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Ionisierende Strahlung: Nachweis und Wirkung

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  • Lesezeit: 9 min
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Steckbrief

Nachweis

Strahlung kann mit sog. Ionisationsdetektoren oder mit Szintillationszählern nachgewiesen werden.

Wirkung

Photonenstrahlung wird von Materie absorbiert. Dabei gilt das Abschwächungsgesetz (Equation = linearer Absorptionskoeffizient):

Equation

Der Absorptionskoeffizient hängt von der Ordnungszahl und Dichte des Absorbers ab: Je höher beide sind, desto besser ist die Absorption.

Für die Reichweite kann für Röntgenstrahlung nur eine Halbwertsdicke angegeben werden: Bei der Halbwertsdicke ist die Zahl der γ-Quanten um die Hälfte reduziert.

Strahlendosis: Die Strahlendosis bezeichnet die gesamte absorbierte Energie pro Masse, unabhängig von der Zeit, in der die Strahlung aufgetreten ist:

Equation

Für die unterschiedlichen biologischen Wirksamkeiten der Strahlungsarten berechnet man aus der Dosis die Äquivalentdosis, indem man die Dosis mit einem Qualitätsfaktor multipliziert:

Equation
Strahlenschutz

Der effektivste Strahlenschutz ist, sich so weit wie möglich von der Strahlenquelle zu entfernen. Hierbei gilt das quadratische Abstandsgesetz:

Equation

Im doppelten Abstand von der Strahlungsquelle ist die Strahlungsdosis nur ein 1/4 bzw. 25% der ursprünglichen Dosis.

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    Nachweis ionisierender Strahlung

    Die einfachste Art, Strahlung nachzuweisen, war historisch gesehen über die Schwärzung von Fotoplatten. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Detektoren, die einzelne α-, β- und γ-Quanten nachweisen können.

    Ionisationsdetektoren

    Mit Ionisationsdetektoren kann man jede Art ionisierender Strahlung nachweisen. Sie sind mit Gas gefüllt, das durch einfallende Strahlung ionisiert wird. Es gibt

    • Proportionalzähler, mit denen man die Anzahl und Energie einfallender Teilchen messen kann und

    • Geiger-Müller-Zähler, mit denen sehr empfindlich die Anzahl der einfallenden Teilchen gezählt werden kann.

    Szintillationszähler

    In erzeugt das einfallende energiereiche Teilchen Lichtblitze, deren Zahl proportional zur einfallenden Energie ist. Szintillationszähler messen sowohl die Anzahl der einfallenden Teilchen wie auch ihre Energie, analog zu den Proportionalzählern. Der Vorteil von Szintillationszählern ist die bessere Energieauflösung im Vergleich zu Proportionalzählern, sodass β- und γ-Strahlen damit nachgewiesen und unterschieden werden können.

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      Nachweis ionisierender Strahlung

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      zuletzt bearbeitet: 02.11.2022
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. Dr. Hartmut Zabel, 20.02.2022
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