Entstehung von Strahlung

[DvMo]

alpha: Kern
beta: Kern
gamma: Kern
Röntgen: Coulombfeld

richtig?

[KoelnerMedizin]

Hmm, naja, Röntgenstrahlung ist ja auch Gamma-Strahlung.

Also Alpha-Strahlung entsteht durch Emission eines Helium-4-Atomkerns (Alpha-Teilchen), sodass es zur Kernumwandlung kommt.
Bei der Beta-Minus-Strahlung wird ein Elektron unter Umwandlung eines Neutrons in ein Proton zusammen mit einem Antineutrino emittiert. D.h. Massenzahl bleibt gleich, allerdings nimmt die Kernladungszahl um 1 zu. Bei Beta-Plus ist es andersherum: Emission eines Positrons und Neutrinos aus dem Kern und Umwandlung eines Protons in ein Neutron (Massenzahl=const. und Ordnungszahl-1). Bei Beta handelt es sich also auch um Kernumwandlung.

Und jetzt zur Gamma-Strahlung: Einmal kann Gamma-Strahlung im Kern mehr oder weniger entstehen: Beim K-Einfang, der ähnelt der Bilanz der Beta-Plus-Strahlung, dabei kommt es primär zu einer Kernumwandlung, bei der ein HÜLLENelektron in den Kern "fliegt" (electrone capturing), und dieser leere Platz wieder von weiteren äußeren Elektronen aufgefüllt wird. Hier befinden wir uns aber in der AtomHÜLLE und nicht mehr im Kern. Und erst hier wird Gamma-Strahlung durch Quantensprünge frei.

So, Röntgenstrahlung ist ja auch Gamma-Strahlung, ABER es handelt sich hierbei um Bremsstrahlung, wenn Materie (sprich Elektronen aus einem Elektronenstrahl) in einer Anode (meist aus Wolfram o.Ä.) abgebremst werden. So, die heranfliegenden Elektronen kommen an, werden aber vom Coulomb-Feld der Anodenatome abgelenkt. Nach dem Energieerhaltungssatz muss nun diese Energiedifferenz des ursprünglichen "schnellen" Elektrons und die des abgebremsten Elektrons in Form eines Gamma-Quants emittiert werden. Nach den Regeln der Elektrodynamik wird nämlich bei beschleunigten Ladungen elektromagnetische Strahlung frei.

Die charakteristsiche Röntgenstrahlung wiederum ist keine Bremsstrahlung, sondern sie entsteht durch quantenhafte Absorption in den Anodenatomen. Hier sind wir nun wieder bei der AtomHÜLLE (nicht beim Kern an sich), und durch quantenhafte Absorption der anfliegenden Elektronen aus dem Elektronenstrahl kommt es nun wieder zur spontanen Emission von Gamma-Quanten. Das sind man im Röntgenspektrum an den sog. Peaks, welche Intensitätsmaxima bei bestimmten Wellenlängen (antiproportional zur Quantenenergie) zeigen.

Also es gibt auch bei der Röntgenstrahlung, die eine Form von Gamma-Strahlung ist, Unterschiede in der Entstehung von kontinuierlicher Strahlung (Bremsstrahlung) und der charakteristischen Strahlung (durch quantenhafte Absorption und spontane Emission).

Ich hoffe, ich konnte dir helfen

[coron]

Röntgenstrahlung ist keine Gammastrahlung. Das sind zwei verschiedene Abschnitte im e.m. Spektrum, die sich dummerweise etwas überlappen. Die Bezeichnungen beziehen sich üblicherweise auf die Entstehung.

Gammastrahlung im engeren Sinn entsteht wie Alpha- und Beta-Str. beim Zerfall von Atomkernen (3x "Kern" ist also richtig).

Röntgenstrahlung entsteht durch Beschleunigung (im weitesten Sinn) von Elektronen. Das geht

1. durch "Abbremsen" (besser Ablenken) im E-Feld des Kerns (Bremsstrahlung) oder in anderen elektrischen Feldern (z.B. Wiggler in Teilchen-(Elektronen-)beschleunigern; Synchrotronstrahlung ist ebenfalls Bremsstrahlung, also auch Röntgenstrahlung im weiteren Sinn.)

2. durch Wechsel eines Hüllenelektrons von einem höheren Energieniveau ("Schale") auf ein tieferes. Die Energiedifferenz wird als Röntgen-Photon abgegeben (charakteristische Strahlung).

"Coulomb-Feld" ist also auch (halb) richtig. Besser merkt man sich:

Alpha-, Beta-, Gamma- : Kern
Röntgen-Str. : Elektronen


Beim K-Einfang muss man unterscheiden: Die überschüssige Energie im Kern wird i.d.R. als Gammaquant abgegeben. Zusätzlich entsteht charakteristische Röntgenstrahlung, wenn Hüllenelektronen aus höheren Schalen den freien Platz auffüllen. Also Gamma + Röntgen, aber getrennt voneinander und mit verschiedenen Entstehungsmechanismen. Das braucht man aber nun als Mediziner wirklich nicht mehr zu wissen!!!

[KoelnerMedizin]

Stimmt, da hast du recht. Röntgen-Photonen an sich basieren - wie ich bereits beschrieben habe - auf quantenhafter Absorption bzw. spontaner Emission durch Anregung, was zur charakteristischen Röntgenstrahlung führt, und haben aber nicht dieselbe Ursache wie Gamma-Strahlung, was ich etwas undeutlich dargestellt habe.
Nun wird ja bei der Beta-Strahlung - und das ist der Punkt, den ich oben vergessen hatte zu beschreiben, durch Kernumwandlung Energie frei in Form eines Gamma-Quants bzw. eines (Anti-)Neutrinos welches aber vereinfacht energetisch vernachlässigbar ist. Diese Energie ist proportional (nach E=mc²) zur Massendifferenz des ursprünglichen Nukleons und der Summe beider Zerfallsprodukte (bei Beta-Minus-Strahlung also ein Neutron bzw. Proton+Elektron und bei Beta-Plus ein Proton bzw. Neutron+Positron). Das ist die Gamma-Strahlung durch Kernumwandlung.
Und die Röntgenstrahlung, die beim K-Einfang entsteht, ist eben auch durch Quantensprünge erklärbar, da eben die Elektronen "nachrücken" und die Differenz ihrer potentiellen Energie in Form eines Röntgen-photons abgegeben wird. Und zusätzlich - und das habe ich oben etwas undeutlich beschrieben, aber hier neu erläutert - kommt es durch Kernumwandlung (Elektron+Proton --> Neutron) zur Emission eines "richtigen" Gamma-Quants. Es lässt sich also festhalten, wie coron es auch beschrieb, dass Röntgenstrahlung durch Wechselwirkungen in der Atomhülle entstehen und Gamma-Strahlung in ihrem Ergebnis gleich der Röntgenstrahlung ist (keine Teilchenstrahlung, sofern man Photonen mit Ruhemasse von Null nicht als Teilchen wie Nukleonen o.ä. betrachtet, überlappender Wellenlängenbereich) - und so meinte ich das eigentlich, habe ich mich aber dumm ausgedrückt - ihnen aber eine unterschiedliche Ursache zu Grunde liegt.