Was haben Schokolade und Elektronen gemeinsam?
Das Entfernen der Elektronen aus der Atomhülle
Ein Atom, als Baustein der Materie, besteht aus einem Kern und den von ihm angezogenen Elektronen in der Atomhülle. Ähnlich wie man die Schokolade aus ihrer Hülle entfernen kann, kann man Elektronen aus der Atomhülle entfernen. Den Vorgang des Entfernens eines Elektrons aus der Hülle nennt man Ionisation. Strahlung, die hierfür genug Energie besitzt, heißt ionisierende Strahlung.
Nicht jede Strahlung kann ionisieren. Um zu verstehen, warum manche Strahlung Elektronen aus Atomen entfernen kann und andere nicht, lohnt sich ein Blick auf die Vielfalt unterschiedlicher Strahlungsarten: Lampen, Heizkörper und Smartphones geben Strahlung ab. Sie unterstützen unseren Alltag, ohne dass es besondere gesetzliche Reglungen zu deren Umgang gibt. Im Gegensatz dazu gibt es für radioaktive Stoffe und Röntgenstrahlung mehrere Gesetze und Verordnungen. Man darf nicht einfach so damit umgehen. Grund für diese speziellen Reglungen und Schutzmaßnahmen ist die mitunter negative Wirkung der Ionisation.
Was passiert bei einer Ionisation?
Stellen Sie sich einen Wettkampf zweier Teams vor, die beide versuchen, Tennisbälle über eine hohe Mauer zu werfen. Team Röntgen hat starke Athleten: Ihre Bälle fliegen ohne Probleme über die Mauer. Das Team Licht hat nur schwache Werfer, von denen es keiner schafft, über die Mauer zu werfen. Es spielt hierbei keine Rolle, wie oft von beiden Teams geworfen wird. Entscheidend ist, dass Team Röntgen hoch genug werfen kann.
Genauso verhält es sich mit Strahlung. Röntgenstrahlung ist „stark genug“, um „den Ball über die Mauer“ zu bringen. Das Elektron wird aus dem Atom entfernt.
Versuchen Sie das Gleiche mit Licht, dann ist das so, als ob sie nicht stark genug werfen: Der Ball kommt selbst dann nicht über die Mauer, wenn Sie mehr schwache Werfer haben. Mehr Licht kann also immer noch nicht ionisieren.
Warum das Entfernen eines Elektrons so folgenreich ist
Elektronen sind die „Verbindungshaken“ der Materie: Sie halten Atome zusammen und sorgen dafür, dass sich Moleküle bilden können. Wird ein Elektron entfernt, brechen die Atomverbindungen auf. Besonders heikel ist das bei Molekülen wie der DNA - dem Erbgut des Menschen. Unser Körper kann viele derartige Schäden reparieren. Gelingt die Reparatur jedoch nicht, können Mutationen entstehen, die das Risiko für Krebs erhöhen.
Das „Entfernen aus der Hülle“ ist daher ein Vorgang, den die Strahlenschützer möglichst verhindern wollen – es sei denn, es handelt sich bei der Hülle um die Verpackung schmackhafter Süßigkeiten…
