Hygiene und Strahlenschutz
Strahlenschutz
Strahlenschutz
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Flashcards
Def. Isotop
unterschiedliche Anzahl an Neutronen
Instabilität abhängig von
Verhältnis Protonen und Neutronen
def. ionisation
Elektron von innerer Schale springt durch energie auf äußere schale (angeregter zustand) ->springt wieder zurück und energie wird wieder frei
oder elektron wird ganz entfernt (ionisation) und elektron aus äußerer schale füllt defekt und energie wird frei
def. 1 eV
kinetische energie, die ein elektron beim durchlaufen einer potentialdifferenz von 1V im Vakuum erhält
def. radioaktivität
eigenschft bestimmter atomkerne, sich spontan, ohne äußere einwirkung (unter abgabe von energie) umzuwandeln
bei nicht stabilen kombinationen von protonen und neutronen->übergang in stabiles nuklid unter aussendung von strahlung (radioaktiver zerfall)
def. kernspaltung
zerlegung des atomkerns unter energiefreisetzung in zwei oder mehrere kleinere kerne, freiwerdende energie ergibt sich aus der massendifferenz nach E=m*c^2
def. korpuskularstrahlung
=teilchenstrahlung; z.B. alpha, beta, neutronenstrahlung; energietransport über bewegung der Teilchen
def. elektromagnetische strahlung
photonen, gammastrahlung; energietransport ohne teilchen
Energie E=h*f=(h*c)/lambda
def. ionisierende Strahlung
Teilche/elektromagnetische strahlung, die in der lage ist elektronen aus atomen/molekülen zu entfernen, so dass positiv geladene Ionen zurückbleiben; ionisationsenergie abhängig von bindungsenergie der elektronen, also position im atom bzw. molekül
def. aktivität
anzahl atomkerne, die zerfallen, in einer bestimmten zeit; 1 beqerel=1 zerfall pro sekunde
N(t)=N(0)*e^(-lambda*t) mit N(t)=aktivität zum zeitpunkt t; N(0)=aktivität zum zeitpunkt t=0; lambda=zerfallskonstante (charakterischtisch für jedes nuklid)
def. halbwertszeit
zeitspanne, nach der die hälfte der radioaktiven kerne zerfallensind; charakteristisch für jedes nuklid
alpha-zerfall
strahlung=ausgesendete teilchen=heliumkern (2 protonen und 2 neutronen); geringe eindringtiefe wegen größe und ladung
betaminus-zefall
umwandlung von neutron in proton und elektron n->p+e+antineutrino
elektronen bilden beta-minus-strahlung
gamma-zerfall
energieabgabe in form eines photons, keine umwandlung in neues element; photon bildet gamma-strahlung
starke eindringtiefe; durchdringtiefe umgekehrt proportional zur ordnungszahl des materials
verhalten strahlung in elektrischem feld
anhand bahnkurve->aussage über masse, ladung, energie
alpha: leichte ablenkung, langer bahnradius
beta: gekrümmte spuren
gamma: kann nur indirekt nachgewiesen werden
wechselwirkung korpuskularstrahlung mit materie
energieabgabe entlang der gesamten flugbahn->abbremsung; "schwächung der strahlung"
wechselwirkungen EM-strahlung mit materie
lange wege ohne wechselwirkungen möglich; schwächung durch photoelektrischer effekt, compton effekt und Paarbildung
abgabe energie ist punktuell->keine abbremsung
erzeugung röntgenstrahlung
abbremsung energiereiches elektron (betaminus) beim auftreffen auf atom->energieverlust des elektrons und erzeugung von röntgenstrahlung, man unterscheidet zwischen brems- und charakteristischen strahlung
bremsstrahlung
kontinuierliches spektrum durch abbremsen schneller elektronen an der außenhülle von atomen
charakteristische strahlung
schnelle elktronen schlagen elektronen aus inneren schale, elektron aus äußeren schalen füllen lücke in weiter innen liegenden schalen->energie wird frei (x-ray)
funktion, aufbau röntgenröhre
glühemission von elektronen aus kathode->beschleunigen der elektronen im elektrischen feld zwischen kathode und anode->abbremsen im anodenmaterial und erzeugung von röntgenstrahlung
photoelektrischer effekt
lösen eines elektrons aus einer bindung durch kurzwelliges licht; energie des photons muss mindestens so groß sein wie die bindungsenergie des elektrons; photon überträgt gesamte energie und ist nach der Wechselwirkung verschwunden; kinetische energie des austretenden elektrons von frequenz des lichts abhängig
comptoneffekt
elastische streuung eines quants mit elektron aus elektronenhülle eines atoms; nur ein teil der Energie und des impulses des photons wird auf das elektron übertragen; nach wechselwirkung hat das photon weniger energie (lambda wird größer) und hat eine geänderte flugbahn
paarbildung
erzeugung elektron-positron-paar aus energiereichem photon; nur ein teil der energie und des impulses des photons wird auf das elektron übertragen; nach wechselwirkung mit feld des atomkerns ist photon verschwunden; paarvernichtung nach umgekehrtem prozess
schwächungsgesetz
I(x)=I(0)*e^(-mü*x) mit x=durchstrahlte länge; mu=schwächungskoeffizient (materialabhängig)
energiedosis
beschreibt enegieaufnahme in materie durch ionisierende strahlung; D=delta E/delta m
Energiedosis=absorbierte Strahlungsenergie/bestrahlte masse ; einheit= gray (gy)=1Joule/kg
unabhängig von strahlenart und absorbermaterial
äquivalentdosis
qualitätsfaktor*energiedosis; keine physikalische größe wie energiedosis; maß für die gefährdung verschiedener strahlungsarten; einheit= 1 sievert
effektive dosis
gewebewichtungsfaktor*äquivalentdosis; maß für sensibilität unterschiedlicher organe;maß für stochastisches risiko, das mit strahlenexposition verbinden ist; einheit=1sievert (1sv)
ionenkammer/proportionalitätszählrohr
luftgefüllte, offene kammer, niedrige spannung zwischen elektroden, strahlungerzeugt ionenpaar, ionen wandern im e-feld zu den elektroden und produzieren schwachen strom, signal=proportional der energie der strahlung->dosismessung möglich
nachteil: teuer, luftfeuchte- und luftdruckabhängig
geigerzähler
gasgefüllt kammer (niederdruck), hochspannung zws elektroden, strahlung erzeugt ionenpaar, ionen erzeugen lawineneffekt (signalverstärkung), strahlung wird nicht nach energie unterschieden sondern nur gezählt, keine dosismessung; billig empfindlich (kontaminationsmessung), akustisches/visuelles signal
szintillation
szintillatoren= organische materialien, anorganische kristalle oder edelgase, die dirch ionisierende strahlung zum leuchten angeregt werden
zeit zwischen bestrahlung und lichtemission entscheidet ob fluoreszenz oder phosphoreszenz
z.b. messung konzentration radioaktiv markierter stoffe
funktion photomuliplierröhre
signalverstärkung, um sehr kleine strahlungsintensitäten zu messen
funktion photomuliplierröhre
signalverstärkung, um sehr kleine strahlungsintensitäten zu messen
kernphotoeffekt
atomkern absorbiert photon und gibt neutron oder photon ab
z.b. raumluft zws. strahlenquelle und patient wird durch kernphotoeffekt radioaktiv->luftsaugeinrichtung
messaufgaben strahlenschutz
messung personendosen an der person und ortsdosen am arbeitsplatz und dessen umgebung
z.B. durch erzeugung elektrischer ladung, szintillation, schwärzung von filmemulsionen
filmdosimetrie
messung der optischen dichte mittels dosimeter; speicherndes und integriertes verfahren; filter im gehäuse erlaubt differenzieren zwischen unterschiedlichen strahlenarten, erlaubt messung von alpah, beta und neutronenstrahlung
DNA
träger der erbinformation, doppelhelix
nukleotid
Ribose+Phosphat+Base(Adenin,Thymin, cytosin, guanin)
strahlenbiologische wirkungskette
1. physikalisch: absorption strahlungsenergie->angeregte/ionisierte atome
2. radiochemisch: verteilung energie auf nähere umgebung->radikale; funktionelle/strukturelle veränderung von biomolekülen
3. biochemisch: veränderung protein, nukleinsre; zusammenschluss molekülfragmente zu neuen (z.T. toxischen) Verbindungen; Reparatur des Schadens
4. biologisch: akut- und spätfolgen; mutationen, möglichkeit des zelltodes; reparatur des schadens oder tod des organismus
mutationen
punkt-mutationen: single nucleotid polymarphism (SNP) : abstammungsvergleich ; 1-Basen Insertion/Deletion: verlust oder beeinträchtigung der genfunktion
chromosomale mutation: duplikation (quantität), inversion (funktion), translokation (fusionsgene)