C Strahlenschutz - Dosiswerte
Radioaktivität in Medien
Oft wird Radioaktivität in den Medien als Möglichkeit dargestellt, Superkräfte zu erhalten. Tatsächlich ist aber eher das Gegenteil der Fall: Radioaktive Strahlung ist für den Menschen gefährlich. Aber warum eigentlich? Und wie gefährlich ist die Strahlung wirklich?
Wiederholung:
Wiederholen Sie ihre Grundkenntnisse: Welche Wirkung hat radioaktive Strahlung auf Materie? (Hinweis: Erinnern Sie sich an die Funktionsweise des Geiger-Müller-Zählrohrs!)
Na und?
Auf den ersten Blick scheint diese Fähigkeit für den Menschen nicht relevant zu sein. Warum sollte Ionisierung für den Menschen gefährlich sein?
Erklären Sie diesen Sachverhalt mit dem folgenden Bild!
Warum ist ionisierende Strahlung für den Menschen ein Problem?
Definition: Energiedosis D
Verstehen Sie die folgenden Definitionen, die sich daher anbieten:
Wird einem Körper der Masse m die Energiemenge E zugeführt, so hat er die Energiedosis D erhalten:
Damit definiert man die Äquivalentdosis H als das Produkt aus Gewichtungsfaktor und Energiedosis:
Die Einheit der Energiedosis ist "Gray"
Da die verschiedenen Strahlungsarten (Alpha, Beta, Gamma) auf unterschiedlichen "Strahlungsteilchen" beruhen, sind diese auch bei gleicher Energie unterschiedlich gefährlich. Daher führt man noch für jede Strahlungsart einen Gewichtungsfaktor ein, welcher die Gefährlichkeit modellieren soll. (Dieser beruht NICHT auf physikalischen Phänomenen, sondern eher auf medizinischen Erfahrungen!)| Strahlungsteilchen | Gewichtungsfaktor w |
| Photonen, Elektronen | 1 |
| Protonen | 2 |
| Alpha-Teilchen | 20 |
Die Einheit der Äquivalentdosis ist "Sievert"
Hinweis: Die Äquivalentdosis wird mit einem Dosimeter gemessen. Dieses Gerät ist dem Geiger-Müller-Zählrohr sehr ähnlich:
- Beide Geräte beruhen auf der Ionisation von Materie durch einfallende α-, β- oder γ-Strahlung im Detektormedium (Gas, Festkörper etc.).
- Beim Geiger-Müller-Zählrohr entstehen in einem gasgefüllten Rohr durch ein einfallendes Teilchen Elektron-Ion-Paare, die in einem elektrischen Feld zu einem elektrisch auswertbaren Impuls verstärkt werden (Gaslawine).
- Viele elektronische Dosimeter verwenden genau solche Zählrohre als Detektor; sie sind dann im Grunde ein Geigerzähler, der zusätzlich die Impulse über die Zeit zu einer Dosis aufsummiert.
Was heißt das für uns im Alltag?
Je nachdem, wie groß die Äquivalentdosis ist, die eine Person erhält, werden vermutlich unterschiedliche medizinische Effekte auftreten:
Überprüfen Sie ihr Verständnis mit den folgenden Übungen:
- Ab ca. 500 – 1.000 Millisievert (0,5 - 1 Sv): Erste Anzeichen der Strahlenkrankheit, wie Übelkeit, Erbrechen und Müdigkeit, können auftreten.
- Ab ca. 1.000 – 2.000 Millisievert (1 - 2 Sv): Wahrscheinlichkeit für ein Knochenmarkssyndrom. Symptome wie Fieber, Haarausfall und erhöhte Infektionsgefahr.
- Ab ca. 4.000 – 5.000 Millisievert (4 - 5 Sv): Eine solche Belastung führt bei etwa der Hälfte der Betroffenen ohne medizinische Behandlung zum Tod.
- Ab ca. 7.000 – 10.000 Millisievert (7 - 10 Sv): Ohne intensive medizinische Behandlung ist das Überleben unwahrscheinlich.
- Ab ca. 50.000 Millisievert (50 Sv): Unmittelbare Bewusstlosigkeit und Tod innerhalb von Stunden bis wenigen Tagen (neurovaskuläres Syndrom)
| Natürliche Strahlenbelastung durch die Umwelt pro Jahr | 2,1 mSv |
| Computertomographie des Bauches | 7 mSv |
| Röntgenaufnahme beim Zahnarzt | 0,005 mSv |
| Flug von Frankfurt nach New York | 0,05 mSv |
| Ein Jahr lang jeden Tag 20 Zigaretten rauchen | 8,8 mSv |
| Ein Jahr lang in der Nähe eines Kernkraftwerks stehen | 0,001 mSv |
Übung
Berechnen Sie, wie oft Sie von Frankfurt nach New York fliegen müssten, damit Sie quasi sicher innerhalb weniger Stunden durch die Strahlenkrankheit sterben würden!
Übung 2
"Ein Freund von ihnen fliegt gerne in die USA um dort Urlaub zu machen. Gleichzeitig möchte er beim Zahnarzt keine Röntgenaufnahmen machen lassen, da diese ihn zu gefährlich sind." Nehmen Sie zum Verhalten ihres Freundes kritisch Stellung!
Sie sollten nun folgendes gelernt haben:
- Sie können Dosiswerte interpretieren und bei gegebenen Tabellen einordnen.