{"id":20201,"date":"2020-07-06T13:33:10","date_gmt":"2020-07-06T13:33:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-die-wechselwirkung-schwerer-geladener-teilchen-mit-materie\/"},"modified":"2020-07-06T13:37:13","modified_gmt":"2020-07-06T13:37:13","slug":"was-ist-die-wechselwirkung-schwerer-geladener-teilchen-mit-materie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-die-wechselwirkung-schwerer-geladener-teilchen-mit-materie\/","title":{"rendered":"Was ist die Wechselwirkung schwerer geladener Teilchen mit Materie?"},"content":{"rendered":"
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Stark geladene Teilchen sind alle energetischen Ionen mit einer Masse von einer Atommasseneinheit oder mehr. Das Wissen \u00fcber ihre Wechselwirkung mit Materie muss bekannt sein. Strahlendosimetrie<\/div>\n<\/div>\n
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Schwer geladene Teilchen<\/strong> sind alle energetischen Ionen mit einer Masse von einer Atommasseneinheit oder mehr, wie Protonen, Alpha-Teilchen<\/strong> (Heliumkerne) oder Spaltfragmente<\/strong> . Insbesondere das Wissen \u00fcber die Wechselwirkung von Spaltfragmenten<\/strong> und Alpha-Partikeln muss bei der Konstruktion von Kernreaktoren bekannt sein.<\/p>\n


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Beschreibung der Alpha-Teilchen<\/h2>\n

\"Alpha-Partikel<\/a>Alpha-Teilchen<\/strong> sind energetische Heliumkerne<\/strong> . Die Produktion von Alpha-Partikeln wird als Alpha-Zerfall bezeichnet. Alpha-Teilchen bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen<\/a> , die zu einem Teilchen verbunden sind, das mit einem Heliumkern identisch ist. Alpha-Teilchen sind relativ gro\u00df und doppelt positiv geladen. Sie sind nicht sehr durchdringend<\/strong> und ein St\u00fcck Papier kann sie aufhalten. Sie bewegen sich nur wenige Zentimeter, geben aber auf ihren kurzen Wegen alle Energie ab. In Kernreaktoren entstehen<\/a> sie beispielsweise im Brennstoff<\/a> (Alpha-Zerfall schwerer Kerne). Alphateilchen werden \u00fcblicherweise von allen in der Natur vorkommenden schweren radioaktiven<\/a> Kernen ( Uran)<\/a> emittiert , Thorium oder Radium) sowie die transuranischen Elemente (Neptunium, Plutonium oder Americium). Insbesondere energetische <\/strong>Alpha-Teilchen<\/strong> (au\u00dfer k\u00fcnstlich beschleunigten Heliumkernen) werden in einem Kernprozess erzeugt, der als tern\u00e4re Spaltung bekannt ist<\/strong> . Bei diesem Prozess wird der Urankern in drei geladene Teilchen<\/strong> (Spaltfragmente) anstatt in zwei normale Teilchen aufgeteilt<\/strong> . Das kleinste der Spaltfragmente ist h\u00f6chstwahrscheinlich (mit einer Wahrscheinlichkeit von 90%) ein extraenergetisches Alphateilchen.<\/p>\n

\"Ausbeuten<\/a>
Spaltfragmentausbeute f\u00fcr verschiedene Kerne. Die wahrscheinlichsten Fragmentmassen liegen bei 95 (Krypton) und 137 (Barium).<\/figcaption><\/figure>\n

Beschreibung von Spaltfragmenten<\/h2>\n

Kernspaltfragmente<\/strong> sind die nach links Fragmente Kern fissions<\/a> . Wenn der Urankern 235<\/a> eine Spaltung erf\u00e4hrt, spaltet sich der Kern typischerweise zusammen mit einigen Neutronen in zwei kleinere Kerne<\/strong> und setzt Energie in Form von W\u00e4rme ( kinetische Energie dieser Spaltungsfragmente<\/strong> ) und Gammastrahlen frei. Der Durchschnitt der Fragmentmasse liegt bei etwa 118, es werden jedoch nur sehr wenige Fragmente in der N\u00e4he dieses Durchschnitts gefunden. Es ist viel wahrscheinlicher, in ungleiche Fragmente aufzubrechen, und die wahrscheinlichsten Fragmentmassen liegen bei Masse 95 (Krypton) und 137 (Barium).<\/p>\n

Die meisten dieser Spaltfragmente sind hochgradig instabil<\/strong> (radioaktiv) und unterliegen weiteren radioaktiven Zerf\u00e4llen<\/a> , um sich<\/a> zu stabilisieren<\/a> . Spaltfragmente interagieren stark mit den umgebenden Atomen oder Molek\u00fclen, die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegen, wodurch sie ionisieren.<\/p>\n

\"Energie<\/a>
Energie aus Uranspaltung<\/figcaption><\/figure>\n

Die meiste Energie, die durch eine Spaltung freigesetzt wird (~ 160 MeV von insgesamt ~ 200 MeV),<\/strong> erscheint als kinetische Energie der Spaltungsfragmente.<\/p>\n

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Art der Wechselwirkung geladener Teilchen mit Materie<\/span><\/h2>\n

Da sich die elektromagnetische Wechselwirkung \u00fcber eine gewisse Entfernung erstreckt, ist es nicht erforderlich, dass das leichte oder schwer geladene Teilchen direkt mit einem Atom kollidiert. Sie k\u00f6nnen Energie \u00fcbertragen, indem <\/span>sie<\/span><\/strong> einfach in der N\u00e4he vorbeikommen<\/strong> . <\/span>Schwer geladene Teilchen<\/span><\/strong> wie Spaltfragmente oder Alpha-Teilchen <\/span>interagieren mit Materie haupts\u00e4chlich durch Coulomb-Kr\u00e4fte<\/span><\/strong> zwischen ihrer positiven Ladung und der negativen Ladung der Elektronen aus Atomorbitalen. Andererseits wird die innere Energie eines Atoms <\/span>quantisiert<\/span><\/strong> , so dass nur eine bestimmte Energiemenge \u00fcbertragen werden kann. Im Allgemeinen \u00fcbertragen geladene Teilchen Energie haupts\u00e4chlich durch:<\/span><\/p>\n