{"id":20150,"date":"2020-07-06T10:50:31","date_gmt":"2020-07-06T10:50:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-beta-partikeldefinition\/"},"modified":"2021-07-06T13:55:33","modified_gmt":"2021-07-06T13:55:33","slug":"was-ist-beta-partikeldefinition","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-beta-partikeldefinition\/","title":{"rendered":"Was sind Beta-Teilchen &#8211; definition?"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">Beta-Teilchen \/ Strahlung sind energiereiche, schnelle Elektronen oder Positronen.\u00a0Die Betateilchen sind eine Form ionisierender Strahlung, die auch als Betastrahlen bezeichnet wird.\u00a0Strahlendosimetrie<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2>Beschreibung Beta-Teilchen<\/h2>\n<p><strong>Beta-Teilchen<\/strong>\u00a0sind energiereiche, schnelle\u00a0<strong>Elektronen oder Positronen,<\/strong>\u00a0die von bestimmten\u00a0<a title=\"Spaltfragmente\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/fission-fragments\/\">Spaltfragmenten<\/a>\u00a0oder von bestimmten radioaktiven Urkernen wie Kalium-40\u00a0emittiert werden\u00a0.\u00a0Die Betateilchen sind eine\u00a0<a title=\"Formen ionisierender Strahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/forms-ionizing-radiation\/\">Form ionisierender Strahlung, die<\/a>\u00a0auch als Betastrahlen bezeichnet wird.\u00a0Die Produktion von Beta-Partikeln wird als\u00a0<strong>Beta-Zerfall bezeichnet<\/strong>\u00a0.\u00a0Es gibt zwei Formen des Beta-Zerfalls,\u00a0<strong>den Elektronenzerfall (\u03b2\u2212 -Zerfall)<\/strong>\u00a0und den\u00a0<strong>Positronenzerfall (\u03b2 + -Zerfall)<\/strong>\u00a0.\u00a0In einem\u00a0<a title=\"Kernreaktor\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/\">Kernreaktor<\/a>\u00a0tritt insbesondere der \u03b2\u2212 -Zerfall auf, weil die Spaltungsprodukte einen\u00a0<strong>\u00dcberschuss an\u00a0<a title=\"Neutron\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/\">Neutronen aufweisen<\/a><\/strong>\u00a0(\u00a0<a title=\"Nukleare Stabilit\u00e4t\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/nuclear-stability\/\">siehe Kernstabilit\u00e4t)<\/a>).\u00a0Ein instabiles Spaltfragment mit einem \u00dcberschuss an Neutronen unterliegt einem \u03b2\u2212 -Zerfall, bei dem das Neutron in ein Proton, ein Elektron und ein\u00a0<a title=\"Antineutrino\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/antineutrino\/\">Elektron-Antineutrino umgewandelt wird<\/a>\u00a0.<\/p>\n<figure id=\"attachment_11688\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-11688\"><a href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Beta_Minus_Decay.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-11688\" src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Beta_Minus_Decay.png\" alt=\"Beta-Zerfall\" width=\"668\" height=\"178\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11688\" class=\"wp-caption-text\">Beta-Zerfall des C-14-Kerns.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"><\/div>\n<div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2>Spektrum der Beta-Partikel<\/h2>\n<figure id=\"attachment_11708\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-11708\"><a href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/beta-decay-spectrum.gif\"><img loading=\"lazy\" class=\"wp-image-11708 lazy-loaded\" src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/beta-decay-spectrum.gif\" alt=\"Energiespektrum des Beta-Zerfalls\" width=\"300\" height=\"239\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/beta-decay-spectrum.gif\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11708\" class=\"wp-caption-text\">Die Form dieser Energiekurve h\u00e4ngt davon ab, welcher Anteil der Reaktionsenergie (Q-Wert &#8211; die durch die Reaktion freigesetzte Energiemenge) vom Elektron oder Neutrino getragen wird.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Beim Beta-Zerfall wird entweder ein Elektron oder ein Positron emittiert.\u00a0Diese Emission geht mit der Emission von\u00a0<a title=\"Antineutrino\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/antineutrino\/\"><strong>Antineutrino<\/strong><\/a>\u00a0(\u03b2-Zerfall) oder\u00a0<a title=\"Neutrino\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutrino\/\"><strong>Neutrino<\/strong><\/a>\u00a0(\u03b2 + Zerfall)\u00a0einher\u00a0, die Energie und Impuls des Zerfalls teilen.\u00a0Die Beta-Emission hat ein charakteristisches Spektrum.\u00a0Dieses charakteristische\u00a0<a title=\"Spektrum der Beta-Teilchen\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/spectrum-beta-particles\/\">Spektrum<\/a>\u00a0wird durch die Tatsache verursacht, dass entweder ein Neutrino oder ein Antineutrino unter Emission von Beta-Partikeln emittiert wird.\u00a0Die Form dieser Energiekurve h\u00e4ngt davon ab, welcher Anteil der Reaktionsenergie (\u00a0<strong>Q-Wert<\/strong>\u00a0&#8211; die durch die Reaktion freigesetzte Energiemenge) vom massiven Teilchen getragen wird.\u00a0Beta-Partikel k\u00f6nnen daher mit jeder kinetischen Energie im Bereich von\u00a0<strong>0 bis Q<\/strong>\u00a0emittiert werden\u00a0.\u00a0Bis 1934 hatte Enrico Fermi eine entwickelt<strong>Fermi-Theorie des Beta-Zerfalls<\/strong>\u00a0, die die Form dieser Energiekurve vorhersagte.<\/p>\n<h2>Art der Wechselwirkung von Beta-Strahlung mit Materie<\/h2>\n<p><strong>Zusammenfassung der Arten von Interaktionen:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><strong>Inelastische Kollisionen mit Atomelektronen (Anregung und Ionisation)<\/strong><\/li>\n<li><strong>Elastische Streuung von Kernen<\/strong><\/li>\n<li><a title=\"Bremsstrahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/bremsstrahlung-2\/\"><strong>Bremsstrahlung.<\/strong><\/a><\/li>\n<li><a title=\"Cherenkov-Strahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/cherenkov-radiation\/\"><strong>Cherenkov-Strahlung.<\/strong><\/a><\/li>\n<li><strong><a title=\"Positronenvernichtung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/positron-annihilation-2\/\">Vernichtung<\/a>\u00a0(nur Positronen)<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_11707\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-11707\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cloud-chamber-2.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-11707 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cloud-chamber-2-300x167.png\" alt=\"Vergleich von Partikeln in einer Wolkenkammer.\" width=\"300\" height=\"167\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cloud-chamber-2-300x167.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11707\" class=\"wp-caption-text\">Vergleich von Partikeln in einer Wolkenkammer.\u00a0Quelle: wikipedia.org<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Die Art der Wechselwirkung einer Betastrahlung<\/strong>\u00a0mit Materie unterscheidet sich von der\u00a0<a title=\"Alpha-Partikel\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">Alphastrahlung<\/a>\u00a0, obwohl Betateilchen auch geladene Teilchen sind.\u00a0Beta-Partikel haben im Vergleich zu Alpha-Partikeln eine\u00a0<strong>viel geringere Masse<\/strong>\u00a0und erreichen\u00a0<strong>meist relativistische Energien<\/strong>\u00a0.\u00a0Ihre Masse entspricht der Masse der Orbitalelektronen, mit denen sie interagieren, und im Gegensatz zum Alpha-Teilchen kann ein viel gr\u00f6\u00dferer Teil seiner kinetischen Energie in einer einzigen Wechselwirkung verloren gehen.\u00a0Da die Beta-Teilchen meist relativistische Energien erreichen, kann die nichtrelativistische\u00a0<a title=\"Bremskraft - Zwischen der Formel\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-heavy-charged-particles\/stopping-power-bethe-formula\/\">Bethe-Formel<\/a>\u00a0nicht verwendet werden.\u00a0<strong>F\u00fcr hochenergetische Elektronen<\/strong>\u00a0wurde von\u00a0<strong>Bethe<\/strong>\u00a0auch ein \u00e4hnlicher Ausdruck abgeleitetBeschreibung des spezifischen Energieverlusts durch\u00a0<strong>Anregung und Ionisation<\/strong>\u00a0(die \u201eKollisionsverluste\u201c).<\/p>\n<figure id=\"attachment_11703\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-11703\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bethe_formula_electrons.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"wp-image-11703 size-large lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bethe_formula_electrons-1024x299.png\" alt=\"Modifizierte Bethe-Formel f\u00fcr Beta-Partikel.\" width=\"669\" height=\"195\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bethe_formula_electrons-1024x299.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11703\" class=\"wp-caption-text\">Modifizierte Bethe-Formel f\u00fcr Beta-Partikel.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen Beta-Partikel \u00fcber eine\u00a0<strong>Elektron-Kern-Wechselwirkung<\/strong>\u00a0(elastische Streuung von Kernen)\u00a0<strong>interagieren<\/strong>\u00a0, wodurch sich die\u00a0<strong>Richtung der Beta-Partikel<\/strong>\u00a0erheblich \u00e4ndern kann\u00a0.\u00a0Daher ist ihr Weg nicht so einfach.\u00a0Die Beta-Partikel folgen einem sehr\u00a0<strong>Zick-Zack-Pfad<\/strong>\u00a0durch das absorbierende Material. Dieser resultierende Partikelpfad ist l\u00e4nger als das lineare Eindringen (Bereich) in das Material.<\/p>\n<p>Beta-Partikel unterscheiden sich von anderen stark geladenen Partikeln auch in dem Anteil an Energie, der durch den als\u00a0<strong>Bremsstrahlung<\/strong>\u00a0bekannten Strahlungsprozess verloren\u00a0<strong>geht<\/strong>\u00a0.\u00a0<strong>Nach der<\/strong>\u00a0klassischen Theorie muss ein geladenes Teilchen beim Beschleunigen oder Abbremsen\u00a0<strong>Energie ausstrahlen,<\/strong>\u00a0und die Verz\u00f6gerungsstrahlung wird als\u00a0<strong>Bremsstrahlung (\u201eBremsstrahlung\u201c) bezeichnet<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p>Es gibt einen anderen Mechanismus, durch den Beta-Partikel durch die Erzeugung elektromagnetischer Strahlung Energie verlieren.\u00a0Wenn sich das Beta-Teilchen schneller als die Lichtgeschwindigkeit (Phasengeschwindigkeit) im Material bewegt, erzeugt es eine Sto\u00dfwelle elektromagnetischer Strahlung, die als\u00a0<strong>Cherenkov-Strahlung bekannt ist<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p><strong>Positronen<\/strong>\u00a0interagieren \u00e4hnlich mit Materie,\u00a0<strong>wenn sie energetisch sind<\/strong>\u00a0.\u00a0Wenn das Positron\u00a0<strong>zur Ruhe kommt<\/strong>\u00a0, interagiert es mit einem negativ geladenen Elektron, was\u00a0<strong>zur Vernichtung<\/strong>\u00a0des Elektron-Positron-Paares f\u00fchrt.<\/p>\n<h2>Bremsstrahlung<\/h2>\n<figure id=\"attachment_11709\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-11709\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung.gif\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-11709 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung-300x282.gif\" alt=\"Bremsstrahlung\" width=\"300\" height=\"282\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung-300x282.gif\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11709\" class=\"wp-caption-text\">Wenn ein Elektron beschleunigt oder abgebremst wird, sendet es Strahlung aus, verliert Energie und verlangsamt sich.\u00a0Diese Verz\u00f6gerungsstrahlung wird als Bremsstrahlung bezeichnet.<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Die Bremsstrahlung<\/strong>\u00a0\u00a0ist elektromagnetische Strahlung, die durch die Beschleunigung oder Verz\u00f6gerung eines geladenen Teilchens erzeugt wird, wenn es durch\u00a0<strong>Magnetfelder<\/strong>\u00a0(ein Elektron durch Magnetfeld des Teilchenbeschleunigers)\u00a0<strong>oder ein anderes geladenes Teilchen<\/strong>\u00a0(ein Elektron durch einen Atomkern)\u00a0abgelenkt wird\u00a0.\u00a0Der Name Bremsstrahlung stammt aus dem Deutschen.\u00a0Die w\u00f6rtliche \u00dcbersetzung lautet\u00a0<strong>&#8222;Bremsstrahlung&#8220;<\/strong>\u00a0.\u00a0Nach der klassischen Theorie muss ein geladenes Teilchen, wenn es beschleunigt oder abgebremst wird, Energie ausstrahlen.<\/p>\n<p><a title=\"Bremsstrahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/bremsstrahlung-2\/\">Die Bremsstrahlung<\/a>\u00a0ist eine der m\u00f6glichen Wechselwirkungen von\u00a0<a title=\"Bremsstrahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/bremsstrahlung-2\/\">lichtgeladenen<\/a>\u00a0Teilchen mit Materie (insbesondere mit\u00a0<strong>hohen Atomzahlen<\/strong>\u00a0).<\/p>\n<p>Die zwei h\u00e4ufigsten Vorkommen von Bremsstrahlung sind:<\/p>\n<ul>\n<li><b>Verz\u00f6gerung geladener Teilchen.\u00a0<\/b>Wenn geladene Teilchen in ein Material eintreten, werden sie durch das elektrische Feld der Atomkerne und Atomelektronen abgebremst.<\/li>\n<li><b>Beschleunigung geladener Teilchen.\u00a0<\/b>Wenn sich ultrarelativistisch geladene Teilchen durch\u00a0<strong>Magnetfelder<\/strong>\u00a0bewegen, m\u00fcssen\u00a0sie sich auf einem gekr\u00fcmmten Pfad bewegen.\u00a0Da sich ihre Bewegungsrichtung st\u00e4ndig \u00e4ndert, beschleunigen sie auch und emittieren so Bremsstrahlung, in diesem Fall wird sie als\u00a0<strong>Synchrotronstrahlung bezeichnet<\/strong>\u00a0.<\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_11704\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-11704\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung-vs.-Ionization.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-11704 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung-vs.-Ionization-300x207.png\" alt=\"Bremsstrahlung vs. Ionisation\" width=\"300\" height=\"207\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung-vs.-Ionization-300x207.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11704\" class=\"wp-caption-text\">Bruchteil des Energieverlusts pro Strahlungsl\u00e4nge in Blei als<br \/>\nFunktion der Elektronen- oder Positronenenergie.\u00a0Quelle: http:\/\/pdg.lbl.gov\/<\/figcaption><\/figure>\n<p>Da die Bremsstrahlung bei leichteren Partikeln viel st\u00e4rker ist, ist dieser Effekt bei\u00a0<strong>Beta-Partikeln<\/strong>\u00a0viel wichtiger\u00a0als bei Protonen,\u00a0<a title=\"Alpha-Partikel\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">Alpha-Partikeln<\/a>\u00a0und schwer geladenen Kernen (\u00a0<a title=\"Spaltfragmente\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/fission-fragments\/\">Spaltfragmenten<\/a>\u00a0).\u00a0Dieser Effekt kann bei Teilchenenergien\u00a0<strong>unter etwa 1 MeV<\/strong>\u00a0vernachl\u00e4ssigt werden\u00a0, da der Energieverlust durch\u00a0<strong>Bremsstrahlung<\/strong>\u00a0sehr gering ist.\u00a0Der Strahlungsverlust wird erst bei Teilchenenergien deutlich, die weit \u00fcber der minimalen Ionisierungsenergie liegen.\u00a0Bei relativistischen Energien ist das Verh\u00e4ltnis der Verlustrate durch Bremsstrahlung zur Verlustrate durch Ionisation ungef\u00e4hr proportional zum Produkt der kinetischen Energie des Partikels und der Ordnungszahl des Absorbers.<\/p>\n<p>Der Querschnitt der Bremsstrahlung h\u00e4ngt haupts\u00e4chlich von folgenden Begriffen ab:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung-cross-section.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter wp-image-11710 size-medium lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung-cross-section-300x52.png\" alt=\"Bremsstrahlungsquerschnittsformel\" width=\"300\" height=\"52\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Bremsstrahlung-cross-section-300x52.png\" \/><\/a><\/p>\n<p>Das Verh\u00e4ltnis der Bremskraft der Bremsstrahlung und der Ionisationsverluste ist also:<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Ratio_bremstrahlung_ionization1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-11712 lazy-loaded\" src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Ratio_bremstrahlung_ionization1.png\" alt=\"Bremsstrahlung zu Ionisation verliert an Verh\u00e4ltnis\" width=\"189\" height=\"79\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Ratio_bremstrahlung_ionization1.png\" \/><\/a><\/p>\n<p>wobei E die kinetische Energie des Teilchens (Elektrons) ist, Z die mittlere Ordnungszahl des Materials ist und E &#8218;eine Proportionalit\u00e4tskonstante ist;\u00a0<strong>E &#8218;\u2248 800 MeV<\/strong>\u00a0.\u00a0Die kinetische Energie, bei der der Energieverlust durch Bremsstrahlung gleich dem Energieverlust durch Ionisation und Anregung (Kollisionsverluste) ist, wird als\u00a0<strong>kritische Energie bezeichnet<\/strong>\u00a0.\u00a0Ein weiterer Parameter ist die\u00a0<strong>Strahlungsl\u00e4nge<\/strong>\u00a0, definiert als die Entfernung, \u00fcber die die Energie des einfallenden Elektrons\u00a0allein aufgrund von Strahlungsverlusten\u00a0um den\u00a0<strong>Faktor 1 \/ e<\/strong>\u00a0(0,37) reduziert wird.\u00a0Die folgende Tabelle enth\u00e4lt einige typische Werte:<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/critical-energies.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-11713 lazy-loaded\" src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/critical-energies.png\" alt=\"Tabelle der kritischen Energien und Strahlungsl\u00e4ngen\" width=\"582\" height=\"189\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/critical-energies.png\" \/><\/a><\/p>\n<h2>Cherenkov-Strahlung<\/h2>\n<p><strong>Die Cherenkov-Strahlung<\/strong>\u00a0ist elektromagnetische Strahlung, die emittiert wird, wenn sich ein geladenes Teilchen (wie ein Elektron) schneller als\u00a0<strong>die Phasengeschwindigkeit des Lichts in diesem Medium<\/strong>\u00a0durch ein dielektrisches Medium bewegt\u00a0.\u00a0Es \u00e4hnelt der Bugwelle, die von einem Boot erzeugt wird, das schneller als die Geschwindigkeit von Wasserwellen f\u00e4hrt.\u00a0<strong>Cherenkov-Strahlung<\/strong>\u00a0tritt\u00a0<strong>nur auf,<\/strong>\u00a0wenn die Geschwindigkeit des Partikels h\u00f6her ist als die Phasengeschwindigkeit des Lichts im Material.\u00a0Selbst bei hohen Energien ist der\u00a0<strong>Energieverlust<\/strong>\u00a0durch Cherenkov-Strahlung\u00a0<strong>viel geringer<\/strong>\u00a0als der durch die anderen Mechanismen (Kollisionen, Bremsstrahlung).\u00a0Es ist nach dem sowjetischen Physiker\u00a0<strong>Pavel Alekseyevich Cherenkov benannt<\/strong>\u00a0, mit dem er 1958 den Nobelpreis f\u00fcr Physik teilte<strong>Ilya Frank und Igor Tamm<\/strong>\u00a0f\u00fcr die Entdeckung der Cherenkov-Strahlung aus dem Jahr 1934.<\/p>\n<figure id=\"attachment_11714\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-11714\"><a href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cherenkov-example.gif\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-11714 lazy-loaded\" src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cherenkov-example.gif\" alt=\"Cherenkov-Strahlung\" width=\"464\" height=\"242\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cherenkov-example.gif\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11714\" class=\"wp-caption-text\">Quelle: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu<\/figcaption><\/figure>\n<figure id=\"attachment_11716\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-11716\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cherenkov_reactor.jpeg\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-11716 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cherenkov_reactor-300x199.jpeg\" alt=\"Cherenkov Strahlung im Reaktorkern.\" width=\"300\" height=\"199\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/cherenkov_reactor-300x199.jpeg\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11716\" class=\"wp-caption-text\">Cherenkov Strahlung im Reaktorkern.<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Cherenkov-Strahlung<\/strong>\u00a0kann verwendet werden, um hochenergetische geladene Teilchen (insbesondere Beta-Teilchen) nachzuweisen.\u00a0In\u00a0<a title=\"Kernreaktor\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/\">Kernreaktoren<\/a>\u00a0oder in einem Pool abgebrannter Brennelemente werden Beta-Partikel (hochenergetische Elektronen) freigesetzt, wenn die Spaltfragmente zerfallen.\u00a0Das Leuchten ist auch nach Beendigung der Kettenreaktion (im Reaktor) sichtbar.\u00a0Die Cherenkov-Strahlung kann die verbleibende Radioaktivit\u00e4t abgebrannter Brennelemente charakterisieren und kann daher zur Messung des Brennstoffverbrauchs verwendet werden.<\/p>\n<h2>Positronenwechselwirkungen<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Pair-production-in-chamber.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-11706 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Pair-production-in-chamber-216x300.jpg\" alt=\"Paarproduktion in der Kammer\" width=\"216\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Pair-production-in-chamber-216x300.jpg\" \/><\/a><strong>Die Coulomb-Kr\u00e4fte<\/strong>\u00a0, die den Hauptmechanismus des Energieverlusts f\u00fcr Elektronen darstellen, sind entweder f\u00fcr die positive oder die negative Ladung des Partikels vorhanden und bilden den Hauptmechanismus des Energieverlusts auch f\u00fcr Positronen.\u00a0Unabh\u00e4ngig davon, ob die Wechselwirkung eine absto\u00dfende oder anziehende Kraft zwischen dem einfallenden Teilchen und dem Orbitalelektronen (oder Atomkern) beinhaltet, sind der Impuls und der Energietransfer f\u00fcr Teilchen gleicher Masse\u00a0<strong>ungef\u00e4hr gleich<\/strong>\u00a0.\u00a0Daher\u00a0<strong>interagieren Positronen \u00e4hnlich<\/strong>\u00a0mit Materie,\u00a0<strong>wenn sie energetisch sind<\/strong>\u00a0.\u00a0Die Spur von Positronen im Material \u00e4hnelt der Spur von Elektronen.\u00a0<strong>Sogar ihr spezifischer Energieverlust<\/strong>\u00a0und ihre Reichweite\u00a0<strong>sind<\/strong>\u00a0bei gleichen Anfangsenergien\u00a0<strong>ungef\u00e4hr<\/strong>\u00a0gleich.<\/p>\n<p><strong>Am Ende ihres Weges<\/strong>\u00a0unterscheiden sich\u00a0<strong>Positronen signifikant<\/strong>\u00a0von Elektronen.\u00a0Wenn ein Positron (Antimaterieteilchen) zur Ruhe kommt, interagiert es mit einem Elektron (Materieteilchen), was\u00a0<strong>zur Vernichtung<\/strong>\u00a0beider Teilchen und zur vollst\u00e4ndigen Umwandlung ihrer Ruhemasse\u00a0<strong>in reine Energie f\u00fchrt<\/strong>\u00a0(gem\u00e4\u00df der\u00a0Formel\u00a0E = mc\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0). in Form von zwei entgegengesetzt gerichteten 0,511 MeV\u00a0<strong>Gammastrahlen<\/strong>\u00a0(Photonen).<\/p>\n<h2>Positronenvernichtung<\/h2>\n<figure id=\"attachment_11717\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-11717\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/positron-annihilation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-11717 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/positron-annihilation-300x165.png\" alt=\"Positronenvernichtung\" width=\"300\" height=\"165\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/positron-annihilation-300x165.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-11717\" class=\"wp-caption-text\">Wenn ein Positron (Antimaterieteilchen) zur Ruhe kommt, interagiert es mit einem Elektron, was zur Vernichtung der beiden Teilchen und zur vollst\u00e4ndigen Umwandlung ihrer Ruhemasse in reine Energie in Form von zwei entgegengesetzt gerichteten 0,511 MeV-Photonen f\u00fchrt.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Elektronen-Positronen-Vernichtung tritt auf, wenn ein negativ geladenes Elektron und ein positiv geladenes Positron kollidieren. Wenn ein niederenergetisches Elektron ein niederenergetisches Positron (Antiteilchen des Elektrons) vernichtet, k\u00f6nnen sie nur zwei oder mehr Photonen (Gammastrahlen) erzeugen.\u00a0Die Erzeugung von\u00a0<strong>nur einem Photon ist<\/strong>\u00a0wegen der Erhaltung des linearen Impulses und der Gesamtenergie\u00a0<strong>verboten<\/strong>\u00a0.\u00a0Die Produktion eines anderen Partikels ist ebenfalls verboten, da beide Partikel (Elektron-Positron) zusammen nicht gen\u00fcgend Massenenergie tragen, um schwerere Partikel zu produzieren.\u00a0Wenn ein Elektron und ein Positron kollidieren, vernichten sie sich, was zur vollst\u00e4ndigen Umwandlung ihrer Ruhemasse in reine Energie (gem\u00e4\u00df der\u00a0\u00a0Formel\u00a0E = mc\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0) in Form von zwei entgegengesetzt gerichteten 0,511 MeV-Gammastrahlen (Photonen) f\u00fchrt.<\/p>\n<p><strong>e\u00a0<sup>&#8211;<\/sup>\u00a0+ e\u00a0<sup>+<\/sup>\u00a0\u2192 \u03b3 + \u03b3 (2x 0,511 MeV)<\/strong><\/p>\n<p>Dieser Prozess muss eine Reihe von Erhaltungsgesetzen erf\u00fcllen, darunter:<\/p>\n<ul>\n<li>Erhaltung der elektrischen Ladung.\u00a0Die Nettoladung vorher und nachher ist Null.<\/li>\n<li>Erhaltung des linearen Impulses und der Gesamtenergie.\u00a0T.<\/li>\n<li>Erhaltung des Drehimpulses.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-50 lgc-tablet-grid-50 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Abschirmung von Beta-Teilchen &#8211; Elektronen<\/h2>\n<p>Betastrahlung ionisiert Materie schw\u00e4cher als\u00a0<a title=\"Alpha-Partikel\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">Alphastrahlung<\/a>\u00a0.\u00a0Andererseits sind die\u00a0<strong>Bereiche der Beta-Partikel l\u00e4nger<\/strong>\u00a0und h\u00e4ngen stark von der anf\u00e4nglichen kinetischen Energie der Partikel ab.\u00a0Einige haben genug Energie, um Bedenken hinsichtlich der externen Exposition zu haben.\u00a0Ein 1 MeV Beta-Partikel kann sich in der Luft ungef\u00e4hr 3,5 Meter weit bewegen.\u00a0Solche Beta-Partikel k\u00f6nnen in den K\u00f6rper eindringen und Dosis an inneren Strukturen in der N\u00e4he der Oberfl\u00e4che abgeben.\u00a0Daher ist eine st\u00e4rkere Abschirmung als bei Alphastrahlung erforderlich.<\/p>\n<p>Materialien mit\u00a0<strong>niedriger Ordnungszahl Z<\/strong>\u00a0eignen sich als Beta-Partikelschilde.\u00a0Bei Materialien mit hohem Z ist\u00a0<a title=\"Bremsstrahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/bremsstrahlung-2\/\">die Bremsstrahlung<\/a>\u00a0(Sekund\u00e4rstrahlung &#8211; R\u00f6ntgenstrahlen) verbunden.\u00a0Diese Strahlung entsteht beim Verlangsamen von Beta-Partikeln, w\u00e4hrend sie sich in einem sehr dichten Medium fortbewegen.\u00a0Schwere Kleidung, dicker Karton oder d\u00fcnne Aluminiumplatte sch\u00fctzen vor Betastrahlung und verhindern die Erzeugung von Bremsstrahlung.<\/p>\n<p>Siehe auch Rechner:\u00a0<a title=\"Rad Pro Rechner\" href=\"http:\/\/www.radprocalculator.com\/Beta.aspx\">Beta-Aktivit\u00e4t zur Dosisleistung\u00a0<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/shielding_alpha_beta.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-large wp-image-12723 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/shielding_alpha_beta-1024x853.png\" alt=\"Abschirmung von Alpha und Beta Strahlung\" width=\"669\" height=\"557\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/shielding_alpha_beta-1024x853.png\" \/><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-50 lgc-tablet-grid-50 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Abschirmung von Beta-Partikeln &#8211; Positronen<\/h2>\n<p><strong>Die Coulomb-Kr\u00e4fte<\/strong>\u00a0, die den Hauptmechanismus des Energieverlusts f\u00fcr Elektronen darstellen, sind entweder f\u00fcr die positive oder die negative Ladung des Partikels vorhanden und bilden den Hauptmechanismus des Energieverlusts auch f\u00fcr Positronen.\u00a0Unabh\u00e4ngig davon, ob die Wechselwirkung eine absto\u00dfende oder anziehende Kraft zwischen dem einfallenden Teilchen und dem Orbitalelektronen (oder Atomkern) beinhaltet, sind der Impuls und der Energietransfer f\u00fcr Teilchen gleicher Masse\u00a0\u00a0<strong>ungef\u00e4hr gleich<\/strong>\u00a0.\u00a0Daher\u00a0<strong>interagieren Positronen \u00e4hnlich<\/strong>\u00a0mit Materie,\u00a0\u00a0<strong>wenn sie energetisch sind<\/strong>\u00a0.\u00a0Die Spur von Positronen im Material \u00e4hnelt der Spur von Elektronen.\u00a0<strong>Sogar ihr spezifischer Energieverlust<\/strong>\u00a0und ihre Reichweite\u00a0<strong>sind<\/strong>\u00a0bei gleichen Anfangsenergien\u00a0<strong>ungef\u00e4hr<\/strong>\u00a0gleich.<\/p>\n<p><strong>Am Ende ihres Weges<\/strong>\u00a0unterscheiden sich\u00a0<strong>Positronen signifikant<\/strong>\u00a0von Elektronen.\u00a0Wenn ein Positron (Antimaterieteilchen) zur Ruhe kommt, interagiert es mit einem Elektron (Materieteilchen), was\u00a0<a title=\"Positronenvernichtung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/positron-annihilation-2\/\"><strong>zur Vernichtung<\/strong><\/a>\u00a0beider Teilchen und zur vollst\u00e4ndigen Umwandlung ihrer Ruhemasse\u00a0<strong>in reine Energie f\u00fchrt<\/strong>\u00a0(gem\u00e4\u00df der\u00a0Formel\u00a0E = mc\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0). in Form von zwei entgegengesetzt gerichteten 0,511 MeV\u00a0<strong><a title=\"Gammastrahlen \/ Gammastrahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/photon\/gamma-ray\/\">Gammastrahlen<\/a>\u00a0<\/strong>\u00a0(Photonen).<\/p>\n<p>Daher muss jede Positronenabschirmung auch eine Gammastrahlenabschirmung enthalten.\u00a0Um die Bremsstrahlung zu minimieren, ist ein mehrschichtiger Strahlungsschutz angebracht.\u00a0Das Material f\u00fcr die erste Schicht muss die Anforderungen f\u00fcr eine\u00a0<a title=\"Abschirmung von Beta-Strahlung - Elektronen\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/shielding-of-ionizing-radiation\/shielding-beta-radiation\/\">negative Betastrahlungsabschirmung<\/a>\u00a0erf\u00fcllen\u00a0.\u00a0Die erste Schicht einer solchen Abschirmung kann beispielsweise eine d\u00fcnne Aluminiumplatte sein (um Positronen abzuschirmen), w\u00e4hrend die zweite Schicht einer solchen Abschirmung ein dichtes Material wie Blei oder abgereichertes Uran sein kann.<\/p>\n<p>Siehe auch:\u00a0<a title=\"Abschirmung der Gammastrahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/shielding-of-ionizing-radiation\/shielding-gamma-radiation\/\">Abschirmung der Gammastrahlung<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-youtube su-u-responsive-media-yes\"><iframe class=\"lazy-loaded\" title=\"\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/rCtWyYX3kkY?\" width=\"900\" height=\"600\" frameborder=\"0\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\" data-lazy-type=\"iframe\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/rCtWyYX3kkY?\"><\/iframe><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Beta-Teilchen \/ Strahlung sind energiereiche, schnelle Elektronen oder Positronen.\u00a0Die Betateilchen sind eine Form ionisierender Strahlung, die auch als Betastrahlen bezeichnet wird.\u00a0Strahlendosimetrie Beschreibung Beta-Teilchen Beta-Teilchen\u00a0sind energiereiche, schnelle\u00a0Elektronen oder Positronen,\u00a0die von bestimmten\u00a0Spaltfragmenten\u00a0oder von bestimmten radioaktiven Urkernen wie Kalium-40\u00a0emittiert werden\u00a0.\u00a0Die Betateilchen sind eine\u00a0Form ionisierender Strahlung, die\u00a0auch als Betastrahlen bezeichnet wird.\u00a0Die Produktion von Beta-Partikeln wird als\u00a0Beta-Zerfall bezeichnet\u00a0.\u00a0Es gibt zwei &#8230; <a title=\"Was sind Beta-Teilchen &#8211; definition?\" class=\"read-more\" href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-beta-partikeldefinition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was sind Beta-Teilchen &#8211; definition?\">Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[48],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Was sind Beta-Teilchen - definition?<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Beta-Teilchen \/ Strahlung sind energiereiche, schnelle Elektronen oder Positronen. 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