Hygiene und Strahlenschutz

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

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

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

signalverstärkung, um sehr kleine strahlungsintensitäten zu messen

signalverstärkung, um sehr kleine strahlungsintensitäten zu messen

atomkern absorbiert photon und gibt neutron oder photon ab

z.b. raumluft zws. strahlenquelle und patient wird durch kernphotoeffekt radioaktiv->luftsaugeinrichtung

messung personendosen an der person und ortsdosen am arbeitsplatz und dessen umgebung

z.B. durch erzeugung elektrischer ladung, szintillation, schwärzung von filmemulsionen

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

träger der erbinformation, doppelhelix

Ribose+Phosphat+Base(Adenin,Thymin, cytosin, guanin)

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

punkt-mutationen: single nucleotid polymarphism (SNP) : abstammungsvergleich ; 1-Basen Insertion/Deletion: verlust oder     beeinträchtigung der genfunktion

chromosomale mutation: duplikation (quantität), inversion (funktion), translokation (fusionsgene)

ursprungszelle->2 tochterzellen, replikation der gesamten genetischen info und genaue verteilung (mitose); verdopplung der zellmasse

4 phasen: pro-, meta-, ana-, telophase

keine teilung mehr nach differenzierung: nerven-, muskelzellen

normalerweise keine teilung mehr, können aber dazu stimuliert werden: Lberzellen

teilen sich andauernd und schnell: haut-, epitheliale zellen, samenzellen, knochenmarkszellen

normale zelle<-->reversible Schwellung-->irreversible Schwellung-->lyse

strahlen von allen seiten auf zu bestrahlende stelle gerichtet (rotierende strahlenquelle); vor jeder behandlung mit niedrigdosierter strahlung CT-Bildserie um genauen Ort des zu bestrahlenden Tumors zu bestimmen

Ziel: Reduktion nebenwirkungen durch präzise ausrichtung der bestrahlung

anwendung: prostata-, lungen-, Brustkrebs und Kopf-, halskarzinome

energiegeladene Teilchen von Sternen treffen auf Lufthülle der Erde (Sonnenwind, Sternenwind); 93% Protonen, 6% Helium-Kerne, 1% schwere kerne-->hier wandelt sich Primärstrahlung zu Sekundärstrahlung um

beim zsmprall mit Molekülen der lufthülle werden atomkerne zertrümmert-->er entstehen neue Kerne und Teilchen (kosmogene Radionuklide); Elektronen, gammaquanten, neutronen, mesonen

geladene Teilchen (sonnenwind) werden auf spiralbahnen um die feldlinien der erde abgelenkt

radon 222: geruchloses, farbloses edelgas-->vom menschen eingeatmet, 25% des Radonisotops bleiben in der lunge-->hauptverursacher der natürlichen strahlenexposition; entsteht aus radium, zerfällt zu polonium

pflanzl. oder tierische nahrungsmittel, C 14 als Karbonat in Wasser gelöst ca. 100Bq/kg

Mensch, K 40 (lebenswichtiges Element, 2g/kg körpergewicht) ca. 130 Bq/kg

Rauchen, Zerfallsprodukt des Radons lagert sich auf Tabakpflanzen ab un gelangen durch Rauch in die Lunge (Polonium)

Medzin (Röntgen), technische Anwendungen (Betreib Kernkraftwerk, Unfälle, Kernwaffentests); uranhaltige Munition, Satellitenabstürze (radionuklidbatterie)

medizin, industrie, forschung, technik, kernenergie

kosmische, terrestrische, eigenstrahlung, zivilisatorisch basierte strahleneinwirkung (fliegen, rauchen)

Verhältnis Protonen und Neutronen

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

kinetische energie, die ein elektron beim durchlaufen einer potentialdifferenz von 1V im Vakuum erhält

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)

zerlegung des atomkerns unter energiefreisetzung in zwei oder mehrere kleinere kerne, freiwerdende energie ergibt sich aus der massendifferenz nach E=m*c^2

=teilchenstrahlung; z.B. alpha, beta, neutronenstrahlung; energietransport über bewegung der Teilchen

photonen, gammastrahlung; energietransport ohne teilchen

Energie E=h*f=(h*c)/lambda

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

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)

zeitspanne, nach der die hälfte der radioaktiven kerne zerfallensind; charakteristisch für jedes nuklid

strahlung=ausgesendete teilchen=heliumkern (2 protonen und 2 neutronen); geringe eindringtiefe wegen größe und ladung

umwandlung von neutron in proton und elektron n->p+e+antineutrino

elektronen bilden beta-minus-strahlung 

energieabgabe in form eines photons, keine umwandlung in neues element; photon bildet gamma-strahlung

starke eindringtiefe; durchdringtiefe umgekehrt proportional zur ordnungszahl des materials

anhand bahnkurve->aussage über masse, ladung, energie

alpha: leichte ablenkung, langer bahnradius

beta: gekrümmte spuren 

gamma: kann nur indirekt nachgewiesen werden

energieabgabe entlang der gesamten flugbahn->abbremsung; "schwächung der strahlung"

lange wege ohne wechselwirkungen möglich; schwächung durch photoelektrischer effekt, compton effekt und Paarbildung

abgabe energie ist punktuell->keine abbremsung

abbremsung energiereiches elektron (betaminus) beim auftreffen auf atom->energieverlust des elektrons und erzeugung von röntgenstrahlung, man unterscheidet zwischen brems- und charakteristischen strahlung

kontinuierliches spektrum durch abbremsen schneller elektronen an der außenhülle von atomen

schnelle elktronen schlagen elektronen aus inneren schale, elektron aus äußeren schalen füllen lücke in weiter innen liegenden schalen->energie wird frei (x-ray)