Alpha Strahlung
Was genau ist die Alpha Strahlung und wie kommt sie zustande? Das erfährst du in unserem Video und im Beitrag!
Inhaltsübersicht
Was ist Alpha Strahlung?
Die Alpha Strahlung ist eine radioaktive Strahlung. Sie wird durch den Zerfall eines Atomkerns, dem sogenannten Mutterkern, hervorgerufen. Bei diesem Vorgang werden Helium-4-Atome freigesetzt, die du als Alpha Teilchen bezeichnest. Bei einer Vielzahl von solchen Alpha Teilchen sprichst du dann von der Alpha Strahlung.
Außerdem kannst du dir merken, dass die Alpha Strahlung ionisierend ist. Das bedeutet, dass sie in der Lage ist, anderen Atomen und Molekülen ihre Elektronen zu entreißen und sie dadurch positiv zu laden.
Merke: Die Alpha Strahlung, auch α-Strahlung genannt, ist eine ionisierende Strahlung, die durch radioaktiven Zerfall hervorgerufen wird. Dieser Alphazerfall findet bei einem radioaktiven Atomkern, dem sogenannten Alphastrahler, statt.
Alpha Zerfall
Der Alpha Zerfall kommt bei instabilen Atomkernen vor. Hier können die Kräfte, die den Atomkern normalerweise zusammen halten, die abstoßenden Kräfte der Protonen nicht vollständig ausgleichen. Weil der Atomkern in einen stabilen Zustand übergehen möchte, sendet er Helium-4-Atomkerne aus.
Sie bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Deshalb nimmt bei diesem Vorgang die Massenzahl des Mutterkerns um vier Einheiten ab und die Kernladungszahl um zwei.
![\[^{\textcolor{orange}{\text{A}}}_{\textcolor{magenta}{\text{Z}}}\textcolor{blue}{\text{X}}\rightarrow^{\textcolor{orange}{\text{A}}-4}_{\textcolor{magenta}{\text{Z}}-2}\textcolor{olive}{\text{Y}} + ^4 _2\text{He}+\Delta\text{E}\]](https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-7a63bd434fcdb0b4c0f41e07e2678a92_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Dabei ist X der Mutterkern und Y der Tochterkern, also der Atomkern im stabilen Zustand. Mit A bezeichnest du die Massenzahl, mit Z die Ordnungszahl. He ist die Abkürzung für die Helium-4-Atomkerne und 
ist die Energie, die beim Alpha Zerfall frei wird.
In der Natur kommt der Alpha Zerfall beispielsweise vor, wenn Radium-224 zu Radon-220 zerfällt:
![\[^{224} _{88}\text{Ra}\rightarrow^{220}_{86}\text{Rn}+^4 _2\text{He}+6,288\text{MeV}\]](https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-cab4e15ed16787a0e9e0357ed827d270_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Bei solchen Zerfallsprozessen verlässt das Alphateilchen mithilfe des sogenannten Tunneleffekts den Kern und hat eine Anfangsgeschwindigkeit zwischen 10.000 km/s und 20.000 km/s.
Alphastrahlung Nachweis
Die Alphastrahlung kannst du nicht mit dem bloßen Auge sehen. Dafür sind die Alphateilchen viel zu klein. Mit der Hilfe einer sogenannten Nebelkammer kannst du sie jedoch sichtbar machen. Denn dort hinterlässt die Alpha Strahlung dicke, fast gleich lange Spuren im Nebel.
- Durch die Dicke der Spuren kannst du ableiten, dass die Alpha Teilchen besonders stark ionisierend sind.
- Die gleichen Längen der Spuren zeigen dir, dass alle Alpha Teilchen gleich viel Energie besitzen.
Durch das Anlegen von Magnetfeldern, kannst du außerdem beobachten, dass die Spuren schwach abgelenkt werden. Die Ablenkung erfolgt dabei in die gleiche Richtung, wie bei positiven Ladungsträgern. Das bedeutet, dass die Alpha Teilchen positiv geladen sind und wegen der schwachen Ablenkung eine hohe Masse besitzen.
Energie von Alpha Strahlung
Je nachdem, welchen Alphastrahler du betrachtest, unterscheidet sich die Energie der Alphateilchen. In der folgenden Tabelle findest du eine Übersicht über häufig vorkommende Alphastrahler:
| Atom | Energie in MeV |
| Radon-222 (Rn-222) | 5,59 MeV |
| Radium-226 (Ra-226) | 4,87 MeV |
| Uran-238 (U-238) | 4,27 MeV |
| Plutonium-239 (Pu-239) | 5,59 MeV |
Reichweite von Alphastrahlung
Die Reichweite von Alphastrahlung ist sehr unterschiedlich und abhängig von der Umgebung und ihrer Energie.
- In den höchsten Schichten unserer Atmosphäre beträgt sie mehrere hundert Kilometer.
- In menschlichem Gewebe beträgt die Reichweite nur einige Mikrometer (µm).
Das liegt zum einen an der großen Masse der Alphateilchen. Zum anderen an der elektrischen Ladung. Eine Übersicht zeigt dir die Reichweiten in Luft (unter normalen Bedingungen) und in menschlichem Muskelgewebe:
| Energie der Alphateilchen in MeV | Reichweite in der Luft in cm | Reichweite im Muskelgewebe in µm |
| 1 | 0,3 | 4 |
| 3 | 1,6 | 16 |
| 4 | 2,5 | 31 |
| 6 | 4,6 | 56 |
| 8 | 7,4 | 91 |
| 10 | 10,6 | 130 |
Im Vergleich zu Beta- oder Gamma Strahlung, kannst du die Alphastrahlung sehr leicht abschirmen. Die Strahlung von Plutonium schafft mit weniger als 6 MeV beispielsweise nicht einmal 4,6 cm in der Luft. Deswegen würde auch ein Blatt Papier ausreichen, um die Alphastrahlung abzuschirmen.
Dadurch ist Alphastrahlung nicht gefährlich, wenn sie von außen auf dich einwirkt. Erst wenn du sie durch Einatmen oder Verschlucken eines Alphastrahlers in dich aufnimmst, kann die Strahlung Schäden in deinem Körper verursachen.
Alpha Beta Gamma Strahlung
Du hast bereits gesehen, dass es neben der Alpha Strahlung auch noch die Beta- und die Gamma Strahlung gibt. Dabei sind Alpha- und Beta Strahlung sogenannte Teilchenstrahlen. Die Gamma Strahlung hingegen eine elektromagnetische Strahlung. Um zu erfahren, wie sie sich genau unterscheiden, schau dir als nächstes unser Video zur Beta Strahlung an!
