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Betastrahlung

Unter Betastrahlung versteht man ionisierende Strahlung, die bei einer bestimmten radioaktiven Zerfallsart – dem Betazerfall – von Atomkernen entsteht. Die beim Betazerfall ausgesendeten Teilchen heißen Betateilchen; es handelt sich hierbei um Elektronen bzw. Positronen. Beispiele für sogenannte Betastrahler sind Strontium-90 oder Jod -131.

Wenn Betastrahlung auf Materie triff

Die Reichweite von Betastrahlung in Luft beträgt – abhängig von der Energie –einige Zentimeter bis zu einige Meter. Zwei Zentimeter dicker Kunststoff oder ein Zentimeter dickes Aluminium reichen bereits aus, um die Strahlung fast vollständig abzuschirmen.

Trifft Betastrahlung von außen auf den menschlichen Körper, durchdringt sie die oberen Hautschichten. Verbrennungen können die Folge sein. Gelangt ein Betastrahler über die Atmung oder Nahrung in den Körper, ist die schädliche Wirkung um ein Vielfaches größer: Im Körper kann sie Zellen beschädigen. Freigesetztes radioaktives Jod, bei dessen Zerfall Betastrahlung entsteht, kann beispielsweise in der Schilddrüse gespeichert werden und erhöht so die Wahrscheinlichkeit, an Schilddrüsenkrebs zu erkranken.

Betastrahlung im Kernkraftwerk

Unter den Produkten der Kernspaltung  finden sich zahlreiche Betastrahler (z. B. Cäsium-137, Jod-131, Strontium-90). Für den Strahlenschutz spielt Betastrahlung im Kraftwerksbetrieb jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Der Reaktordruckbehälter und die druckführende Umschließung reichen aus, um die Strahlung innerhalb des Kühlmittelkreislaufes "einzuschließen".

Kernkraftwerke lassen sich durch die Anzahl der Neutronen  regeln. Steigt die Anzahl der Neutronen, wächst die Anzahl der Kernspaltungen. Sinkt die Anzahl der Neutronen, fällt auch die Anzahl der Kernspaltungen ab. Bei der geregelten Kernspaltung muss ein Gleichgewicht zwischen ausgesendeten Neutronen und Kernspaltungen herrschen. Einige wenige Beta-Minus-Strahler haben die Eigenschaft, verzögerte Neutronen auszusenden. Die verzögerten Neutronen ermöglichen durch ihre höhere Lebensdauer eine geregelte Kernspaltung.

Sag mir wie alt du bist − Altersbestimmung mit Betastrahlern

Auch die Archäologie macht sich die Eigenschaften der Betastrahler zu Nutze. Mit der sogenannten Radiokohlenstoffdatierung − auch C-14-Methode genannt − kann mit Hilfe der Betastrahlung das Alter historischer Fundstücke bestimmt werden. Wissenschaftler messen dabei die Anteile von instabilem (C-14) zu stabilen Kohlenstoff, die im Fundstück vorhanden sind. Die Methode eignet sich daher vor allem für organische Fundstücke. Natürlich vorkommendes C-14 wird mit der Nahrung bis zum Tod in den Körper aufgenommen. Je länger der Organismus tot ist, desto weniger C-14 lässt sich in ihm nachweisen. Aufgrund der Halbwertszeit  des C-14 von 5730 Jahren lässt sich das Alter organischer Substanzen bis zu 60.000 Jahren bestimmen.

Video: Was sind die Unterschiede zwischen Alpha-, Beta- und Gammastrahlung?