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Messung ionisierender Strahlung.. Inhalt Erinnerung an die Wechselwirkung der Strahlung mit Materie Messgrößen Umrechnung der Ionendosis in Luft auf Dosis.

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Präsentation zum Thema: "Messung ionisierender Strahlung.. Inhalt Erinnerung an die Wechselwirkung der Strahlung mit Materie Messgrößen Umrechnung der Ionendosis in Luft auf Dosis."—  Präsentation transkript:

1 Messung ionisierender Strahlung.

2 Inhalt Erinnerung an die Wechselwirkung der Strahlung mit Materie Messgrößen Umrechnung der Ionendosis in Luft auf Dosis

3 Absorption durch kohärente Streuung: –Die Röntgenstrahlung regt benachbarte Oszillatoren zu gleichphasigen, erzwungenen Schwingungen an Absorption durch inkohärente Streuung –Photoeffekt –Compton-Effekt –Paarbildung Gefährdung durch ionisierende Strahlung

4 Beliebiges Zerfalls-Ereignis BegriffEinheitDefinition Aktivität1 Becquerel [Bq] Quotient: Zerfallszahl dividiert durch die Beobachtungszeit

5 Dosis bei Absorption ionisierender Strahlung Einfallender Strahl Die Dosis ist ein Maß für die vom Absorber aufgenommene Energie BegriffEinheitDefinition Dosis D 1 Gray= 1J/kg 1 [Gy] Quotient: Energie W dividiert durch Masse m des Absorbers Joule 1 Masse m des Absorbers [kg] Energie W [J].

6 Ionendosis bei Absorption ionisierender Strahlung Einfallender Strahl Die Ionendosis ist ein Maß für die Ionisation im Absorber BegriffEinheitDefinition Ionendosis J1C / kg Quotient: Zähler, durch Ionisation erzeugt Ladung Q, Nenner Masse m des Absorbers [C] 1 Masse m des Absorbers [kg] Ladung Q [C].

7 Ionisation bei Absorption in Luft Die Ionendosis J = ΔQ / m folgt aus ΔQ = C · ΔU [C] mit der Spannungsänderung ΔU am Kondensator.

8 Dosis und Ionendosis bei Absorption in Luft Die Ionendosis J = ΔQ / m folgt aus ΔQ = C · ΔU [C] mit der Spannungsänderung ΔU am Kondensator, m [kg] ist die Masse der durchstrahlten Luft Einheit D = f · J1 Gy Umrechnung der Ionendosis J [C/kg] in Luft bei 20°C und 1013 hPa (Normalbedingung) in Dosis D [Gy] f = 351 Gy / (C/kg). Durchstrahltes Volumen: V [m 3 ] Dichte der Luft: ρ = 1,2 kg/m 3 Masse der durchstrahlten Luft m = V · ρ [kg] Ionisation entlädt den Kodensator um ΔQ [C], dadruch fällt die Spannung um ΔU = ΔQ/C [V], aus ΔQ folgt mit der Masse m die Ionendosis: J = ΔQ / m [C/kg]

9 Dosisäquivalent bei Absorption in biologischer Materie (Röntgen) Einfallender Strahl mit Bewertungsfaktor ρ = 1 Dosisäquivalent berücksichtigt die - bei gleicher Energiezufuhr - unterschiedliche, Strahlungs-spezifische Wahrscheinlichkeit für eine Ionisation in organischem Gewebe BegriffEinheitDefinition Dosis- äquivalent 1 Sievert = 1 Gray · ρ 1 [Sv] Produkt Dosis mal Bewertungsfaktor Gray 1 Dosis Sievert 1 Dosis- äquivalent für Röntgen- strahlung, ρ=1

10 Dosisäquivalent bei Absorption in biologischer Materie (Neutronen) BegriffEinheitDefinition Dosis- äquivalent 1 Sievert = 1 Gray · ρ 1 [Sv] Produkt Dosis mal Bewertungsfaktor Gray Dosis Sievert 1 Dosis- äquivalent für Neutronen- strahlung, ρ=5 1 Dosisäquivalent berücksichtigt die - bei gleicher Energiezufuhr - unterschiedliche, Strahlungs-spezifische Wahrscheinlichkeit für eine Ionisation in organischem Gewebe Einfallender Strahl mit Bewertungsfaktor ρ = 5

11 StrahlungsartEnergie Reichweite in organischem Gewebe Röntgen- und γ - Strahlung 1 (Definition) 20 keV6,4 cm 1 MeV65 cm β - Strahlung1 20 keV10 μm 1 MeV7 mm Schnelle Neutronen 10 Langsame Neutronen 50,3 eV20cm α - Strahlung205 MeV40 μm Bewertungsfaktor für unterschiedliche Strahlungsarten

12 Dosisleistung bei Absorption ionisierender Strahlung Einfallender Strahl Die Dosisleistung ist ein Maß für die pro Zeit vom Absorber aufgenommene Energie BegriffEinheitDefinition Dosisleistung1 [Gy/h] Quotient: Dosis dividiert durch Bestrahlungszeit Joule 1 h 1 Energie W [J]Zeit t [h] Masse m des Absorbers [kg]

13 Dosisäquivalentleistung BegriffEinheitDefinition Dosis- äquivalent- leistung 1 Sievert/h =1J/(kg. h) 1 [Sv/h] Quotient: Dosis- äquivalent dividiert durch Bestrahlungszeit Sievert 1 h 1 Dosis- äquivalent Dosisäquivalentleistung berücksichtigt - bei gleicher Leistung - unterschiedliche, Strahlungs-spezifische Wahrscheinlichkeit für eine Ionisation in organischem Gewebe Zeit t [h] Einfallender Strahl mit Bewertungsfaktor ρ = 1

14 Zusammenfassung Wichtigste Messgrößen für ionisierende Strahlung: Becquerel [Bq]: Quotient, Zähler Anzahl der Zerfälle, Nenner Zeit Gray [Gy]: Quotient, Zähler: dem Absorber bei Absorption ionisierender Strahlung zugeführte Energie [J], Nenner: Masse des Absorbers [kg] Ionendosis [C/kg]: Quotient, Zähler: Im Absorber erzeugte Ladung [C], Nenner: Masse der Ladung [kg] Sievert [Sv]: Produkt aus Gray und Bewertungsfaktor für biologische Materie, 1 für Röntgen-, γ- und β -Strahlung, 20 für α Strahlen

15 finis Einheit D = f · J1J / kg Umrechnung der Ionendosis J [C/kg] in Luft bei 20°C und 1013 hPa (Normalbedingung) in Dosis D [Gy] f = 351 Gy / (C/kg).


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