Was ist Strahlungsintensität – Dosis und Dosisleistung – Definition

Die Strahlungsintensität ist ein Schlüsselfaktor, der die gesundheitlichen Auswirkungen einer Strahlenexposition bestimmt. Die äquivalente Dosisrate ist die Rate, mit der eine äquivalente Dosis erhalten wird. Strahlendosimetrie
Strahlenschutz - Zeit, Entfernung, Abschirmung
Grundsätze des Strahlenschutzes – Zeit, Entfernung, Abschirmung

Die Strahlungsintensität  ist ein Schlüsselfaktor, der die gesundheitlichen Auswirkungen einer Strahlenexposition bestimmt. Es ist ähnlich, als wäre es der Wärmestrahlung  eines Feuers ausgesetzt (tatsächlich wird es auch von Photonen übertragen). Wenn Sie zu nahe an einem Feuer sind, ist die Intensität der Wärmestrahlung hoch und Sie können sich verbrennen. Wenn Sie in der richtigen Entfernung sind, können Sie dort problemlos bestehen und es ist außerdem bequem. Wenn Sie zu weit von der Wärmequelle entfernt sind, kann Ihnen auch die unzureichende Wärme schaden. Diese Analogie kann in gewissem Sinne auch auf Strahlung ionisierender Strahlungsquellen angewendet werden.

Kurz gesagt, um sich durch ionisierende Strahlung zu verbrennen ( deterministische Effekte  und nachweisbare  stochastische Effekte ), müssen Sie sehr viel Strahlung aussetzen. Aber fast immer sprechen wir von so genannten  niedrigen Dosen . Wie bereits geschrieben, basiert das Schutzsystem heute auf der  LNT-Hypothese , einem  konservativen  Modell für den Strahlenschutz, mit dem die gesundheitlichen Auswirkungen geringer Strahlendosen abgeschätzt werden. Dieses Modell eignet sich  hervorragend zum Aufbau eines Schutzsystems Für alle ionisierenden Strahlungen. Dieses Modell geht davon aus, dass es keinen Schwellenwert gibt und das Risiko linear mit der Dosis steigt, dh das LNT-Modell impliziert, dass es keine sichere Dosis ionisierender Strahlung gibt. Wenn dieses lineare Modell korrekt ist, ist die natürliche Hintergrundstrahlung die gefährlichste Strahlungsquelle für die allgemeine öffentliche Gesundheit, gefolgt von der medizinischen Bildgebung als nächster Sekunde. Es muss hinzugefügt werden, dass die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten sehr interessant ist und zeigt, dass kleine Strahlungsdosen bei niedriger Dosisrate die Abwehrmechanismen stimulieren. Daher wird das LNT-Modell nicht allgemein akzeptiert, da einige eine adaptive Dosis-Wirkungs-Beziehung vorschlagen, bei der niedrige Dosen schützend und hohe Dosen schädlich sind. Viele Studien haben dem LNT-Modell widersprochen, und viele von diesen haben eine adaptive Reaktion auf Strahlung mit niedriger Dosis gezeigt, die zu reduzierten Mutationen und Krebserkrankungen führt. Andererseits ist es sehr wichtig, welcher Art von Strahlung eine Person ausgesetzt ist.

Äquivalente Dosisleistung

Die  äquivalente Dosisrate  ist die Rate, mit der eine äquivalente Dosis erhalten wird. Es ist ein Maß für die Strahlungsdosisintensität (oder -stärke). Die äquivalente Dosisleistung ist daher definiert als:

In herkömmlichen Einheiten wird sie in mSv / s ,  Sv / h, mrem / s oder rem / h gemessen . Da die Höhe der Strahlenexposition direkt (linear)  von der Zeit abhängt, die  Menschen in der Nähe der Strahlungsquelle verbringen, ist die absorbierte Dosis gleich der Stärke des Strahlungsfeldes (Dosisleistung) multipliziert mit der Zeitdauer, die in diesem Feld verbracht wird. Das obige Beispiel zeigt, dass eine Person eine Dosis von 25 Millirems erwarten kann, wenn sie 30 Minuten lang in einem Feld von 50 Millirems / Stunde bleibt.

Sievert und Grey

Aus Strahlenschutzgründen wird 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 der auf das Organ einfallenden Strahlung gewichtet Karosserie. 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:

Äquivalentdosisgleichung - Definition

Strahlungsgewichtungsfaktoren - aktuell - ICRP
Tabelle der Strahlungsgewichtungsfaktoren. Quelle: ICRP Publ. 103: Die Empfehlungen 2007 der Internationalen Strahlenschutzkommission

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 . Eine Dosis von einem Sv, die durch Gammastrahlung verursacht wird, entspricht einer Energiedeposition von einem Joule pro Kilogramm Gewebe. Das heißt, ein Sieb entspricht einem Grau von Gammastrahlen, die in einem bestimmten Gewebe abgelagert sind. Andererseits kann eine ähnliche biologische Schädigung (ein Sieb) nur durch 1/20 der Alphastrahlung (aufgrund des hohen w R der Alphastrahlung) verursacht werden. Daher ist das Sievert keine physikalische Dosiseinheit. 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.

Ein Sievert ist eine große Menge einer äquivalenten Dosis. Eine Person, die eine Ganzkörperdosis von 1 Sv absorbiert hat, hat ein Joule Energie in jedem kg Körpergewebe absorbiert (bei Gammastrahlen).

 In Industrie und Medizin gemessene äquivalente Dosen haben normalerweise niedrigere Dosen als ein Sievert, und die folgenden Vielfachen werden häufig verwendet:

1 mSv (Millisievert) = 1E-3 Sv

1 uSv (Mikrosievert) = 1E-6 Sv

Die Umrechnungen von den SI-Einheiten in andere Einheiten lauten wie folgt:

  • 1 Sv = 100 rem
  • 1 mSv = 100 mrem

Beispiele für Dosen in Sieverts

Wir müssen beachten, dass Strahlung überall um uns herum ist. In, um und über der Welt, in der wir leben. Es ist eine natürliche Energiekraft, die uns umgibt. Es ist ein Teil unserer natürlichen Welt, der seit der Geburt unseres Planeten hier ist. In den folgenden Punkten versuchen wir, enorme Bereiche der Strahlenexposition auszudrücken, die aus verschiedenen Quellen erhalten werden können.

  • 0,05 µSv – Schlafen neben jemandem
  • 0,09 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 30 Meilen um ein Kernkraftwerk leben
  • 0,1 µSv – Eine Banane essen
  • 0,3 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 50 Meilen um ein Kohlekraftwerk leben
  • 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund
  • 20 µSv – Röntgenaufnahme der Brust
  • 40 µSv – Ein 5-stündiger Flugzeugflug
  • 600 µSv – Mammographie
  • 1 000 µSv – Dosisgrenze für einzelne Mitglieder der Öffentlichkeit, effektive Gesamtdosis pro Jahr
  • 3 650 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund
  • 5 800 µSv – Brust-CT-Scan
  • 10 000 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund in Ramsar, Iran
  • 20 000 µSv – Einzel-Ganzkörper-CT
  • 175 000 µSv – Jährliche Dosis natürlicher Strahlung an einem Monazitstrand in der Nähe von Guarapari, Brasilien.
  • 5 000 000 µSv – Dosis, die einen Menschen mit einem 50% igen Risiko innerhalb von 30 Tagen tötet (LD50 / 30), wenn die Dosis über einen sehr kurzen Zeitraum verabreicht wird .

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.