Teilchenstrahlung

Teilchenstrahlung bezeichnet die Form der ionisierenden Strahlung, die aus Teilchen besteht. Typische Beispiele sind Alphastrahlung (Heliumkerne), Betastrahlung (Elektronen oder Positronen) und Neutronenstrahlung. Im Gegensatz dazu wird Gammastrahlung bzw. Röntgenstrahlung als elektromagnetische Strahlung betrachtet und gehört nicht zur Teilchenstrahlung, obwohl beide Formen Ionisation verursachen können. Teilchenstrahlung kann natürlich entstehen, etwa durch radioaktiven Zerfall, oder künstlich, durch Kernreaktionen, Teilchenbeschleuniger oder kosmische Strahlung.

Ursachen und Quellen: Natürliche Quellen umfassen Uran-, Thorium- und Kaliumhaltige Zerfälle sowie kosmische Strahlung. Künstliche Quellen entstehen in Kernreaktoren, bei Teilchenbeschleunigern oder in bestimmten medizinischen Anwendungen.

Wechselwirkungen mit Materie: Die Teilchen ionisieren Atome oder regen sie an. Alphateilchen besitzen eine hohe Ionisationsdichte, haben jedoch eine geringe Reichweite und werden leicht durch dünne Materialien aufgehalten. Betateilchen dringen tiefer ein und weisen Reichweiten von Zentimetern bis Metern in Luft auf; in Gewebe sind sie ebenfalls begrenzt. Neutronen haben keine Ladung und dringen besonders tief ein; ihre Wirkung beruht auf Kernreaktionen und Streuung. Die Energie der Teilchen wird bei der Wechselwirkung auf Materie übertragen und kann biologische Schäden verursachen.

Detektoren und Größen: Teilchenstrahlung wird mit Geiger-Müller-Zählern, Szintillationsdetektoren oder Halbleiterdetektoren gemessen. Typische Größenordnungen umfassen Aktivität in Becquerel sowie Dosisangaben in Gray bzw. effektive Dosis in Sievert, abhängig von Anwendung und Exposition.

Anwendungen und Schutz: Teilchenstrahlung wird in der medizinischen Therapie (Protonen- und Kohlenstoffionentherapie), in der industriellen Materialprüfung und in der Grundlagenforschung genutzt. Schutzmaßnahmen umfassen zeitliche Begrenzung der Exposition, räumliche Distanz und geeignete Abschirmung, angepasst an die Art der Strahlung (Alphastrahlung leicht abzuschirmen, Neutronenschutz erfordert spezielle Materialien).