Strahlendosis

Beim Auftreffen auf Materie geben alpha-, beta- und gamma-Strahlen Energie ab. Dabei werden Atome und Moleküle angeregt oder sogar ionisiert. Daher wird radioaktive Strahlung auch als ionisierende Strahlung bezeichnet. Auch die Neutronenstrahlung wird zur ionisierenden Strahlung gezählt. Neutronen können zwar nicht direkt mit Elektronen der Elektronenhülle in Wechselwirkung treten, da sie elektrisch neutral sind, sie können jedoch über Reaktionen mit Atomkernen ionisierende Strahlen auslösen.

Die ionisierende Strahlung verursacht physikalische, chemische und biologische Veränderungen in der durchstrahlten Materie. Zur genaueren Beschreibung der Wirkung ionisierender Strahlen wurde der Begriff der Strahlendosis eingeführt. Hierbei wird zwischen Energiedosis und Äquivalentdosis unterschieden. Diese beiden Begriffe möchte ich Ihnen nachfolgend erklären.

Energiedosis
Die Energiedosis D ist die je kg eines beliebigen Stoffes absorbierte Strahlungsenergie. Die Maßeinheit für die Energiedosis ist das Gray (Gy).  Ein Gray entspricht der absorbierten Energie von 1 J/kg.
1Gy = 1 J/kg

Äquivalentdosis
Viel häufiger wird in letzter Zeit jedoch die Äquivalentdosis H diskutiert.Darunter versteht man die absorbierte Strahlungsenergie je Kilogramm biologischem Gewebe, die den gleichen biologischen Effekt hervorruft, wie 1 Gy gamma-Strahlung mit einer Energie der gamma-Strahlung von 200 keV.
Da die einzelnen Strahlungsarten unterschiedlich starke biologische Wirkung haben, verwendet man zur Berechnung der Äquivalentdosis einen Strahlungswichtungsfaktor w_R. Die Beziehung zur Berechnung der Äquivalentdosis sieht dann folgendermaßen aus:
H =  w_{R ^.} D
Die Äquivalentdosis ist das Produkt aus Energiedosis D und Strahlungswichtungsfaktor w_R. Die Einheit der Äquivalentdosis ist Sievert (Sv) und auch hier gilt die Umrechnung: 1 Sv = 1 J/kg. Häufig werden Millisievert angegeben, also tausendstel Sievert.

Der Strahlungswichtungsfaktor trägt der unterschiedlich starken biologischen Wirkung der einzelnen Strahlungsarten Rechnung. Hier eine Übersicht über diese Wichtungsfaktoren für einige Strahlungsarten, ohne Anspruch auf Vollständigkeit. Wer es genauer wissen will, schaut bitte in die  Strahlenschutzverordnung der Bundesrepublik Deutschland. In der Anlage VI sind die Wichtungsfaktoren aufgelistet.

Art der Strahlung	Energie	Strahlungswichtungsfaktor wR
beta- und gamma-Strahlung	alle Energien	1
Neutronen	kleiner 10 keV	5
Neutronen	10 bis 20 keV	10
Neutronen	100 keV bis 2 MeV	20
Neutronen	2 MeV bis 20 MeV	10
Neutronen	größer 20 MeV	5
alpha-Teilchen	alle Energien	20

Effektive Dosis
Weiterhin muss man noch beachten, dass Strahlung die verschiedenen Gewebe des Körpers in unterschiedlicher Weise schädigt. Während die Haut etwas mehr Strahlung aushält, sind z.B. Keimdrüsen besonders empfindlich. Die aufgenommene Strahlungsdosis muss für eine genauere Abschätzung der Auswirkungen noch entsprechend der verschiedenen Organe gewichtet werden. In diesem Zusammenhang wird von effektiver Dosis gesprochen.