Ionisierende Strahlung: Reichweite: Paarbildung

Veröffentlicht von: Onmeda-Redaktion

Bei Photonenstrahlung mit Energien über 1,022 MeV kann die Strahlung neben den drei bisher genannten Prozessen über einen weiteren Prozess mit Materie in Wechselwirkung treten. Derartige Energien treten in der Medizin nicht in der Röntgendiagnostik, sondern nur bei Beschleunigern in der Strahlentherapie auf.

Photonenstrahlung mit einer Energie über 1,022 MeV "verwandelt" sich in Gegenwart eines Atomkerns in zwei Teilchen - ein Elektron und ein Positron.

In Gegenwart eines Atomkerns, der den Impuls der auftreffenden Photonenstrahlung aufnimmt, verwandelt sich die Strahlung in Materie, und zwar in ein Elektron und ein Positron. Man bezeichnet diesen Prozess als Paarbildung. Die gesamte Energie des einfallenden Photons geht auf das Elektron-Positron-Paar über. Die Masse des Elektrons ist gleich der des Positrons und beträgt, in Energieeinheiten ausgedrückt, 511 keV. Da sowohl das Elektron als auch das Positron völlig neu aus der Strahlung entstehen, muss die Strahlung mindestens eine Energie von zweimal 511 keV (= 1,022 MeV) besitzen.

Je größer die Energie der Strahlung ist, desto wahrscheinlicher wird der Prozess der Paarbildung. Siehe hierzu Abb. 5. Der Energieüberschuss der Photonenstrahlung oberhalb von 1,022 MeV wird in kinetische Energie von Elektron und Positron umgewandelt. Die Paarbildung nimmt quadratisch mit der Kernladungszahl, also mit Z 2 zu.

Grafische Darstellung: Paarbildung

Grafische Darstellung: Paarbildung



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