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UV-, Röntgen-, γ-Strahlung

Drei Strahlungsarten aus derselben Familie, aber mit sehr verschiedener Energie. Wo sie im elektromagnetischen Spektrum stehen und wie tief sie eindringen.

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Erklärung — UV-, Röntgen-, γ-Strahlung

Sonnenlicht, Röntgenbild und γ-Strahlung sind dieselbe Art von Strahlung.

Frage 1 · Sonne ja, Lampe nein?Von der Sonne bekommst du Sonnenbrand, von einer Schreibtischlampe nie — obwohl beides Licht ist. Was hat die Sonne, was die Lampe nicht hat?
Frage 2 · Ein Strahl, zwei Namen?Röntgen- und γ-Strahlung haben teilweise sogar dieselbe Energie. Sind das zwei Strahlungen oder eine — und wieso ist nur eine davon „radioaktiv“?
  • Gemeinsam:Alle drei sind elektromagnetische Strahlung.
  • Unterschied:Sie tragen sehr verschiedene Energie — sonst nichts.
  • Einheit:Die Energie wird in Elektronenvolt (eV) angegeben.
Der Vergleich in drei Sätzen
UV < Röntgen < γ
Eine Familie

Radiowellen, Licht, UV, Röntgen und γ unterscheiden sich nur in der Energie. 1 eV ist die Energie eines Elektrons nach 1 V Spannung.

Ionisierend ab 10 eV

Ab etwa 10 eV schlägt die Strahlung Elektronen aus Atomen heraus. UV, Röntgen und γ sind alle drei ionisierend.

Energie und Tiefe

Mehr Energie bedeutet tieferes Eindringen. UV bleibt in der Oberhaut, Röntgen erreicht Knochen, γ durchquert den ganzen Körper.

niedrige Energie hohe Energie → Radio Mikro Infrarot sichtbar UV Röntgen γ ab ca. 10 eV: ionisierend < 3 eV: nicht ionisierend
UV-Strahlung3 eV – 100 eV
Quelle: Sonne, Solarium
Entsteht: in der Atomhülle
Kommt bis: Oberhaut
Wirkung: Sonnenbrand, Hautkrebs
Röntgenstrahlung100 eV – 100 keV
Quelle: Röntgenröhre
Entsteht: Elektronen werden abgebremst (Hülle)
Kommt bis: Gewebe, Knochen
Wirkung: DNA-Schäden, Mutationen
γ-Strahlung> 100 keV, bis MeV
Quelle: zerfallender Atomkern
Entsteht: im Atomkern
Kommt bis: durch den Körper
Wirkung: zerstört Zellen und DNA

Der Röntgenbild-Trick steckt in der Mitte des Spektrums.

  • Knochen:Sie schwächen Röntgenstrahlung stärker ab als Muskeln.
  • Folge:Hinter dem Knochen kommt weniger Strahlung an.
  • Bild:Genau dieser Schatten wird auf dem Detektor aufgezeichnet.
✓ Frage 1 gelöstDie Sonne sendet neben Licht auch UV-Strahlung — ab 3 eV genug Energie, um Hautzellen zu schädigen. Die Lampe bleibt beim sichtbaren Licht darunter.
✓ Frage 2 gelöstPhysikalisch eine Strahlung, unterschieden nur nach Entstehungsort: γ aus dem Kern (Zerfall, nicht abschaltbar), Röntgen aus der Hülle (Röhre, per Schalter aus). Nur die Kernumwandlung heißt „radioaktiv“.

Der Strahl dringt je nach Strahlungsart unterschiedlich weit in den Querschnitt aus Haut, Gewebe und Knochen ein. Die Leiste darunter zeigt, wo die gewählte Strahlung im elektromagnetischen Spektrum sitzt — und damit, wie ihre Energie zu ihrer Eindringtiefe passt.

Eindringtiefe im Spektrum

Oberhaut Lederhaut Gewebe Knochen Gewebe Quelle bleibt in der Oberhaut niedrige Energie hohe Energie → Radio Mikro Infrarot sichtbar UV Röntgen γ Alle sieben Bereiche sind elektromagnetische Strahlung — sie unterscheiden sich nur in der Energie.

Die Reihenfolge in der Spektrumsleiste und die Eindringtiefe im Querschnitt gehören zusammen: Je weiter rechts eine Strahlung in der Leiste steht, desto energiereicher ist sie — und desto weiter kommt sie in den Körper hinein. UV bleibt in der Oberhaut, Röntgen erreicht Gewebe und Knochen, γ geht auf der anderen Seite wieder hinaus.

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Hinweise

Hinweis

Nicht radioaktiv

Radioaktiv heißt: Atomkerne wandeln sich um. Röntgenstrahlung entsteht außerhalb des Kerns und lässt sich abschalten.

Hinweis

Eine Strahlung, zwei Namen

γ und Röntgen sind physikalisch dasselbe. Ihre Energiebereiche überschneiden sich, unterschieden wird nur der Entstehungsort.

Hinweis

Wenig Tiefe, viel Wirkung

Wer wenig eindringt, ist nicht harmlos. UV bleibt in der Oberhaut und gibt seine Energie dort auf kleinem Raum ab.

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