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Ionisation Abspaltung eines oder mehrere Elektronen Energiezufuhr durch Teilchenstoß Teilchenstrahlung oder Energiezufuhr durch elektromagnetische Strahlung.

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Präsentation zum Thema: "Ionisation Abspaltung eines oder mehrere Elektronen Energiezufuhr durch Teilchenstoß Teilchenstrahlung oder Energiezufuhr durch elektromagnetische Strahlung."—  Präsentation transkript:

1 Ionisation Abspaltung eines oder mehrere Elektronen Energiezufuhr durch Teilchenstoß Teilchenstrahlung oder Energiezufuhr durch elektromagnetische Strahlung VUV, Röntgen, Polarisation und Anziehung benachbarter Teilchen Rekombination vom Nachbarn und damit Defektübertragung Dissoziation als Folgereaktion Folgewirkung von Ionisation im Material Röntgenstrahlung (Entdeckung durch Röntgen 1895) Entstehung durch schnelles Abbremsen von Elektronen Ladungen Wellen: 1nm 0,01nm oder Quanten:Energie von 1,2keV bis 120keV Radioaktivität 120nm 7.2 Ionisierende Strahlung

2 Grenzwellenlänge Röntgen-Bremskontinuum Röntgen-Röhre charakteristische Strahlung Z=45 Z=44

3 Extinktion Absorptionswirkungen multiplizieren sich

4 Massenschwächungskoeffizient Bezug auf Dichte des Materials groß wegen Gehalt an Ca Z = 20 Z=6 oder 8 Röntgen-Bild Schattenwurf Computer-Tomographie (CT)

5 -Strahlung He-Kerne -Strahlung Elektronen oder Positronen mit hoher Geschwindigkeit nahe Lichtgeschwindigkeit Massenzahl A A = Z + NNuklid Element: Name oder Ladungszahl / Ordnungszahl ZIsotop eines Elements X mit Massenzahl A 7.3 Ionisierende Strahlung, Radioaktivität und Atomkerne 10% um 90% Entstehung beim Zerfall von instabilen AtomkernenRadioaktivität natürliche künstliche Protonen positiv geladen Neutronen neutral Nukleonen Unterscheide: Begriff Atom und Nuklid

6 Abspaltung von Bausteinen (wie Dissoziation von Molekülen) -ZerfallAbstrahlung eines He-Kerns 4 2 He Isotop des neuen Elements Y -ZerfallZerfall eines Kernbausteins z.B. Umwandlung eines Neutrons in ein Proton -Zerfall ElektronPositron Neutrino -Zerfallelektr.magn. Strahlung, -Quant Folgeprozeß nach - oder -Zerfall typisch 0,01nm hohe Quantenenergie typisch 150keV Instabile Atomkerne Kette von Zerfällen Ketten der schweren Elemente enden bei Pb oder Bi 235 U 207 Pb 238 U 206 Pb Typen des radioaktiven Zerfalls

7 statistischer Prozeß für Ensemble von vielen Atomkernen Zerfallsrate A[1/s] oder mittlere Lebensdauer Halbwertszeit T 1/2 Zerfallsgesetz Reichweite der Strahlungabhängig von Art und Energie Zerfall Zufälligkeit 0,693

8 diagnostisch als Tracer z.B. Medikamenten große Reichweite z.B 99m Te als -Strahler Szintigraphie Verteilungskarte des Tracer im Körper therapeutischGewebebestrahlung 60 Co-Tele-Gamma-Bestrahlung kein Eindringen Eindringenin den Körper Medizinische und biologische Anwendung kurzlebiger Nuklide Herstellung künstlicher Nuklide n -Strahler

9 EC electron capturex Kaskade von -Quanten Tabelle einiger medizinisch eingesetzter Nuklide

10 quantitative Beschreibung der Radioaktivität Charakterisierung der QuelleAktivität Zerfälle pro Sekunde Einheit 1s -1 = 1 Becquerel (Bq) Aktivität eines einzelnen Teilchens Aktivität der Masse m 6·10 23 wenn A << 1s -1 natürliche Aktivität von Grundwasser Bq bedeuten für 238 U etwa 2·10 14 Uranatome in 1 l Wasser alte Einheit: 1 Curie = 3,7·10 10 Bq = Aktivität 1g 226 Ra 7.4 Dosimetrie

11 KClZählrohr zum Zähler Salzmenge entspricht der mittleren Menge an K + Ionen im menschlichen Körper Strahlung des Körpers ( 40 K, 14 C,...) 70 Bq/kg insgesamt typisch 5000 Bq Versuch mit 40 K natürliche Radioaktivität unseres Körpers

12 Energiedosis Was ist 1Gy?Erwärmung von 1l Wasser durch 1Gy Ionisation und Folgewirkung sind von Bedeutung! Beurteilung der Wirkung durch Gewichtsfaktor Strahlungsart und Energie (Härte) Äquivalentdosis räumliche, zeitliche Verteilung N = 1 Strahlung von außen N > 1 sonst Einheit 1Sievert(Sv) Ionendosis 1 R Ladung von 1, Elektronen Dosis Meßgrößen für die Wirkung im Material alt 1 rem = Sv

13 LetaldosisGanzkörper in kurzer Zeit etwa 50% Überlebende Summeneffekt von einer Folge von Strahlungsexpositionen Regeneration Zeitdauer der Exposition von Bedeutung Dosisleistung (Sv/a) Terrestrische Äquivalentdosisleistungen ortsabhängig: Kosmische Strahlung höhenabhängig: Fernsehen, Monitor:mSv/a bis µSv/a je nach Entfernung Einwirkung der radioaktiven Strahlung Mittlere effektive Dosis in Deutschland im Jahr 1990 Natürliche Strahlenexposition2,4 mSv Zivilisatorische Strahlenexposition 1,55 mSv meist aus medizinischen Anwendungen durch Unfall Tschernobyl zusätzlich0,025 mSv

14 Eigenstrahlenbelastung im Körper 0,3mSv/a Überwachungsgrenze (Strahlenschutzverordnung) 1,5mSv/a zusätzlich Wenn mehr als 50mSv/a am Arbeitsplatz Arbeitsplatzwechsel notwendig Dosisreduktion Abschirmung Abstand Priorität Schutzmaßnahmen


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