Alphastrahlung
Alphastrahlung ist eine Art von ionisierender Strahlung, die beim Alphazerfall, einem radioaktiven Zerfall, auftritt.
Bei Alphastrahlen handelt es sich um einen echten Teilchenstrom: Alphateilchen bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen, die einem Helium-Atomkern entsprechen.
Das Symbol für ein Alphateilchen ist der kleine griechische Buchstabe Alpha: α;
in Reaktionsgleichungen es auch als zweifach ionisiertes Helium (4He2+) geschrieben.
Zerfall
Der Alphazerfall tritt vorwiegend bei Atomkernen auf, die (im Vergleich zu stabilen Isotopen) relativ wenige Neutronen und viele Protonen besitzen. In dieser Situation ist die Starke Wechselwirkung, die die Nukleonen (Protonen und Neutronen) im Atomkern zusammenhält, schwächer als die Elektromagnetische Wechselwirkung, die ein Abstoßen der Protonen voneinander bewirkt.
Durch den Tunneleffekt tritt ein statistischer Zerfall eines solchen Atomkernes auf. Die Halbwertszeit ist ein Maß für die Zerfallswahrscheinlichkeit. Ein Alphateilchen (und nicht, bzw. nur in Ausnahmesituationen, ein Proton) wird aus dem Atomkern ausgestoßen, da dieser eine relativ stabile Einheit (schon im Kern) bildet.
Nach dem Ausstoß verbleibt der Atomkern in einem angeregten Zustand. Der Übergang in den Grundzustand ist mit dem Aussenden von Gammastrahlung verbunden.
Typische Alphastrahler in der Natur sind Uran und Thorium sowie ihre Zerfallsprodukte Radium oder Radon. Die Energie eines Alphateilchens ist typischerweise in der Ordnung von 2 bis 5 MeV.
Strahlung
Aufgrund ihrer relativ hohen Masse und Ladung haben Alphateilchen nur eine sehr geringe Eindringtiefe in Materie. Ein Blatt Papier oder einige Zentimeter in Luft reichen im Allgemeinen schon aus, um Alphateilchen vollständig abzuschirmen. Aufgrund dieser relativ schnellen Abbremsung geben Alphateilchen ihre Energie allerdings auf einer kurzen Strecke ab, und bewirken dadurch eine intensive Ionisierung.
Alphastrahlen dringen aufgrund ihrer geringen Durchdringungsfähigkeit nur in die obersten (toten) Hautschichten, aber nicht tief in den Körper ein. Ein im Organismus durch Einatmen oder Aufnahme mit der Nahrung eingelagerter Alphastrahler ist dagegen sehr schädlich. Insbesondere die Anreicherung eines mit Alphastrahlung zerfallenden Isotopes in einem Organ führt zu einer hohen Belastung dieses Organs, da die Strahlung ihre schädigende Wirkung auf kleinem Raum anrichtet. (Strahlenkrankheit)