31. März 2015 | Von Mirion Technologies
Strahlung ist der Prozess, bei dem Energie als Teilchen oder Wellen emittiert wird. Im Allgemeinen kann dies die Form von Schall, Wärme oder Licht annehmen. Die meisten Menschen sprechen jedoch in der Regel von Strahlung aus elektromagnetischen Wellen, die von Radiowellen über das sichtbare Lichtspektrum bis hin zu Gammawellen reicht.
Die meisten Diskussionen über Strahlung, ihre Funktionsweise und ihre Auswirkungen konzentrieren sich auf die Wechselwirkung von Strahlung mit Atomen (und Molekülen), mit denen sie in Kontakt kommt. Atome sind die Grundbausteine aller Materie. Sie bestehen aus einem Kern, der aus positiv geladenen Protonen (und manchmal neutral geladenen Neutronen) besteht und einer äußeren Wolke von Elektronen, die negativ geladen sind. Die positive Ladung eines einzelnen Protons ist gleich der negativen Ladung eines einzelnen Elektrons.
Protonen und Neutronen sind relativ groß und haben ein hohes Atomgewicht, während Elektronen im Vergleich dazu extrem klein und leicht sind. Aufgrund der Natur der entgegengesetzten Ladungen haben Atome tendenziell die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen, sodass das Atom als Ganzes eine Nettoladung von null aufweist. Wenn das Atom jedoch entweder ein Elektron verliert oder gewinnt, wird es zu einem Ion und trägt eine Ladung.
Es sucht dann Bindungen mit anderen geladenen Teilchen, um wieder ein neutrales Gleichgewicht zu erreichen, was möglicherweise zur Bildung neuer Moleküle führt.
Strahlung wird im Allgemeinen als ionisierend oder nichtionisierend eingestuft, je nachdem, ob sie genug Energie hat, um Elektronen von Atomen abzuspalten, mit denen sie interagiert und ob sie in der Lage ist, niederenergetische Schäden zuzufügen, wie das Aufbrechen chemischer Bindungen in Molekülen. Ionisierende Strahlung, verursacht durch instabile Atome, die Energie abgeben, um einen stabileren Zustand zu erreichen, stellt eine größere Gesundheitsbedrohung für den Menschen dar, da sie die grundlegende Zusammensetzung der Atome in Zellen und insbesondere die DNA-Moleküle im Inneren der Zellen verändert. Es erfordert natürlich eine sehr hohe Strahlungsdosis, um die Struktur einer Zelle erheblich zu schädigen, da eine einzige Zelle Billionen von Atomen enthalten kann.
Die meisten nichtionisierenden Strahlungen wie Funk- und Mikrowellenenergie werden nur in dem Maße als schädlich angesehen, wie sie auf das getroffene Objekt übertragen werden. So funktioniert auch die Zubereitung von Speisen durch Mikrowellen. UV-Licht ist insofern einzigartig, als es nichtionisierend ist und dennoch ähnliche schädliche Auswirkungen wie ionisierende Strahlung haben kann, wie z. B. ein erhöhtes Krebsrisiko durch Schädigung von DNA-Molekülen.
Die Radioaktivität einer Substanz (oder wie „aktiv“ sie strahlt) wird in Curie (Ci) oder Becquerel (Bq) gemessen. Beide sind Maße für die Anzahl der Zerfälle pro Sekunde oder dafür, wie oft ein Atom in einer bestimmten Probe radioaktiven Zerfall erleidet und ein Teilchen oder Photon der Strahlung abgibt. Die Einheit Curie (1 Ci entspricht etwa 37.000.000.000 Zerfällen pro Sekunde) ist nach Marie und Pierre Curie benannt und entspricht etwa der Aktivität von einem Gramm Radium, das Gegenstand ihrer Untersuchungen war. Becquerel ist die SI-Einheit für Radioaktivität. Ein Bq entspricht einem Zerfall pro Sekunde. Bq ist die SI-Einheit, jedoch ist Curie in den USA nach wie vor weit verbreitet, sowohl in der Regierung als auch in der Industrie.
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