Betastrahlung – Entstehung, Reichweite und Abschirmung

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 () und einigen wenigen Megaelektronenvolt (). 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.

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.

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.

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.