DYS+ Campus ist kostenlos und ohne Werbung. Projekt mit einer Spende unterstützen

Physik

Alpha, Beta, Gamma: ionisierende Strahlung

Instabile Atomkerne senden Alpha-, Beta- oder Gammastrahlung aus. Die drei Arten unterscheiden sich in Aufbau, Reichweite und Abschirmung.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Basis

Das lernst du heute

  • Ich kann Alpha-, Beta- und Gammastrahlung unterscheiden.
  • Ich weiß, was ionisierende Strahlung ist.
  • Ich kann sagen, womit man welche Strahlung abschirmt.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Infrarot, sichtbares Licht, Ultraviolett, Das elektromagnetische Spektrum

Manche Atomkerne sind instabil. Sie zerfallen von allein und senden dabei Strahlung aus. Das nennt man Radioaktivität. Die Strahlung kann Atome ionisieren: Sie schlägt Elektronen aus der Atomhülle. Darum heißt sie ionisierende Strahlung. Es gibt drei Arten. Alphastrahlung (α) besteht aus Heliumkernen mit je 2 Protonen und 2 Neutronen. Diese Teilchen sind schwer und vergleichsweise langsam. Ein Blatt Papier hält sie auf. In Luft kommen sie nur wenige Zentimeter weit. Betastrahlung (β) besteht aus schnellen Elektronen. Sie entstehen, wenn sich im Kern ein Neutron in ein Proton umwandelt. Ein Aluminiumblech von einigen Millimetern hält sie auf. In Luft kommen sie einige Meter weit. Gammastrahlung (γ) ist elektromagnetische Strahlung mit sehr hoher Frequenz. Sie hat keine Masse und keine Ladung und durchdringt vieles. Dicke Schichten aus Blei oder Beton schwächen sie. Ganz aufhalten kann man sie nie. Alphastrahler sind von außen kaum gefährlich, weil schon die Haut sie stoppt. Gelangen sie aber in den Körper, zum Beispiel durch Einatmen oder Essen, geben sie ihre Energie auf kleinstem Raum ab.

Die drei Strahlungsarten im Vergleich.
StrahlungBesteht ausReichweite in LuftAbschirmung
Alpha (α)Heliumkernen (2 Protonen, 2 Neutronen)wenige ZentimeterBlatt Papier
Beta (β)schnellen Elektroneneinige MeterAluminiumblech, einige Millimeter
Gamma (γ)elektromagnetischer Wellesehr weitdicke Blei- oder Betonschicht schwächt

Welche Strahlung hält Papier auf?

  1. Gesucht: die Strahlung, die schon ein Blatt Papier stoppt.
  2. Alpha: schwere Teilchen, geringe Reichweite. Papier genügt.
  3. Beta: Papier reicht nicht, ein Aluminiumblech ist nötig.
  4. Gamma: auch Aluminium reicht nicht. Antwort: Alphastrahlung.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Manche Atomkerne sind instabil.

Sie zerfallen und senden Strahlung aus.

Alpha stoppt Papier, Beta ein Aluminiumblech, Gamma nur eine dicke Schicht.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Rauchmelder kann eine winzige Menge eines Alphastrahlers enthalten. Das Gehäuse hält die Strahlung zuverlässig zurück.

Schritt für Schritt

Du ordnest eine Strahlung ihrer Abschirmung zu.

  1. Lies die Reichweite in der Tabelle.
  2. Papier stoppt nur die schwersten Teilchen.
  3. Aluminium stoppt auch Elektronen.
  4. Gammastrahlung wird nur geschwächt.

Mit einem Bild erklärt

HindernisGestoppt wird
PapierAlpha
AluminiumblechAlpha und Beta
dicke BleischichtGamma stark geschwächt

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Welche Strahlung wird schon von einem Blatt Papier aufgehalten?
Zeig mir den ersten Schritt

Welche Strahlung hat die geringste Reichweite?

Lösung ansehen

Lösung: Alphastrahlung

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Woraus besteht Betastrahlung?
Zeig mir den ersten Schritt

Denke an die Tabelle: Was fliegt dort mit?

Lösung ansehen

Lösung: aus schnellen Elektronen

Tipp: Merke die Reihenfolge der Durchdringung: Alpha wird am leichtesten gestoppt, Beta etwas schwerer, Gamma am schwersten.

Merksatz: Alpha: Heliumkerne, Papier genügt. Beta: Elektronen, Aluminiumblech. Gamma: Welle, Blei oder Beton schwächt.

Typischer Fehler: Viele denken, Blei oder Beton könne Gammastrahlung ganz aufhalten. Jede Schicht schwächt sie nur um einen Anteil. Je dicker die Schicht, desto weniger kommt durch.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Gammastrahlung besteht aus Teilchen mit Masse.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 2 Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern mit 2 Protonen und 2 Neutronen. Aus wie vielen Teilchen besteht es insgesamt?

Zeig mir den ersten Schritt

Zähle Protonen und Neutronen zusammen.

Lösung ansehen

Lösung: 4

2 + 2 = 4 Teilchen.

Frage 3 Welche Strahlung durchdringt Materie am stärksten?
Lösung ansehen

Lösung: Gammastrahlung

Frage 4 Warum ist ein Alphastrahler im Körper besonders gefährlich?
Lösung ansehen

Lösung: Er gibt seine Energie auf sehr kleinem Raum ab.

Geschafft

Instabile Kerne senden Alpha-, Beta- oder Gammastrahlung aus. Sie ionisieren Atome. Alpha ist leicht abzuschirmen, Gamma durchdringt am meisten.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Radioaktivität und Strahlenschutz

Kurz erklärt, 49 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

PDF, 400 KB

Übungsheft herunterladen (PDF, 400 KB)

Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen