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Wechselwirkung von Strahlen mit Materie

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  • Lesezeit: 7 min
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Steckbrief

Wenn Strahlung auf Materie trifft kann es zu unterschiedlichen Wechselwirkungen kommen. Werden dabei Atome angeregt oder ionisiert, spricht man von Primärprozessen, die wiederum zur Schädigung oder zum Tod von Zellen führen können, sog. Sekundärprozesse.

Strahlung kann direkt ionisierend sein, ausgelöst durch geladene Teilchen oder indirekt ionisierend, durch ungeladene Teilchen, die durch Streuung und Absorption geladene Teilchen erzeugen, welche wiederum direkt ionisierend sind. Zu den indirekt ionisierenden Wechselwirkungen zählen z.B. der Photoeffekt, der Compton-Effekt und die Paarbildung.

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Wechselwirkungen von Photonen mit Materie

Schematische Darstellung des Photoeffekts (links), des Compton-Effekts (Mitte) und der Paarbildung (rechts).

(Quelle: Reiser, Kuhn, Debus, Duale Reihe Radiologie, Thieme, 2017)
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    Primäre und sekundäre Prozesse bei der Ionisation

    Trifft ionisierende Strahlung auf Materie, wird Energie übertragen. Werden dabei Atome angeregt oder ionisiert, nennt man diese Wechselwirkungen Primärprozesse. Dabei können sich die Energieverhältnisse innerhalb eines Moleküls verschieben und das Molekül kann auseinanderbrechen (Dissoziation). Im wässrigen Milieu der Zelle handelt es sich dabei meist um Wasser (Radiolyse). Es entstehen freie Radikale (OH-Radikale), die bei Anwesenheit von Sauerstoff zu Peroxidradikalen weiterreagieren. Diese wechselwirken mit Biomolekülen und können so zur Schädigung oder zum Tod der bestrahlten Zelle führen. Dies nennt man Sekundärprozess. In Anwesenheit von Sauerstoff wird daher die Strahlenwirkung gesteigert.

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      zuletzt bearbeitet: 13.07.2022
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