Die Äquivalentdosis (Symbol H T ) ist eine für einzelne Organe berechnete Dosismenge (Index T – Gewebe). Die äquivalente Dosis basiert auf der absorbierten Dosis eines Organs, angepasst an die Wirksamkeit der Strahlungsart . Äquivalentdosis ist das Symbol H gegeben T . Die SI – Einheit von H T ist die Sievert (Sv) oder aber rem (roentgen equivalent man) ist immer noch häufig verwendet ( 1 Sv = 100 rem ). Die Einheit von Sievert wurde nach dem schwedischen Wissenschaftler Rolf Sievert benannt, der einen Großteil der frühen Arbeiten zur Dosimetrie in der Strahlentherapie durchgeführt hat.
Aus Strahlenschutzgründen wird, wie geschrieben, die Energiedosis über ein Organ oder Gewebe T gemittelt und dieser Energiedosismittelwert für die Strahlungsqualität mit dem Strahlungsgewichtungsfaktor w R für die Art und Energie von gewichtet auf den Körper einfallende Strahlung. Der Strahlungsgewichtungsfaktor ist ein dimensionsloser Faktor zur Bestimmung der Äquivalentdosis aus der über ein Gewebe oder Organ gemittelten Energiedosis und basiert auf der Art der absorbierten Strahlung. Die resultierende gewichtete Dosis wurde als Organ- oder Gewebeäquivalentdosis bezeichnet:
Eine äquivalente Dosis von einem Sievert darstellt , dass die Menge der Strahlungsdosis , die äquivalent ist, in Bezug auf den angegebenen biologischen Schäden , zu einem grauen von Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen . Die äquivalente Dosis ist eine nicht physikalische Größe (w R wird aus den biologischen Folgen ionisierender Strahlung abgeleitet), die in der Dosimetrie, gemessen mit Dosimetern, weit verbreitet ist. Die äquivalente Dosis wird vom ICRP als „Grenzmenge“ bezeichnet. Festlegung von Expositionsgrenzwerten, um sicherzustellen, dass „das Auftreten stochastischer Gesundheitsschäden unter einem inakzeptablen Niveau gehalten wird und dass Gewebereaktionen vermieden werden“.
Umwandlung der absorbierten Dosis in eine äquivalente Dosis
Beachten Sie, dass das Sievert keine physikalische Dosiseinheit ist . Beispielsweise führt eine absorbierte Dosis von 1 Gy durch Alpha-Partikel zu einer äquivalenten Dosis von 20 Sv. Dies mag paradox erscheinen. Dies impliziert, dass die Energie des einfallenden Strahlungsfeldes in Joule um den Faktor 20 angestiegen ist, wodurch die Gesetze der Energieerhaltung verletzt wurden . Dies ist jedoch nicht der Fall. Sievert wird aus der aufgenommenen Dosis der physikalischen Größe abgeleitet, berücksichtigt aber auch die biologische Wirksamkeit der Strahlung, die von der Strahlungsart und der Energie abhängt. Der Strahlungsgewichtungsfaktor bewirkt, dass das Sievert keine physikalische Einheit sein kann.
Wie bereits geschrieben, interagiert jede Art von Strahlung auf unterschiedliche Weise mit der Materie und verursacht unterschiedliche biologische Schäden. Beispielsweise können geladene Teilchen mit hohen Energien Atome direkt ionisieren. Andererseits interagieren elektrisch neutrale Teilchen nur indirekt, können aber auch einen Teil oder alle ihre Energien auf die Materie übertragen. Es würde sicherlich die Sache vereinfachen, wenn biologische Wirkungen auftretender Strahlung waren direkt proportional zur absorbierten Dosis. Leider hängen die biologischen Wirkungen auch davon ab, wie sich die absorbierte Dosis entlang des Strahlengangs verteilt. Studien haben gezeigt, dass Alpha- und Neutronenstrahlung bei einer bestimmten Energiedeposition pro kg Gewebe einen größeren biologischen Schaden verursachen als Gammastrahlung. Es wurde festgestellt, dass die biologischen Auswirkungen von Strahlung mit dem linearen Energietransfer (LET) zunehmen . Kurz gesagt, der biologische Schaden durch Strahlung mit hohem LET ( Alphateilchen , Protonen oder Neutronen ) ist viel größer als der durch Strahlung mit niedrigem LET ( Gammastrahlen)). Dies liegt daran, dass das lebende Gewebe Schäden durch Strahlung, die sich über eine große Fläche ausbreitet, leichter reparieren kann als solche, die sich auf eine kleine Fläche konzentriert. Da bei gleicher physikalischer Dosis (dh gleicher Energieeintrag pro Masseeinheit des Gewebes) mehr biologische Schäden verursacht werden, ist ein Grau Alpha- oder Neutronenstrahlung schädlicher als ein Grau Gammastrahlung. Diese Tatsache, dass Strahlungen unterschiedlicher Art (und Energie) bei gleicher Energiedosis unterschiedliche biologische Wirkungen haben, wird anhand von Faktoren beschrieben, die als relative biologische Wirksamkeit (RBE) und Strahlungsgewichtungsfaktor (w R ) bezeichnet werden.