Die drei Arten radioaktiver Strahlung

Radioaktivität
Bohrsches Atommodell
Nach Niels Bohr bestehen Atome aus einem positiv geladenen Atomkern, der sich aus positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen zusammensetzt und einer Hülle aus negativ geladenen Elektronen. Die Anzahl der
Elektronen entspricht der Anzahl der Protonen, so
dass das Atom insgesamt elektrisch neutral ist.
Obwohl der Atomkern ca. 10000 mal kleiner als
die Elektronenhülle ist, enthält er annähernd die
gesamte Masse des Atoms.
Niels Bohr (1885 – 1962)
Radioaktive Strahlung entsteht ausschließlich
im Atomkern.
Die drei Arten radioaktiver Strahlung
Wirkung auf DNA
α-Strahlung
α-Strahlung besteht aus Helium-Kernen.
Aufgrund ihrer hohen Masse und Ladung
haben α-Teilchen nur eine geringe
Reichweite und Eindringtiefe in Materie.
Sie werden von den obersten Hautschichten komplett abgeschirmt. Gefährlich sind
α-Strahler allerdings, wenn sie, z. B. durch
die Nahrung, in den Körper gelangen.
DNA
γ
Einzelstrangbruch
→ Reparatur wahrscheinlich
Einzelstrangbruch
→ Reparatur wahrscheinlich
β
Doppelstrangbruch
→ Reparatur unwahrscheinlich
β-Strahlung
β-Strahlung besteht aus Elektronen (β-Strahlung) bei der Umwandlung eines
Neutrons in ein Proton (β-), bzw. Positronen (β+-Strahlung), die bei der Umwandlung eines Protons in ein Neutron
(β+) freiwerden. Die Reichweite kann, je
nach Isotop, deutlich größer als die von
α-Teilchen sein.
γ-Strahlung
γ-Strahlung besteht aus elektromagnetischen Wellen (Photonen), die entstehen, wenn ein z. B. durch einen vorangegangenen α-Zerfall energetisch angeregter Kern Energie aussendet. Im
Gegensatz zur α- oder β-Strahlung zerfällt
beim γ-Zerfall der Kern nicht zu einem
anderem Isotop, verändert also seine
Protonen- und Neutronen-Zahl nicht.
γ-Strahlung lässt sich nur schwer abschirmen (z. B. durch Blei) und kann den
menschlichen Körper durchdringen.
α
Beim vereinzeltem Auftreffen eines γQuants oder eines β-Partikels auf
Zell-DNA wird meistens nur ein Teil
eines Basenpaares der DNADoppelhelix beschädigt. Da die
menschliche DNA nur aus festen
Paaren der Basen Adenin und Thymin sowie Cytosin und Guanin besteht, lässt sich so aus dem verbliebenen Teil des Basenpaares die
verlorene Erbinformation wiedergewinnen.
Problematischer ist das Einschlagen
von α-Partikeln, die aufgrund ihrer
Größe direkt beide Seiten der DNADoppelhelix schädigen können und
komplette Basenpaare zerstören. Die
Erbinformation lässt sich nun nicht
mehr rekonstruieren.