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Radiologie

Strahlungsarten

Steckbrief

Ionisierende Strahlung kommt in der Natur vor, kann aber auch künstlich erzeugt werden. Sie entsteht beim Zerfall von radioaktiven Atomkernen. Auch der Anteil des Sonnenlichts mit Wellenlängen unter 200 nm (γ-Strahlung und kurzwellige UV-Strahlung) ist energiereich genug, um ionisierend zu wirken. Künstlich erzeugte ionisierende Strahlung ist die Röntgenstrahlung, die nicht durch Zerfall von Atomkernen entsteht, sondern durch Vorgänge in der Elektronenhülle erzeugt wird. Ihre Energie liegt zwischen der Energie der kurzwelligen UV-Strahlung und der Energie der γ-Strahlung, mit der sie sich auch teilweise überlappt.

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Das Schalenmodell

Das Schalenmodell am Beispiel des Natriums. Die Prozesse Anregung, Ionisation und Erzeugung der charakteristischen Strahlung sind schematisch dargestellt. Bei der Ionisation wird so viel Energie auf das Elektron übertragen, dass dieses das Atom verlassen kann. Bei der Anregung reicht die Energie dagegen nur für einen Übergang auf ein höheres Energieniveau. Beim umgekehrten Prozess geht ein Elektron unter Abgabe charakteristischer Strahlung (Photon) auf ein niedrigeres Energieniveau über.

(aus Reiser, Kuhn, Debus, Duale Reihe Radiologie, Thieme, 2017)
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    Teilchen- und Wellenstrahlung

    Definition

    Definition:
    Strahlung

    Mit Strahlung bezeichnet man die freie Ausbreitung von Energie im Raum.

    Definition:
    Ionisierende Strahlung

    Ionisierende Strahlung ist jede Art von Strahlung, die energiereich genug ist, um aus Atomen oder Molekülen Elektronen herauszulösen und so Ionen entstehen zu lassen.

    Teilchenstrahlung

    Teilchenstrahlung (Korpuskularstrahlung) besteht – wie der Name bereits sagt – aus geladenen oder ungeladenen Teilchen. Es handelt sich dabei um folgende Elementarteilchen:

    • negativ geladene Elektronen

    • positiv geladene Positronen, Protonen und α-Teilchen (Heliumkerne)

    • ungeladene Neutronen.

    Je größer die Masse des Elementarteilchens ist, desto größer ist die Energie, die durch die Strahlung transportiert wird: α-Teilchen > Neutronen und Protonen > Positronen und Elektronen.

    Energie wird in der Einheit Joule (J) gemessen. 1 Joule ist die Energie, die man aufwenden muss, um eine Masse von ca. 100 g um 1 Meter anzuheben. Die durch Strahlung transportierte Energie ist so gering, dass die Angabe in Joule unzweckmäßig wäre. Deshalb verwendet man das Elektronenvolt (eV) als Energieeinheit. Ein Elektronenvolt ist die Energie, die ein Elektron beim Durchlaufen einer Spannungsdifferenz von 1 Volt aufnimmt.

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      zuletzt bearbeitet: 15.07.2022
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