Abschirmung gegen Alphastrahlung

Abschirmung gegen Alphastrahlung

Die folgenden Merkmale von Alpha-Teilchen sind für ihre Abschirmung entscheidend.

• Alpha-Teilchen sind energetische Heliumkerne, sie sind relativ schwer und tragen eine doppelt positive Ladung .
• Alpha-Teilchen interagieren mit Materie hauptsächlich durch Coulomb-Kräfte  (Ionisierung und Anregung von Materie) zwischen ihrer positiven Ladung und der negativen Ladung der Elektronen aus Atomorbitalen.
• Alpha-Teilchen ionisieren Materie stark und verlieren schnell ihre kinetische Energie. Andererseits lagern sie all ihre Energien auf ihren kurzen Wegen ab.
• Die Bremskraft wird durch die Bethe-Formel gut beschrieben .

Die Bremskraft der meisten Materialien ist für Alpha-Partikel und für stark geladene Partikel sehr hoch. Daher haben Alpha-Partikel sehr kurze Reichweiten . Zum Beispiel betragen die Bereiche eines 5-MeV-Alpha-Partikels (die meisten haben eine solche Anfangsenergie) in Aluminiumlegierungen nur ungefähr 0,002 cm oder in Luft ungefähr 3,5 cm. Die meisten Alpha-Partikel können durch ein  dünnes Stück Papier gestoppt werden . Sogar die toten Zellen in der äußeren Schicht der menschlichen Haut bieten eine ausreichende Abschirmung, da Alpha-Teilchen nicht in sie eindringen können.

Daher ist die Abschirmung von Alphastrahlung allein kein schwieriges Problem. Andererseits können radioaktive Alpha-Nuklide beim Verschlucken oder Einatmen zu ernsthaften Gesundheitsrisiken führen (interne Kontamination). Wenn sie aufgenommen oder eingeatmet werden, schädigen die Alpha-Partikel aus ihrem Zerfall das innere lebende Gewebe erheblich. Darüber hinaus ist reine Alphastrahlung sehr selten, Alpha-Zerfall wird häufig von Gammastrahlung begleitet, wobei die Abschirmung ein weiteres Problem darstellt.

Siehe auch: Wechselwirkung schwerer geladener Teilchen mit Materie