Größen der Radioaktivität

Es gibt drei wesentliche Größen, die die Wirkung ionisierender Strahlung beschreiben.

  1. AKTIVITÄT  A – Anzahl der Zerfälle in einem Präparat
  2. ENERGIEDOSIS  D – ionisierende Energie der Strahlung
  3. ÄQUIVALENZDOSIS  DQ – biologische Wirkung   (in einigen Büchern auch H)

Aktivität A

Basis radioaktiver Strahlung sind Kernumwandlungen. Die Anzahl dieser Kernumwandlungen können mit dem Geiger-Müller-Zählrohr gemessen (gezählt) werden. Hinweis: Das GMZ misst dabei nicht die Aktivität des Präparates, sondern nur die Strahlung, die in das GMZ eintritt.

Die Aktivität A eines Präparates ist der Quotient aus der Anzahl ΔN der Kernzerfälle und der Zeitspanne Δt.

Das GMZ misst dabei nicht die Aktivität des Präparates, sondern nur die Strahlung, die in das GMZ eintritt.

Beispiel: In einem radioaktiven Präparat finden 3000 Kernumwandlungen in 60 Sekunden statt.

{\large \displaystyle A\,\,=\,\frac{3000\,\,Kernumwandlungen}{60\,s}\,\,=\,50\,Bq}

Energiedosis D

Radioaktive Strahlung wirkt ionisierend.  Zur Ionisation eines Atoms ist eine bestimmte Energie erforderlich.  Zur Ionisation mehrerer Atome ist mehr Energie erforderlich.  Die Energiedosis gibt die zur Ionisation einer bestimmten Masse benötigte Energie an.

Beispiel: In Gewebe (Wasser) führt die Energiedosis 1 Gy zu einer Temperaturerhöhung um 0,001 K.  Das ist kaum spürbar, stellt aber auch nicht die Gefahr da.  Die Gefahr der Strahlung geht von der Ionisation und damit der Zerstörung der Zellen aus.  Eine Energiedosis von 6 Gy ist für den Menschen tödlich.

Äquivalenzdosis {{{D}_{Q}}}

Die biologische Wirkung ist nicht nur von der ionisierenden Wirkung der Strahlung abhängig, sondern auch von der Strahlungsart.  Die biologische Schädigung durch a-Strahlen ist 20-mal höher als die von γ- Strahlen. ß-Strahlen richten biologisch weniger Schäden als a-Strahlen an.  Dieser Einfluss wird mit einem Wirk- bzw. Qualitätsfaktor Q erfasst.

Beispiele:

Bis zu Dosen von 250 mSv erfolgt ein sofortiger Ausgleich des Zellverlustes. 

Letale Dosen (Sterblichkeit von 50% innerhalb von 30 Tagen)

  • beim Menschen 3 Sv bis 5 Sv
  • beim Hamster 10 Sv
  • Hausschwein 2,5 Sv
  • Wespe 1000 Sv
  • Tabak-Mosaik-Virus 2000 

Beispiele für Strahlungsdosen:

  • Thorax Aufnahme 0,1 mSv – 0,2 mSv
  • Mammographie 0,5 mSv – 1,0 mSv
  • Flugreise Frankfurt-San Francisco 0,05 mSv – 0,1 mSv
  • Flugreise Frankfurt-Singapuro 0,03 mSv – 0,05 mSv