19.10
Die nukleare Strahlung, sowohl die teilchenförmige als auch die elektromagnetische, wird in Bezug auf ihre Aktivität quantifiziert und mit Strahlungsdetektoren gemessen. Die biologischen Auswirkungen der Strahlenexposition hängen jedoch nicht nur von der Aktivität, sondern auch von der Ionisationskraft, der Eindringfähigkeit, der Expositionszeit und der exponierten Fläche ab.
Jede Art von Strahlung durchdringt Materie in unterschiedlichem Ausmaß. Alpha-Teilchen haben die geringste Durchdringungsfähigkeit, da sie relativ massereich sind; Die meisten werden von der äußeren Hautschicht gestoppt. Wenn sie jedoch verschluckt werden, kommen sie direkt mit dem inneren Gewebe in Kontakt und sind sehr schädlich.
Geladene Teilchenstrahlung, wie z. B. Alphastrahlung, ionisiert Biomoleküle direkt in Zellen, während Neutronen-, Gamma- und Röntgenstrahlen die zellulären Prozesse indirekt beeinflussen.
Zum Beispiel ionisiert Gammastrahlung Wasser in lebendem Gewebe zu einem Hydroxylradikal, das Biomoleküle weiter ionisiert und dadurch Zellen schädigt. Der Schaden ist größer, wenn viele Ionisationen auf kleinem Raum induziert werden.
Die Energie, die durch Strahlung an das Material abgegeben wird, wird als "Energiedosis" gemessen, wobei die SI-Einheit das Grau ist. Die Abscheidung von einem Joule Energie pro Kilogramm Material entspricht einem Grau. Längere Einwirkzeiten führen zu einer stärkeren Energieablagerung, was zu einer höheren Dosis führt.
Die gleiche Energiedosis verschiedener Strahlungsarten kann aufgrund der unterschiedlichen Ionisations- und Durchdringungskräfte unterschiedliche Mengen an biologischen Schäden verursachen. Bei der Berücksichtigung biologischer Schäden wird die Energiedosis mit einem Strahlengewichtungsfaktor multipliziert, um die "Äquivalentdosis" zu bestimmen. Seine SI-Einheit ist das Sievert.
Körpergewebe haben eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber ionisierender Strahlung, die sich in Form von Gewebegewichtungsfaktoren darstellt. Wenn die Äquivalentdosis in einem Bereich höher ist, werden die Dosen durch Gewebegewichtungsfaktoren angepasst und addiert, um die "effektive Dosis" für den Körper insgesamt zu bestimmen.
Um die effektive Dosis genau zu bestimmen, ist die Wahl eines geeigneten Strahlungsdetektors erforderlich, da sich Detektoren darin unterscheiden, ob sie die Dosis oder Aktivität messen, welche Arten von Strahlung sie erfassen und ob sie diese Arten von Strahlung voneinander unterscheiden können.
Ein Geiger-Müller-Zähler ist das allgemein bekannte Gerät zur Messung der Aktivität von Alpha-, Beta-, Röntgen- und Gammastrahlung. Er kann so modifiziert werden, dass er proportional zur Energie der Strahlung reagiert, so dass er die Dosis von Röntgen- und Gammastrahlen messen kann.
Alle radioaktiven Nuklide emittieren hochenergetische Teilchen oder elektromagnetische Wellen. Wenn diese Strahlung auf lebende Zellen trifft, kann si…
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