Die von radioaktiven Stoffen und Kernspaltungsprozessen ausgehende Strahlung hat ebenso wie die Röntgenstrahlung die Eigenschaft, beim Durchgang durch Materie atomare Wechselwirkungen auszulösen. Dabei verlieren die Atome oder Moleküle des bestrahlten Materials vorübergehend ihre elektrische Neutralität. Dieser Vorgang wird als Ionisation, die Strahlung deshalb als ionisierende Strahlung bezeichnet.


Die wichtigsten Arten direkt ionisierender Strahlung sind

• Alpha-Strahlung, eine Teilchenstrahlung aus zweifach elektrisch positiv geladenen Heliumkernen,
  
• Beta-Strahlung, eine Teilchenstrahlung aus (einfach negativ geladenen) Elektronen
  
• Gamma-Strahlung, eine der Röntgenstrahlung physikalisch gleichartige elektromagnetische Wellenstrahlung.
  

Nicht direkt, sondern nur indirekt ionisierend wirkt dagegen die Neutronenstrahlung. Diese ist eine Teilchenstrahlung aus elektrisch neutralen Elementarteilchen, den Neutronen, welche durch Stoßreaktionen von ihnen getroffene Atomkerne zur Aussendung von Protonen-, Alpha- oder Gamma-Strahlung veranlassen können.

Beim Durchgang durch Materie verliert die Teilchenstrahlung Energie. Je höher der Energieverlust in der Materie, die sogenannte Energietransferrate, ist, desto geringer ist auch die Gesamtreichweite des Teilchens, da dessen Energieinhalt bereits auf einer kurzen Strecke verbraucht wird.

So kann Alpha-Strahlung bereits durch ein Blatt Papier wirkungsvoll abgeschirmt werden. Dagegen ist zur Abschirmung von Beta-Strahlung z.B. 1 cm Plexiglas erforderlich. Neutronenstrahlung hat wegen der elektrischen Neutralität der Neutronen eine hohe Durchdringungsfähigkeit. Zu ihrer Abschirmung können je nach Energie und Intensität z.B. 15 bis 20 cm Polyethylen oder 20 bis 30 cm Wasser erforderlich sein. Gamma-Strahlen besitzen eine noch niedrigere lineare Energietransferrate und somit eine besonders hohe Durchdringungsfähigkeit. Deshalb erfordert ihre Abschirmung einen hohen technischen Aufwand. Bei harten Gamma-Strahlen ist z.B. eine Abschirmung aus Beton von 1 m Dicke oder eine aus Blei von 20 cm Dicke notwendig.


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