Betastrahlung – Entstehung, Reichweite und Abschirmung

Betastrahlung entsteht bei radioaktiven Zerfällen, wenn Neutronen zu Protonen umgewandelt werden, wodurch Elektronen abgestrahlt werden. Erfahre, wie sich die Kernladungszahl dabei verändert und wie man die Elektronen abschirmt.

Inhaltsverzeichnis zum Thema Betastrahlung

Das Quiz zum Thema: Betastrahlung

Was verändert sich im Kern während des Beta-Zerfalls?

Frage 1 von 5

Was wird neben dem Elektron noch bei der Betastrahlung abgestrahlt?

Frage 2 von 5

Wie kann man sich vor Betastrahlung schützen?

Frage 3 von 5

Was beschreibt die Formel für Betastrahlung?

Frage 4 von 5

Wie tief kann Betastrahlung in leichten Materialien wie Aluminium eindringen?

Frage 5 von 5

Betastrahlung im Überblick

  • Bei der Betastrahlung handelt es sich um abgestrahlte Elektronen.

  • Diese entstehen, wenn bei einem radioaktiven Zerfall ein Neutron in ein Proton umgewandelt wird.
  • Die Betastrahlung führt zu einer Veränderung der Kernladungszahl.
  • Da bei der Betastrahlung ein einfach negativ geladenes Teilchen den Kern verlässt, erhöht sich somit die Kernladungszahl um eins.
  • Die Betastrahlung ist nach der Gammastrahlung die ionisierende Strahlung mit der zweitstärksten Durchdringungsfähigkeit von Materie.
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Betastrahlung – Entstehung und Eigenschaften

Die Betastrahlung entsteht durch einen Vorgang im Kern, wenn im Zuge eines radioaktiven Zerfalls dort ein Neutron zu einem Proton umgewandelt wird. Dies geschieht durch die Abstrahlung eines Elektrons. Dieses Elektron wird dann als Betateilchen bezeichnet.
Wenn man es jedoch genau betrachtet, kann man sehen, dass die Betastrahlung aus mehreren Bestandteilen besteht. Neben dem Elektron gibt es nämlich auch noch ein Neutrino, das bei dem Prozess ebenfalls abgestrahlt wird. Dieses interagiert jedoch nur sehr wenig mit Materie und wird daher häufig nicht betrachtet.
Die Energie eines solchen Elektrons liegt typischerweise zwischen einigen Hundert Kiloelektronenvolt (\text{keV}) und einigen wenigen Megaelektronenvolt (\text{MeV}). Da ein Elektron eine, wenn auch kleine, aber von null verschiedene Masse hat, variiert je nach Energie auch die Geschwindigkeit des Elektrons. So kann die Geschwindigkeit eines Betateilchen von nahezu null bis hin zu großen Bruchteilen der Lichtgeschwindigkeit reichen. Die Lichtgeschwindigkeit selbst kann aufgrund der vorhandenen Masse jedoch nicht erreicht werden.

Betastrahlung – Formel

Bei der Betastrahlung wird aus dem Mutterkern ein Elektron abgestrahlt. Die Ladung des Kerns erhöht sich in diesem Prozess demnach um eins. Allgemein lässt sich die Betastrahlung demnach mit dieser Formel beschreiben.

^\text{A}_\text{Z}\, \text{X} \rightarrow ^\text{A}_\text{Z+1}\, \text{Y} + \text{e} + \Delta\, \text{E}

Um nun jedoch genauer zu sehen, was im Kern wirklich vor sich geht, schauen wir uns im Folgenden noch einmal die Umwandlung eines Neutrons in ein Proton genauer an und notieren dabei auch Masse und Ladung des Elektrons.

^\text{1}_\text{0}\, \text{n} \rightarrow ^\text{~~~~1}_\text{0+1}\text{p} + ^{~0}_\text{-1}\text{e} + \Delta\, \text{E}

Betastrahlung – Reichweite und Abschirmung

Nach der Gammastrahlung ist die Betastrahlung die ionisierende Strahlung, die das zweitstärkste Durchdringungsvermögen hat. Die typische Eindringtiefe liegt in Luft, je nach Energie, bei einigen wenigen Metern. Durch leichte Metalle wie Aluminium lassen sich die Elektronen jedoch schon durch wenige Millimeter abschirmen, weshalb diese auch schon bei geringen Schichtdicken einen effektiven Schutz vor der Betastrahlung liefern.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Betastrahlung

Betastrahlung entsteht, wenn in einem radioaktiven Zerfall ein Neutron im Kern in ein Proton umgewandelt wird.

Die Bestrahlung ist eine ionisierende Strahlung, die aus Elektronen besteht.

Sowohl bei der Alpha- als auch bei der Betastrahlung handelt es sich um eine Art der ionisierenden Strahlungen, in denen jeweils geladene Teilchen abgestrahlt werden. Bei der Alphastrahlung werden schwere Heliumkerne mit kurzer Reichweite abgestrahlt und bei der Betastrahlung leichte Elektronen mit mittlerer Reichweite.

Die typische mittlere Reichweite von Betastrahlung in Luft beträgt je nach Energie einige Zentimeter bis Meter, während die Reichweite in leichten Materialien wie Aluminium oder Glas nur noch wenige Millimeter beträgt.

Betastrahlung entsteht zum Beispiel bei der Umwandlung von Neutronen in Protonen im Zuge eines Kernzerfalls.

Unter Betastrahlung versteht man die in einer Kernreaktion frei werdenden Elektronen.

Betastrahlung lässt sich einfach durch wenige Millimeter an Aluminium oder Glas abschirmen.

Bei der Beta-Minus-Strahlung handelt es sich um den Prozess, bei dem ein Neutron unter der Abstrahlung eines Elektrons in ein Proton umgewandelt wird.

Da es sich bei der Betastrahlung um eine ionisierende Strahlung handelt, kann diese im Körper zu Zellschädigungen und Krebs führen und bei stärkerer Dosis sogar zum Zellsterben, was in großen Mengen zum Organversagen oder anderen Symptomen führen kann.

Beta-Minus-Strahlung entsteht, wenn ein Neutron in ein Proton umgewandelt wird und dabei ein Elektron abgestrahlt wird.

Die Geschwindigkeit der Elektronen kann stark variieren. So kann sie je nach Energie der Strahlung von nahezu null bis zu einem großen Anteil der Lichtgeschwindigkeit reichen. Die Lichtgeschwindigkeit selbst kann aufgrund der Masse der Elektronen jedoch nicht erreicht werden.

Typische Vorkommen von Betastrahlung sind radioaktive Zerfälle.

Beim Beta-Plus-Zerfall wird ein Proton im Kern in ein Neutron umgewandelt. Dies geschieht aufgrund der Ladungserhaltung unter der Abstrahlung eines Positrons (positiv geladenes Antiteilchen des Elektrons). Die Kernladungszahl verringert sich demnach bei diesem Prozess um eins.

Bei Betateilchen handelt es sich um freie Elektonen.

Der Betazerfall kann auftreten, sobald die Masse des Mutternuklids größer ist als die Masse von Tochernuklid und Betateilchen.

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