Messung ionisierender Strahlung

Präsentation zum Thema: "Messung ionisierender Strahlung"—  Präsentation transkript:

1 Messung ionisierender Strahlung
.                                                                                             Messung ionisierender Strahlung

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

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

4 Beliebiges Zerfalls-Ereignis
Begriff Einheit Definition Aktivität 1 Becquerel [Bq] Quotient: Zerfallszahl dividiert durch die Beobachtungszeit

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

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

7 Ionisation bei Absorption in Luft
. 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
. Dosis und Ionendosis bei Absorption in Luft Einheit D = f · J 1 Gy Umrechnung der Ionendosis J [C/kg] in Luft bei 20°C und 1013 hPa (Normalbedingung) in Dosis D [Gy] f = 35 1 Gy / (C/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] Durchstrahltes Volumen: V [m3] Dichte der Luft: ρ = 1,2 kg/m3 Masse der durchstrahlten Luft m = V · ρ [kg] 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

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

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

11 Bewertungsfaktor für unterschiedliche Strahlungsarten
Energie Reichweite in organischem Gewebe Röntgen- und γ - Strahlung 1 (Definition) 20 keV 6,4 cm 1 MeV 65 cm β - Strahlung 1 10 μm 7 mm Schnelle Neutronen 10 Langsame Neutronen 5 0,3 eV 20cm α - Strahlung 20 5 MeV 40 μm

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

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

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 · J 1J / kg Umrechnung der Ionendosis J [C/kg] in Luft bei 20°C und 1013 hPa (Normalbedingung) in Dosis D [Gy] f = 35 1 Gy / (C/kg)