Alpha-Strahlen bzw. Alpha-Strahlung sind Teil der radioaktiven Strahlung (ionisierenden Strahlung. Daher kann man die Alpha-Strahlen in einem starken magnetischen bzw. elektrischen Feld untersuchen. Dabei stellt man fest, dass ein Teil der Strahlung leicht abgelenkt wird (Alpha-Strahlen), ein anderer Teil in die Gegenrichtung (Beta-Strahlung) und ein weiterer Teil vom elektrischen/magnetischen Feld gar nicht beeinflusst wird (Gamma-Strahlen), (siehe hierzu die entsprechenden Kapitel in der Physik, z.B. Ablenkung von Teilchen im elektrischen Feld).
Das es sich bei der Alpha-Strahlung um positiv geladene Teilchen handelt, lässt sich durch die Ablenkung (vor allem im Magnetfeld) bestimmen. Erklären lässt sich die Ablenkung der Alpha-Strahlen durch die Lorentzkraft, die im magnetischen Feld wirkt (die Ablenkung ergibt sich aus der Rechte-Hand-Regel). Die Bahn der Alpha-Teilchen durch ein Magnetfeld zeigt, dass diese Teilchen schwach ablenkbar sind. Die Alpha-Strahlung besteht aus (Alpha-)Teilchen, die (im Vergleich zu Elektronen) eine relativ große Masse besitzen (und wie bereits sich im Magnetfeld wie positiv geladene Teilchen verhalten.
Wir alle kennen das Bohrsche Atommodell, dabei befinden sich (im positiv geladenen Atomkern, Protonen und Neutronen). Dabei stoßen sich die gleichgeladenen Protonen im Kern ab, dieser elektrostatischen Wechselwirkung stehen die sog. Kernkräfte gegenüber. Ab einer gewissen Anzahl an Protonen im Kern überwiegen Abstoßungskräfte. Atomkerne mit mehr als 83 Protonen sind daher instabil und unterliegen daher dem sog. radioaktiven Zerfall. Dabei wandeln sich die instabilen Atomkerne in stabile Atomkern um. Beim Alphazerfall nimmt die Massenzahl des “instabilen” Atomkerns um 4 Massen-Einheiten ab und die Kernladungszahl im Atomkern verringert sich um 2 Einheiten. Beim Alphazerfall wird als ein zweifach positiv geladenes Heliumion (ein Heliumkern) aus dem Atomkern emittiert, so dass sich die Kernmasse des instabilen Atomkerns um zwei Protonen und um zwei Neutronen verringert und so in einen stabilen Atomkern umgewandelt. Alpha-Strahlung besteht also aus Alphateilchen, die aus zwei Protonen und zwei Neutronen bestehen.
Die Ablenkung im magnetischen und elektrischen Feld zeigt, dass Alpha-Strahlung eine Teilchenstrahlung (Korpuskularstrahlung) ist. Der Energietransport erfolgt daher über die Bewegung der Alphateilchen (kinetische Energie). Die Energie eines Alphateilchens (das beim Kernzerfall von natürlichen Alphastrahler emittiert wird) liegt bei etwa 2 bis 5 MeV. Durch künstliche Alphastrahler lassen sich aber auch Energiewerte von bis zu 10 MeV erreichen. In der Natur vorkommende Alphastrahler sind Uran bzw. Thorium. Zu den Alphastrahler gehören auch die Zerfallsprodukte beider Elemente, nämlich Radium und Radon.
Aus Untersuchungen in einer Nebelkammer kann man feststellen, dass die Reichweite der Alpha-Strahlung sehr begrenzt ist. Die Alphateilchen haben im Vergleich zu anderer ionisierender Strahlung nur geringe Reichweite und dringen im Gegensatz zu Beta- und Gamma-Strahlung nicht tief in Materie ein, da sie eine relativ große Masse von 4 u haben. Die Reichweite der α-Strahlung beträgt daher nur wenige Zentimeter und kann aufgrund der geringen Durchdringbarkeit von Materie beispielsweise durch ein Blatt-Papier “aufgehalten” werden.
Alpha-Strahlung ist ein Typ von ionisierender Strahlung, der aus Alpha-Teilchen besteht. Diese Teilchen sind positiv geladene Helium-4 Kerne.
Die drei Arten von Strahlung sind Alpha, Beta und Gamma. Alpha-Strahlung hat die geringste Durchdringungsfähigkeit und ist bereits durch ein Stück Papier blockierbar. Im Vergleich dazu haben Beta und Gamma-Strahlung eine wesentlich höhere Durchdringungsfähigkeit.
Alpha-Strahlung wird erzeugt, wenn ein Kern eines Atoms instabil ist und in den Prozess der Alpha-Zerfalls eintritt. Dies bedeutet, der Kern gibt zwei Protonen und zwei Neutronen ab, was als Alpha-Teilchen bekannt ist.
Alpha-Strahlung ist extrem schädlich, wenn sie vom Körper absorbiert wird, wie beispielsweise durch das Einatmen von alpha-radioaktiven Partikeln. Sie kann Zellschäden verursachen und ist daher krebserregend.
Alpha-Strahlung wird mithilfe von Messgeräten wie dem Geiger-Müller-Zähler oder Szintillationszählern gemessen.
Die Einheiten, die verwendet werden, um Alpha-Strahlung zu messen, sind Becquerel (Bq) für die Aktivität und Gray (Gy) für die absorbierte Dosis.
Nein, Alpha-Strahlung kann nicht einmal durch ein Stück Papier oder die menschliche Haut dringen, aufgrund ihrer geringen Durchdringungsfähigkeit. Allerdings kann Alpha-Strahlung den Körper durch Inhalation, Ingestion oder offene Wunden betreten.
Die Halbwertszeit eines Alpha-Strahlers ist die Zeit, die es braucht, bis sich die Aktivität des Strahlers halbiert. Sie variiert je nach radioaktivem Material, das den Alpha-Zerfall durchläuft.
Natürliche Alpha-Strahler findet man in Mineralen und Gesteinen, speziell in solchen, die Uran und Thorium enthalten.
Die beste Methode, sich vor Alpha-Strahlung zu schützen, ist die Vermeidung von Kontakt mit alpha-radioaktiven Materialien. Ansonsten bietet bereits ein gewöhnliches Stück Papier oder Kleidung einen effizienten Schutz.