Gamma Strahlung – Eigenschaften und Auswirkungen
Ein Gammastrahl (g) ist ein Paket elektromagnetischer Energie (Photon), das vom Kern einiger Radionuklide nach dem radioaktiven Zerfall emittiert wird. Gamma-Photonen sind die energiereichsten Photonen im elektromagnetischen Spektrum.
Welche Eigenschaften haben Gammastrahlen?
Gammastrahlen sind eine Form der elektromagnetischen Strahlung (EMR). Sie sind der Röntgenstrahlung ähnlich und unterscheiden sich nur dadurch, dass sie von einem angeregten Kern emittiert werden. Elektromagnetische Strahlung kann durch einen Strom von Photonen beschrieben werden, bei denen es sich um masselose Teilchen handelt, die sich jeweils in einem wellenförmigen Muster bewegen und sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Jedes Photon enthält eine bestimmte Menge (oder ein Bündel) an Energie, und alle elektromagnetische Strahlung besteht aus diesen Photonen. Gammastrahlenphotonen haben die höchste Energie im EMR-Spektrum und ihre Wellen haben die kürzeste Wellenlänge.
Wissenschaftler messen die Energie von Photonen in Elektronenvolt (eV). Röntgenphotonen haben Energien im Bereich von 100 eV bis 100.000 eV (oder 100 keV). Gammastrahlenphotonen haben im Allgemeinen Energien von mehr als 100 keV. Zum Vergleich: ultraviolette Strahlung hat eine Energie, die in den Bereich von wenigen Elektronenvolt bis etwa 100 eV fällt und nicht genug Energie hat, um als ionisierende Strahlung klassifiziert zu werden. Die hohe Energie der Gammastrahlen ermöglicht es ihnen, viele Arten von Materialien zu durchdringen, darunter auch menschliches Gewebe. Sehr dichte Materialien wie Blei werden häufig als Abschirmung verwendet, um Gammastrahlen zu verlangsamen oder zu stoppen.
Welche gesundheitlichen Auswirkungen hat die Exposition gegenüber Gammastrahlung?
Gammastrahlung ist stark durchdringend und interagiert mit Materie durch Ionisation über drei Prozesse, photoelektrischer Effekt, Compton-Streuung oder Paarbildung. Aufgrund ihrer hohen Durchdringungskraft kann die Einwirkung von Gammastrahlung im ganzen Körper erfolgen, sie sind jedoch weniger ionisierend als Alphateilchen. Gammastrahlung gilt im Hinblick auf den Strahlenschutz als externe Gefahr.
Wie alle Expositionen gegenüber ionisierender Strahlung können hohe Expositionen durch unmittelbare Zellschädigung direkte akute Wirkungen haben. Niedrige Expositionen bergen ein stochastisches Gesundheitsrisiko, wobei die Wahrscheinlichkeit einer Krebsinduktion mit erhöhter Exposition zunimmt.
Was sind einige häufige Quellen von Gammastrahlung?
Gammastrahlung wird von vielen der Radioisotope freigesetzt, die in den natürlichen Zerfallsreihen von Uran, Thorium und Aktinium vorkommen, sowie von den natürlich vorkommenden Radioisotopen Kalium und Kohlenstoff. Diese finden sich in allen Gesteinen und Böden und sogar in unserer Nahrung und unserem Wasser.
Künstliche Gammastrahlungsquellen werden bei Kernspaltung in Kernreaktoren, Hochenergiephysik-Experimenten, nuklearen Explosionen und Unfällen erzeugt.
