Effekte von Strahlung
für alle Hauptfächer
für alle Hauptfächer
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Lernkarten
Photoeffekt
- Photoionisation
- Einfallendes Photon trifft auf Elektron der inneren Schale
- Photon wird komplett absorbiert
- vollständige Energieübertragung auf das Elektron
- Elektron verlässt den Atomverband
- Folgeprozesse: Bremsstrahlung
- Bei niedrigerer Photonenenergie: hoher Winkel (gegen 90°)
- Bei höherer Photonenenergie: niedrigerer Winkel (gegen 0°)
- Vorkommen: mehr in konventioneller Diagnostik
- Energiebereich: 10-60 keV
Comptoneffekt
- Energiebereich: 60 keV - 20 MeV
- inkohärent
- Einfallendes Photon trifft auf Elektron der äußeren Schale
- Photon überträgt einen Teil seiner Energie auf das Elektron und wird abgelenkt
- Elektron verlässt den Atomverband
- Vorkommen: Mehr in der Diagnostik
Klassische Streuung
kohärent: Photon wird ohne Energieverlust gestreut, Atom bleibt unverändert
Energiebereich: bis 10 keV
Vorkommen in der Diagnostik
Paarbildung
- Energiebereich: über 20 MeV
- Durch einfallendes Photon wird im Coulombfeld des Atomkerns spontan ein Elektron-Positronpaar gebildet
- Energieschwelle: 1022 keV (entspricht der Ruheenergie des Teilchenpaares)
- Folgeprozesse: Paarvernichtung
- Vorkommen: in der Strahlentherapie
Paarvernichtung
Elektron und Positron treffen aufeinander, 2 gamma-Quanten gehen im 180° Winkel auseinander, Annihilation
Vorkommen: Strahlentherapie, PET-CT
Bremsstrahlung
- Elektron wird im Coulombfeld eines Atoms abgelenkt
- Elektron verliert einen Teil seiner Energie, die in Form von Röntenbremsstrahlung abgegeben wird
- Es entsteht ein kontinuierliches Spektrum: hohe und niedrige Energien
- 50 kV -> Grenzenergie bestimmt Grenzwellenlänge
- Je größer die Ordnungszahl des Bremsmaterials, desto höher die Ausbeute an Bremsstrahlung
- Folgen: Sekundärprozesse: Anregung/Ionisation, chem./biochem. Veränderungen, zelluläre Veränderungen/Schäden
Charakteristische Röntgenstrahlung
Angeregtes Elektron geth auf eine Schale geringerer Energie in den Grundzustand zurück.
Abgabe der Energiediffenenz in Form von Photonenstrahlung -> Charakteristische Röntgenstrahlung
Die Energie der Strahlung ist somit materialcharakteristisch.
Anregung
Ein Elektron wird innerhalb eines Atoms in eine äußerere Schale gebracht
Ionisation
Innerhalb eines Atoms wird die Elektronenzahl so verändert, dass das Atom energetisch nicht mehr neutral ist.
kohärent
Streuung am gesamten Atom
Photonen wreden ohne Energieverlust gestreut
Atomhülle bleibt unverändert
inkohärent
Photon verliert Energie und ändert die Richtung
Hüllenelektron wird aus dem Atomverband gestoßen
Faktoren, die Schwächung bestimmen
- Ordnungszahl
- Dicke
- Dichte
- Energie der Photonen
beta minus Teilchen sind...
Elektronen
beta plus Teilchen sind...
Positronen
alpha Teilchen sind...
Heliumkerne (2 Protonen + 2 Neutronen)
