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Jedes Gas, jeder Feststoff und jede Flüssigkeit besteht aus einzelnen Molekülen und diese wiederum aus Atomen. Der grundsätzliche Aufbau eines Atoms ist immer gleich. Es besteht aus einem positiv geladenen Kern, der von einer negativ geladenen Hülle aus Elektronen umgeben ist. Der Kern enthält die einfach positiv geladenen Protonen und die ungeladenen Neutronen. Die Summe der Protonen und Neutronen ergibt die Massenzahl eines Atoms. Die zweite Kenngröße eines Atoms ist die Kernladungszahl, die der Anzahl der positiven Ladungen, also der Protonen und damit auch der Anzahl der Elektronen entspricht. Sie ist gleichzeitig die Ordnungszahl des jeweiligen Elementes.

Die Atome eines Elementes können bei gleicher Protonenzahl eine unterschiedliche Neutronenzahl besitzen. Solche Atome mit gleicher Kernladungszahl, aber unterschiedlicher Massenzahl nennt man Isotope. Sie unterschieden sich nicht in ihren chemischen, aber in ihren kernphysikalischen Eigenschaften. Es existieren von jedem Element zahlreiche solcher Nuklide, deren Kerne unterschiedlich stabil sind. Manche von ihnen zerfallen auch spontan ohne äußere Einwirkung. Sie sind dann radioaktiv und werden als Radionuklide bezeichnet. Dieser Zerfall der Atome ist ein natürlicher Prozess, der nach statistischen Gesetzen geschieht und bei dem je nach Ausgangselement verschiedene Zerfallsreihen durchlaufen werden. Jedes Radionuklid hat dabei eine bestimmte Halbwertszeit, in der die Hälfte der Kerne zerfällt. Diese kann von wenigen Sekundenbruchteilen bis zu mehreren Milliarden Jahren dauern. Es existieren verschiedene Arten von radioaktiver Strahlung mit unterschiedlichen Ursachen und Eigenschaften. Baubiologisch relevante Strahlungsarten sind die Alpha-, die Beta- und die Gammastrahlung. Vor allem die energiereiche Gammastrahlung sollte bei der baubiologischen Untersuchung beachtet werden.

Alphastrahlung ist eine Teilchenstrahlung und wird verursacht durch Heliumkerne He²⁺, den Alphateilchen. Ihre Eindringtiefe in Gewebe und ihre Reichweite in der Luft ist nicht sehr hoch, sie beträgt nur wenige mm oder cm. Radongas ist solch ein Alphastrahler, der von uns über die Luft aufgenommen wird und in den Atemwegen und der Lunge zu einem Krebsrisiko wird. Daneben besteht die größte Gefahr vor allem über die Nahrungsaufnahme.

Betastrahlung ist ebenfalls eine Teilchenstrahlung und besteht aus negativ geladenen Elektronen, die beim Zerfall eines Neutrons in ein Proton entstehen. Die Reichweite dieser Strahlung beträgt innerhalb von Geweben nur wenige mm und in der Luft wenige m.

Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Strahlungsart mit hoher Energie und entsteht als Nebeneffekt bei fast allen radioaktiven Zerfallsprozessen. Diese Strahlung hat eine hohe Eindringtiefe in Gewebe und eine große Reichweite von mehreren hundert m in der Luft. Aus diesem Grunde ist sie für die gesundheitliche Bewertung der radioaktiven Strahlung von Baustoffen von besonderer Bedeutung.

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