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Straling
Radioaktiv kontaminiertes Gras 1 km vom Kernreaktor Tschernobyl-Pripyatat gibt ein radioaktive Äquivalentdosis um ein Vielfaches des natürlichen Hintergrunds von sagen wir 0,29 Mikrosievert/Stunde. Ein Terra-P Ekotest MKS-05 Geiger-Müllerteller vor dem Reichweite- und Betastrahlung misst 0,96 Mikrosievert/h (μSv/h). 2010

Strahlung können elektromagnetische Strahlung und Teilchenstrahlung sein. Letztere sind Hochgeschwindigkeitsteilchen, die höchstens die Größe eines Atomkerns haben. Dabei handelt es sich oft um einen kontinuierlichen Partikelstrom, es kann sich aber auch um seltene Einzelpartikel handeln, wie bei kosmische Strahlung, mit sehr hoher Energie.

Nach zeitgenössischen quantenmechanische Es gibt übrigens keinen grundsätzlichen Unterschied zwischen Strahlung über Wellen und als Teilchen. Strahlung ist Energieübertragung ohne direkten Kontakt.

Layout

Elektromagnetische Strahlung wird in aufsteigender Reihenfolge gemessen Frequenz (absteigend Wellenlänge) wie folgt unterteilt (siehe auch Elektromagnetisches Spektrum):

Partikelstrahlung oder Partikelstrahlung betrifft hauptsächlich, in aufsteigender Reihenfolge Masse der Teilchen:

Energie pro Photon oder Teilchen

Strahlung wird oft unterteilt in die Energie pro Photon oder Partikel in:

  • Ionisierende Strahlung: elektromagnetische Strahlung mit hoher Frequenz, also viel Energie pro Photon (Röntgen- und Gammastrahlen), und die oben erwähnte Teilchenstrahlung; die Energie pro Photon oder Teilchen reicht aus, um Elektronen aus Atomen zu entfernen. Bei noch größerer Energie pro Photon oder Teilchen können auch Atomkerne betroffen sein.
  • Nichtionisierende Strahlung: elektromagnetische Strahlung niedrigerer Frequenz bis hin zu ultravioletter Strahlung.

Diese Unterscheidung ist wichtig für die Strahlengefahr. Ionisation ist ein Prozess, bei dem Elektronen aus Atomen oder Molekülen entfernt werden, wodurch elektrisch geladene Teilchen entstehen (Ionen) zurückbleiben. Dadurch kommt es zu chemischen Veränderungen in den bestrahlten Molekülen, was diese Strahlung für Organismen oft gefährlicher macht.

Eine große Zahl von Photonen oder Teilchen mit jeweils geringer Energie ist daher nicht gleichbedeutend mit einer kleinen Zahl mit jeweils hoher Energie.

Intensität

Neben der Energie pro Photon oder Teilchen ist natürlich auch die Zahl von Bedeutung (zum Beispiel die Zahl, die in einem bestimmten Zeitintervall eine bestimmte Oberfläche durchquert). Dies kann auch pro Zeiteinheit angezeigt werden; Biene radioaktiver Zerfall ist das die nummer becquerel (Bq, Anzahl der pro Sekunde zerfallenden Atome), wenn zwei Teilchen pro Atom freigesetzt werden, wird dies auch „Ausbeute“ genannt.

Das Produkt aus der Energie pro Photon oder Teilchen und der Zahl ist die Gesamtenergie (Fluss). Dies kann auch pro Zeiteinheit angezeigt werden (Leistung) und/oder Flächeneinheit (Flussdichte). Zum Beispiel die Fähigkeit der Sonnenstrahlung auf der Erde (über der Atmosphäre, auf einer senkrechten Fläche) durchschnittlich 1367 W/m² (Solarkonstante). Dies kann auch geteilt werden durch die Raumwinkel unter der der Beobachter die Quelle sieht (hier 60 µst), dann erhalten wir 23 MW/(st m2); die gleiche Zahl gilt für ähnliche Sterne in unterschiedlicher Entfernung (sofern Strahlung unterwegs nicht absorbiert wird, siehe auch Olbers' Paradoxon). Siehe auch Intensität (Physik).

Je nachdem, wie das Photon gebildet wird oder ein Teilchen seine Geschwindigkeit erlangt hat, können die Werte der Energie pro Photon oder Teilchen sein diskret sein (Spektrallinien) oder ein Kontinuum (kontinuierliches Spektrum) Formen. Mit Photonen kann man dann zum Beispiel mit Wärmestrahlung, die Gesamtenergie usw. (wie oben) pro Einheit von Wellenlänge oder Frequenz sehen. Bei der Betrachtung der maximalen Wellenlänge oder Frequenz, bei der diese maximal ist, muss man bedenken, dass der Peak gemessen pro Wellenlängeneinheit bei einer Wellenlänge liegt, die nicht ganz der Frequenz entspricht, auf der der Peak liegt, gemessen pro Frequenzeinheit, weil die Anzahl der Frequenzeinheiten pro Wellenlängeneinheit bei einer längeren Wellenlänge kleiner ist. Beispiel: bei einer Wellenlänge von 1 km (d. h. einer Frequenz von 300 kHz) beträgt das Verhältnis 300 Hz/m und bei einer Wellenlänge von 2 km (d. h. einer Frequenz von 150 kHz) beträgt das Verhältnis 75 Hz/m[1]; siehe auch kosmischer Mikrowellenhintergrund. Bei Teilchen kann man die Gesamtenergie, Leistung usw. pro Energieeinheit pro Teilchen oder Geschwindigkeitseinheit betrachten. Auch hier stimmen die Spitzen nicht ganz überein.

Strahlungsquellen

Jedes Objekt sendet aufgrund seiner Temperatur Wärmestrahlung aus, das ist elektromagnetische Strahlung. Je höher die Temperatur, desto größer die Intensität und entsprechend der Wiens Verschiebungsgesetz desto höher ist die Frequenz der Strahlung. Es ist oft Infrarotstrahlung, aber auch sichtbares Licht bei hohen Temperaturen. Beispiele für solche Temperaturstrahler Bereich die Glühbirne, Feuer und der Sonne. Bei noch höherer Temperatur ist es ultraviolettes Licht und so weiter.

An einer Emission ein Photon wird emittiert. Dies geschieht zum Beispiel mit a Gasentladung wenn es einen gibt elektrischer Strom geht durch ein Gas. EIN LED ist ein Halbleiterbauelement die Licht aussendet, wenn ein elektrischer Strom in die Vorwärtsrichtung wird durchgesendet. Es ist ein Beispiel für Festkörperbeleuchtung.

Elektronenröhren, Zum Beispiel, a Kathodenstrahlröhre und ein Röntgenröhre, verschiedene Arten von Strahlung erzeugen.

EIN Sendeantenne erzeugt Radiowellen, aber auch Strahlung mit mehr Energie. In ihrer einfachsten Form besteht eine Antenne aus einem leitfähigen dünnen Draht.

Fluoreszenz wandelt ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht um.

Außerdem gibt es Laserstrahlung und Synchrotronstrahlung.

Radioaktivität eines Materials bedeutet, dass es spontan radioaktiver Zerfall in tritt und emittiert ionisierende Strahlung. Das können Alpha-, Beta- und Gammastrahlung sein, auch gleichzeitig. Radioaktives Material kommt natürlicherweise auf der Erde vor, auch im menschlichen Körper. Es kann auch absichtlich durch menschliches Handeln verwendet werden oder ein unerwünschtes Nebenprodukt sein.

gemeistert Kernspaltung kann in a Kernreaktor etabliert sein. Außerdem wird ionisierende Strahlung emittiert. Wenn ein Nuklearwaffe explodiert, wird viel Strahlung freigesetzt.

Die Erde und alles Leben auf der Erde sind ständig der Strahlung aus dem Weltall ausgesetzt, wie einem gleichmäßigen Nieselregen. Geladene Teilchen der Sonne und anderer Sterne interagieren mit der Erdatmosphäre und dem Magnetfeld und verursachen einen sintflutartigen Regen von Strahlung, hauptsächlich Beta- und Gammastrahlen. Die Stärke davon kosmische Strahlung unterscheidet sich an verschiedenen Orten der Erde aufgrund des Höhenunterschieds und des Einflusses der Erdmagnetfeld.

Penetration

Alphastrahlung wird bereits durch ein Stück Papier blockiert. Betastrahlung erfordert schon etwas Stärkeres, zum Beispiel Plexiglas oder Aluminium, und für Gammastrahlung braucht man dickes Blei oder Beton.

Das Durchdringungsvermögen elektromagnetischer Strahlung wird variiert. Klares Glas und Wasser lassen beispielsweise Licht durch, bei farbigem Glas und einer farbigen Flüssigkeit unterscheidet sich dies je nach Frequenz innerhalb des Lichtspektrums. Das Atmosphäre der Erde überträgt keine Teile des elektromagnetischen Spektrums, beispielsweise ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen und Teile des Infrarotspektrums, lässt jedoch sichtbares Licht gut durch. Für verschiedene Material durch die sichtbares Licht geht, heißt Transparenz, vor dem Wellen durch eine Mittel im Allgemeinen, außer Licht auch Schallwellen und Elektromagnetische Wellen Über Übertragung.

Die übertragene Energie pro Frequenz nimmt exponentiell mit der Entfernung ab. Bei Frequenzen bis hin zu Mikrowellen gilt: Je höher die Frequenz und je elektrisch leitfähiger das Material ist, desto geringer ist die Durchschlagskraft, da die Energie durch elektrischen Strom verloren geht.

Das Lambert-Biergesetz stellt eine Verbindung zwischen den Absorption des Lichts und die Eigenschaften des Materials, das das Licht durchdringt. Das Extinktionskoeffizient zeigt an, inwieweit einfarbig Licht wird von einem Material absorbiert.

Auch das Durchdringungsvermögen der aus Partikeln bestehenden Strahlung variiert. Alphastrahlen können kein Blatt Papier durchdringen. Betastrahlen werden jedoch nur von einer dünnen Metallschicht, beispielsweise Aluminium, gestoppt. Im Vergleich dazu haben Gammastrahlen (die elektromagnetisch sind) eine größere Durchdringungskraft. Zum Blockieren von 95 % der Gammastrahlung von a Kobalt-60-Quelle B. 6 cm Blei, 10 cm Eisen oder 33 cm Beton benötigt.

Die meisten Schäden treten auf, wenn die Stoffe, die sie produzieren, in den menschlichen Körper aufgenommen werden, entweder über die Nahrung oder durch Einatmen.

Anwendungen

Eine Anwendung, die weit vor der Entdeckung des physikalischen Hintergrunds liegt (und auch von Tieren angewendet wurde), ist natürlich die Sehvermögen das nutzt Licht. Elektromagnetische Strahlung niedrigerer Frequenzen wird auch häufig für Wireless verwendet Kommunikation / Datentransfer.

EIN Heizstrahler und ein Mikrowelle Wärme erzeugen.

Röntgenstrahlen und ionisierende Strahlung von radioaktiven Quellen haben medizinische Anwendungen.

Neutronenstrahlung wird in a . verwendet Kernreaktor und Nukleare Explosion um den Prozess in Gang zu halten oder in kürzester Zeit immer intensiver zu gestalten.

Siehe auch Anwendungen elektromagnetischer Strahlung und Spektroskopie.

Gefahren

Wie gesagt vor allem ionisierende Strahlung gefährlich sind, zum Beispiel verursacht durch Radioaktivität.

Darüber hinaus kann auch andere Strahlung gefährlich sein. Zu viel Licht ist schlecht dafür Retina. Ultraviolettes Licht kann der Haut schaden. Übermäßige Strahlung kann zu viel Hitze verursachen, was zu Hautverbrennungen, Feuer oder anderen Schäden führen kann. Strahlung kann Elektronik stören oder beschädigen und nützliche Strahlung (z. B. für die Kommunikation) stören.

Gefährliche Strahlung kann ein Ziel von a . sein Nuklearwaffe, und ist ansonsten (möglicherweise in geringerem Maße) ein Nebenprodukt. Es ist ein Ziel von a schmutzige Bombe. Es handelt sich um ganz unterschiedliche Strahlungen: sehr kurze Dauer während der Explosion und sehr lange durch ausfallen.

Im Falle einer einmaligen Radioaktivität (z. B. bei einem Unfall oder beim Einsatz einer Atomwaffe) oder der Stilllegung eines Kernkraftwerks (sofern radioaktives Material nicht entsorgt wird) bestimmen Sie die Halbwertszeiten der radioaktiven Isotope, die stark variieren kann, wie schnell die Gefahr nachlässt. Während einer bestimmten Zeit ist ein Isotop am gefährlichsten, dann ist ein anderes Isotop (oft eines anderen Elements) mit einer längeren Halbwertszeit am gefährlichsten und so weiter. Weiterhin hängt die Gefährdung von der Art der Strahlung und damit vom Durchdringungsvermögen (siehe oben) in Verbindung mit den Schutzmaßnahmen ab.

Obwohl der Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Magnetfeldern von oberirdischen Stromleitungen und die Leistung von Leukämie und Gehirntumore bei Kindern nicht wissenschaftlich nachgewiesen wurde, empfiehlt die Gesundheitsrat ein Vorsorgepolitik in Bezug auf Hochspannungsleitungen Auf.[2] Das Weltgesundheitsorganisation (WHO) kommt zu dem Schluss, dass keine schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit festgestellt wurden von Strahlung von Mobiltelefonen.[3] Die IARC kommt zu dem Schluss, dass ein Risiko bestehen kann und dass der Zusammenhang zwischen Mobiltelefonnutzung und Krebsrisiko überwacht werden sollte.[4]

Externe Links