Die Strahlenexposition ist ein Maß für die Ionisierung der Luft durch ionisierende Strahlung von hochenergetischen Photonen (dh Röntgen- und Gammastrahlen). Die Strahlenexposition ist definiert als die Summe der elektrischen Ladungen (∆q) aller Ionen eines Vorzeichens, die in der Luft erzeugt werden, wenn alle Elektronen, die von Photonen in einem Luftvolumen mit einer Masse von ∆m freigesetzt werden, in der Luft vollständig gestoppt sind.
Die Strahlenexposition ist mit dem Symbol X gekennzeichnet . Die SI-Einheit der Strahlenexposition ist Coulomb pro Kilogramm (C / kg), in der Praxis wird jedoch der Röntgenstrahl verwendet.
Einheit der Strahlenbelastung
Das Röntgen , abgekürzt R , ist die Einheit der Strahlenexposition. In der ursprünglichen Definition bedeutet 1 R die Menge an Röntgenstrahlen oder γ-Strahlung , die erforderlich ist, um positive und negative Ladungen einer elektrostatischen Ladungseinheit (esu) in 1 cm³ trockener Luft bei Standardtemperatur und -druck (STP) freizusetzen. Man beachte , dass, 1 esu ≈ 3,33564 x 10 -10 C. Als Ergebnis einer Roentgen entspricht 2,58 x 10 -4 Coulomb pro kg von Ionen in der Luft erzeugt wird und eine Belichtung von einem Coulomb pro Kilogramm ist äquivalent zu 3876 Röntgen.
In der Industrie gemessene Strahlenexpositionen (mit Ausnahme der Nuklearmedizin) haben häufig vergleichbare Dosen wie ein Röntgenstrahl, und die folgenden Vielfachen werden häufig verwendet:
1 mR (Milli-Röntgen) = 1E-3R
1 kR (Kiloröntgen) = 1E3R
Die Berechnung der Strahlungsdosis (in Gy) aus einer Strahlenexposition von 1 R hängt von der Energie der Röntgen- oder γ-Strahlen und der Zusammensetzung des bestrahlten Materials ab. Wenn beispielsweise Weichgewebe γ-Strahlen von 1 R ausgesetzt wird, beträgt die Strahlungsdosis ungefähr 9,3 Milligray (mGy).
Umwandlung: Exposition gegenüber absorbierter Dosis
Die Dosis ist definiert als die Energiemenge, die durch ionisierende Strahlung in einer Substanz abgelagert wird. Für ein gegebenes Strahlungsfeld hängt die absorbierte Dosis von der Art der Materie ab, die die Strahlung absorbiert. Obwohl eine große Anzahl möglicher Wechselwirkungen bekannt ist, gibt es drei wichtige Wechselwirkungsmechanismen von Gammastrahlen mit Materie .
Beispielsweise beträgt bei einer Exposition von 1 Röntgen durch Gammastrahlen mit einer Energie von 1 MeV die Luftdosis 0,876 rad . Dies kann unter Verwendung der Ionisierungsenergie von trockener Luft bei 20 ° C und 101,325 kPa Druck bestimmt werden, was 33,97 J / C entspricht. Daher würde eine Exposition von 2,58 × 10 –4 C / kg (1 Röntgen) unter diesen Bedingungen eine absorbierte Dosis von 8,76 × 10 –3 J / kg (0,876 rad) in trockener Luft ablagern . Eine Tabelle, die die Exposition gegenüber Dosisumwandlung für verschiedene Materialien für eine Vielzahl von Gammastrahlenenergien angibt, ist in der Literatur zu finden.
Strahlenexpositionsrate
Die Strahlenexpositionsrate ist die Rate, mit der eine Exposition empfangen wird. Es ist ein Maß für die Belichtungsintensität (oder -stärke). Die Expositionsrate ist daher definiert als:
In herkömmlichen Einheiten wird es in mR / s oder R / h gemessen . Da die Menge der Strahlenexposition direkt (linear) von der Zeit abhängt, die Menschen in der Nähe der Strahlungsquelle verbringen, entspricht die Exposition der Stärke des Strahlungsfeldes (Expositionsrate) multipliziert mit der in diesem Feld verbrachten Zeit. Es muss betont werden, dass dieses Konzept nur für Röntgen- oder γ-Strahlen in Luft an einem Punkt außerhalb eines Körpers gilt. Die Strahlenexposition gilt nicht zur Beschreibung von Neutronen, geladenen Teilchen oder allen Wechselwirkungen, die innerhalb eines Körpers stattfinden.
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