Strahlenwirkung und Dosis
So gehst du vor
- 1Tippe in der Dosisleiter Einträge an und vergleiche sie.
- 2Spiele im Rechner durch, wie aus Energie und Strahlenart die Äquivalentdosis wird.
- 3Am Messplatz: Ziehe das Messgerät auf der Schiene. Lies die Dosisleistung ab und tippe „Messwert in die Tabelle“.
- 4Nimm mindestens fünf Werte auf, einmal für den Abstand und einmal für die Bleidicke. Werte selbst aus. Erst dann die Auswertung zeigen.
Dosisleiter: Wie viel ist wie viel?
Die Skala ist logarithmisch: Jedes Sechstel der Balkenbreite bedeutet das Zehnfache, von 0,01 mSv bis 10 Sv. Alle Werte: Bundesamt für Strahlenschutz (BfS), Seite „Grenzwerte im Strahlenschutz“. Die Dosen aus Medizin und Alltag sind effektive Dosen: Sie rechnen die Empfindlichkeit der Organe mit ein und werden ebenfalls in Sievert angegeben.
Zwei Arten von Wirkung
Mit Schwelle: Gewebeschäden
Treten erst oberhalb einer Schwelle auf, meist über etwa 500 mSv in kurzer Zeit. Je höher die Dosis, desto schwerer der Schaden. Beispiele: Hautrötung, Haarausfall, Strahlenkrankheit.Ohne bekannte Schwelle: Krebs
Mit der Dosis steigt nicht die Schwere, sondern die Wahrscheinlichkeit. Der Strahlenschutz nimmt an, dass es keine völlig harmlose Dosis gibt. Bei kleinen Dosen ist das zusätzliche Risiko klein und lässt sich kaum messen, zwischen Strahlung und Erkrankung können Jahre liegen.Nach: Bundesamt für Strahlenschutz, „Wie wirkt ionisierende Strahlung?“.
Von der Energie zum Sievert
1 Gray (Gy) ist 1 Jkg: die aufgenommene Energie je Kilogramm. Die Äquivalentdosis in Sievert (Sv) berücksichtigt, wie stark die Strahlenart das Gewebe schädigt. Strahlungswichtungsfaktoren wR nach ICRP 103. Die Energie ist winzig: 1 Sv entspricht im Wasser nur einer Erwärmung um rund 0,0002 K. Die Wirkung kommt nicht von der Wärme, sondern davon, dass die Strahlung Moleküle ionisiert.
Aufgenommene Energie E
70 mJKörpermasse m
70 kgStrahlenart
Beispiel: ein Jahr im Vergleich
Flüge München–Japan (bis 0,1 mSv je Flug)
2Röntgenbilder des Brustkorbs (0,01 bis 0,03 mSv)
1CT des Kopfes (1 bis 3 mSv)
0Medizinische Untersuchungen haben einen Nutzen, den Ärzte gegen die Dosis abwägen. Eine notwendige Untersuchung abzulehnen, kann riskanter sein als die Strahlung. Trotzdem gilt: unnötige Dosis vermeiden.
Nur simuliert. Die Anzeige streut, weil Zerfälle zufällig sind. Der Untergrund von etwa 0,1 µSvh ist mit dabei. Rechenwerte für Cs-137 und Co-60 sind gerundet, Schulpräparate sind in echt nur unter Aufsicht der Lehrkraft zu benutzen. Violette Punkte zeigen die Strahlung nur als Bild.
Präparat
Abstand r
20 cmBleidicke d
0 mmAufenthaltsdauer t
1,0 hMessreihe
Bleidicke auf 0 mm stellen, nur den Abstand ändern.
Dosisleistung über dem Abstand
| Nr. | r in cm | Dosisleistung in µSv je h |
|---|
Aufträge
- Wie viele Röntgenbilder des Brustkorbs entsprechen der natürlichen Strahlung eines Jahres von 2 mSv? Rechne mit 0,02 mSv je Bild.
- Warum sind Grenzwerte für die Bevölkerung (1 mSv) kleiner als die natürliche Strahlung im Jahr? Was bedeutet das für die Aussage „unter dem Grenzwert ist alles ungefährlich“?
- Miss die Dosisleistung bei 20 cm und 40 cm. Passt das Ergebnis zum Abstandsgesetz? Warum liegt der Wert bei 100 cm über der Vorhersage?
- Bestimme aus deiner Messreihe die Halbwertsdicke von Blei für beide Präparate.
- Nenne die Grundregeln des Strahlenschutzes: Abstand, Abschirmung, kurze Aufenthaltsdauer. Welche Regel wirkt in deiner Messung am stärksten?
- Lies zwei Schlagzeilen zum Thema Strahlung und prüfe: Welche Größe und welche Einheit wird genannt? Wie liegt der Wert in der Dosisleiter?
Kapitel „Radioaktivität“. Siehe auch die Seiten „Reichweite und Abschirmung“ und „Radioaktiver Zerfall“.