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Strahlendosis und Strahlenschutz – Bestrahlung, Kontamination, Gray und Sievert

PhysikQuanten- und KernphysikAlter 17–18

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Wählen Sie eine Quelle (α, β, γ oder Neutronen), ihre Aktivität, den Abstand, eine Abschirmung (Papier, Aluminium, Blei oder Beton) und die Expositionszeit, um die Energiedosis D (Gy) und die Äquivalentdosis H = w_R·D (Sv) zu berechnen. Die Ansicht Kontamination zeigt, dass radioaktives Material auf der Haut oder im Körper Sie weiter bestrahlt, auch wenn Sie weggehen – anders als bei äußerer Bestrahlung. Eine Dosisleiter vergleicht Ihre Dosis mit der natürlichen Strahlung, Röntgenaufnahmen, CT und Dosisgrenzwerten; dazu ein Diagramm der Dosis über der Zeit und eine Ergebnistabelle.

Lektion: Energiedosis, Äquivalentdosis und Strahlungs-Wichtungsfaktoren; Bestrahlung und Kontamination; Strahlenschutz

Was sie zeigt

Strahlung schädigt Zellen, indem sie Energie in ihnen abgibt. Die Energiedosis D ist die pro Kilogramm Gewebe aufgenommene Energie, gemessen in Gray (1 Gy = 1 J/kg). Weil Alphateilchen pro Joule viel mehr Schaden anrichten, wird für die Äquivalentdosis H = w_R·D in Sievert mit einem Strahlungs-Wichtungsfaktor multipliziert: 20 für Alpha, 1 für Beta und Gamma. Die Bestrahlung durch eine äußere Quelle endet, sobald man sich entfernt oder abschirmt. Kontamination ist anders: Radioaktives Material auf der Haut oder im Körper strahlt weiter, bis es abgewaschen ist, zerfallen ist oder den Körper verlassen hat.

So funktioniert es

Wählen Sie im Reiter Bestrahlung die Quelle und stellen Sie Aktivität A, Abstand d (oder ziehen Sie die Person), Abschirmung und Dicke x sowie Zeit nahe der Quelle t ein. Lesen Sie die Dosisleistung, D und H ab und sehen Sie, wo H auf der Dosisleiter liegt. Wählen Sie im Reiter Kontamination Auf der Haut oder Im Körper und vergleichen Sie die Diagramme. Mit Ergebnis notieren füllen Sie die Tabelle.

Einstellbare Parameter

  • Ansicht Äußere Bestrahlung, Kontamination
  • Art der Quelle α – Americium-241, β – Strontium-90, γ – Cobalt-60, Neutronen – Californium-252
  • Aktivität A der Quelle (äußere Bestrahlung) 0,01–100000 MBq
  • Abstand d zwischen Quelle und Person 0,02–10 m
  • Abschirmung Keine, Papier, Aluminium, Blei, Beton
  • Dicke der Abschirmung x 0,1–500 mm
  • Zeit t (nahe der Quelle, bis zum Abwaschen oder seit der Aufnahme) 0,01–8760 h
  • Art der Kontamination Auf der Haut, Im Körper
  • Aktivität der Kontamination 0,01–100000 kBq

Fragen zum Erkunden

  1. Warum ist eine Alphaquelle außerhalb des Körpers fast harmlos, im Körper aber sehr gefährlich?
  2. Um welchen Faktor sinkt die Gammadosis, wenn Sie den Abstand von 1 m auf 2 m vergrößern?
  3. Warum beendet das Verlassen des Raums die Bestrahlung, aber nicht die Kontamination?

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