Wie entstehen Alphateilchen und wie gefährlich sind sie?

Ein Alphateilchen entsteht durch den Alphazerfall eines radioaktiven Kerns. Da der Kern instabil ist, wird ein Teil davon ausgeworfen. Dadurch erreicht der Kern einen stabileren Zustand.

Der ausgestoßene Teil ist das Alphateilchen, das aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht: Dies ist der Kern des Heliumatoms. Helium ist ein Inertgas und harmlos. Die Partikel an sich sind also nicht gefährlich. Nur die hohen Geschwindigkeiten, mit denen sie aus den Kernen ausgestoßen werden, machen sie zu einer Gefahr. Bei diesen hohen Geschwindigkeiten haben sie genügend Energie, um Bindungen in Materie aufzubrechen oder Atome zu ionisieren (also Elektronen abzustoßen). Für lebende Zellen ist dies besonders schädlich.

Das Interessante an Alphateilchen ist, dass sie die Materie nicht weit durchdringen (im Gegensatz zu Beta- oder Gammastrahlung). Schon ein Blatt Papier kann sie stoppen! Daher stellt eine externe Quelle von Alphateilchen (bzw. von Alphastrahlung, wie sie aus historischen Gründen genannt wird, obwohl wir mittlerweile wissen, dass es sich hierbei um Teilchen handelt) kein großes Problem für den Menschen dar.

Allerdings lagern die Alphateilchen, obwohl sie nicht weit eindringen, ihre beträchtliche Energie in kurzer Entfernung ab (das Blatt Papier, das sie aufhielt, absorbiert also die gesamte Energie). Die äußere Schicht unserer Haut, die Epidermis, besteht im Grunde genommen aus toten Zellen und wird durch Alphateilchen nicht beschädigt. Einem Alphastrahler ausgesetzt zu sein, würde aber trotzdem zum Problem werden, da er auch unsere inneren Organe erreichen könnte.

Durch Fusionsreaktionen entstehen Helium-/Alpha-Partikel sowie Neutronen, die von Magneten eingeschlossen werden. Am Ende eines Experiments, wenn die Magnete ausgeschaltet werden, kollidieren diese Heliumkerne mit den Wänden (die natürlich dicker als Papier sind), nehmen wieder Elektronen auf und werden wieder zu gewöhnlichem Heliumgas.

Das bedeutet also, dass die Fusionsreaktion nur stattfindet, wenn die Temperatur nicht zu heiß oder zu kalt wird und die richtige Menge Treibstoff zugeführt wird. Ist das nicht der Fall, bricht die Reaktion sofort ab. Das Plasma verhält sich also nicht wie ein spontan radioaktives Element (wie Americium-241 oder Polonium-210).