Strahlenphysik

Alle instabilen Nuklide zerfallen spontan.

Dabei wird ein istabiler Atomkern in ein Tochterkern umgewandelt durch spontane emission einer Teilchen oder Wellenstrahlung.

Der Tochterkern kann stabil oder wieder radioaktiv sein und somit in eine weitere Tochter zerfallen

2 protonen und 2 neutronen (Helium)

• Der Kern ist instabil. 
• Deshalb emittiert der Kern ein alphateilchen. Die OZ und Neutronenzahl sinken um 2 und die MZ um 4.
• Es entsteht das Element Neptunium
• Um wieder neutral zu werden gibt das Neptunium zwei hüllenelektronen ab
• nach dem die emittierten Alphateilchen im benachbarten Material gestoppt wurden, nemen sie 2 Elektronen aus der Umgebung auf, wodurch Heliumatome entstehen

• Der Beta zerfall trit auf wenn ein Isotop eines Elements zu viel oder zu wenig neutronen aufweisen
• Es gibt den beta+ und den beta- zerfall

• Hat ein Isotop zu viele Neutronen kann sich ein Neutron in ein Proton umwandeln
• Das Neutron zerbricht in ein Proton und ein Elektron
• Das Elektron hat im Kern nichts zu suchen desshalb wird es emittiert.
• Da ein negativ geladenes Teilchen emittiert wird spricht man vom beta- zerfall
• Diese elektronen nennen wir beta- Strahlen

Die Ordnungszahl liegt nun um eines höher, während die Massenzahl gleich bleibt

• DIeser zerfall tritt bei Kernen auf die zu wenig Neuronen haben
• Ein Proton wandelt sich in ein Neutron um
• Es wird ein positives elektron(positron) emittiert 

DIe Ordnungszahl nimt um eine Einheit ab während die Massenzahl gleich bleibt

• Aus Elektronen(b-) oder Positronen(b+)

• Dies geschiet bei einem angeregten Atomkern
• Die Überschüssige Energie kann ein Atomkern in Form von gamma strahlung abgeben
• Die ausgeschleuderten Photonen bilden eine elektromagnetische Wellenstrahlung

• Die Zeitdauer, nach der die Hälfte der Radionuklide zerfallen sind rsp. nach der sich die Aktivität auf 50% reduziert hat

• Als Aktivität bezeichnet man die Anzahl der Zerfälle pro sekunde
• Die Einheit ist Becquerel 1Bq= 1 Zerfall pro sekunde

• Elektromagnetische Strahlung bestehen aus elektrisch magnetischen Feldern, welche senkrecht aufeinander stehen und periodisch ihre Grösse und ihre Richtung ändern
• Sie breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit geradlinig aus.

• Die Strecke von Wellenberg zu Wellenberg

• Die Anzahl Schwingungen die eine Strahlenart pro Sekunde ausführt
• Frequenz wird in Hertz angegeben =Hz

• Die Energie der Strahlung nimmt zu

• Aus einer vielzahl von Wellenpaketen
• Diese nennt man Photonen

• Elektromagnetische Strahlen

• Bremsstrahlung
• Charakteristische Röntgenstrahlung

• Elektronen mit hoher Geschwindigkeit werden in der nähe de Atomkerns stark abgebremst
• Diese starke abbremsung setzt Energie in Form von Röntgenstrahlen frei
• 99%wärme und 1% röntgenstrahlung

• Ein schnell fliegendes Elektron trifft auf ein Elektron in der K Schale und wird dabei herausgespickt
• Dadurch entsteht ein Loch in der K Schale. Um dieses Loch zu füllen fällt ein Elektron au einer höheren Schale auf die K Schale.
• Weil die Elektronen in höheren Schalen mehr Energie besitzen als die Elektronen in der nähe des Kerns, wird dabei Energie in Form von Röntgenstrahlen frei gesetzt

• Weil die Abstände der verschiedenen Schalen je nach Atomsorte verschieden sind.

• Elektronen bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit an positiv geladenen Atomrümpfe vorbei und werden dabei schwach abgebremst
• dabei wird Energie in Form von Wärmestrahlung abgegeben

1. Elektrischer Strom fliesst durch den Glühfaden
2. durch die Erhitzung tretten Elektronen aus der Drahtoberfläche aus
3. Die negativen Elektronen werden von der positiven Anode angezogen
4. Sie prallen mit ungeheurer Wucht auf die Anode
5. Am Brennfleck wird die Energie in 99%Wärme und 1% Röntgenstrahlung umgewandelt
6. Der Strahl wird gebündelt und gelangt durch den Tubus, durch das zubelichtende Gewebe auf das Röntgenbild

Milliampère (mA)

kilovolt(kV)

• Eine Spannungsquelle muss vorhanden sei
• Ein geschlossener Stromkreis muss vorhanden sein

• 97% werden absorbiert

• Das Röntgenphoton verliert seine gesammte Energie un verschwindet

• Das Röntgenphoton verliert nur ein Teil seiner Energie und ändert die Bewegungsrichtung

1. Ionisation
2. Anregung

• Wenn Röntgenstrahlen auf Materie treffen, werden Elektronen aus den Atomen und moleküle herausgeschlagen und somit Ionisiert

• Durch die Röntgenstrahlen werden Elektronen in den Atomen von inneren Schalen auf äussere Schalen angehoben

• Beizeichnet man die Dicke eines Materials

• 5cm dicke Bleischicht

• Gray (Gy)