energie, die in Form von Wellen oder Teilchen erfolgen kann. Sie umfasst elektromagnetische Strahlung sowie Teilchenstrahlung. Elektromagnetische Strahlung breitet sich im Vakuum mit der Lichtgeschwindigkeit aus und reicht von Radiowellen über Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht und Ultraviolett bis zu Röntgen- und Gammastrahlung. Teilchenstrahlung besteht aus Elementarteilchen oder Atomkernen, wie Alphastrahlung, Betastrahlung oder Neutronen, die ebenfalls Energie transportieren können.

Man unterscheidet ionisierende Strahlung, deren Energie ausreichend ist, um Atome zu Ionisieren (z. B. Alphastrahlung, Betastrahlung, Gammastrahlung, Neutronen), von nichtionisierender Strahlung (z. B. Radiowellen, Mikrowellen, sichtbares Licht, Infrarot), die üblicherweise keine Ionisation verursacht. Die Einordnung in ionisierend oder nichtionisierend hängt von der Energie der Teilchen oder Photonen ab und bestimmt oft die potenziellen biologischen Auswirkungen.

Physikalische Eigenschaften: Elektromagnetische Strahlung wird durch Frequenz bzw. Wellenlänge charakterisiert; E = hν. Teilchenstrahlung besitzt Energie pro Teilchen und kann durch Materie gestoppt oder abgelenkt werden. Die Wechselwirkung mit Materialien führt zu Absorption, Transmission, Reflexion oder Streuung. Ionisierende Strahlung kann biologische Gewebe schädigen; Strahlenschutz umfasst Abschirmung, Minimierung der Exposition und Dosimetrie. Die Belastung wird in Gray (Gy) und Sievert (Sv) gemessen.

Anwendungen und Sicherheit: In der Medizin werden Diagnostik (Röntgen, CT) und Therapie (Strahlentherapie) genutzt. Elektromagnetische Wellen dienen der Funk- und Satellitenkommunikation; zerstörungsfreie Prüfungen, Spektroskopie und andere Forschungsanwendungen verwenden Strahlung. Schutzmaßnahmen, Grenzwerte und Regulierung folgen dem Prinzip der ALARA–Optimierung der Exposition.

Geschichte: Die Grundlagen wurden durch Forscher wie Wilhelm Conrad Röntgen (X-Strahlen, 1895), Henri Becquerel und die Curies bei der Entdeckung der Radioaktivität gelegt; die Theorie elektromagnetischer Wellen stammt von James Clerk Maxwell.

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