Ionisierende Strahlung: Reichweite: Schwächungsgesetz, Reichweite von Photonenstrahlung

Veröffentlicht von: Onmeda-Redaktion

Alle vorher genannten Effekte führen in Materie zu einer Schwächung bzw. Absorption von ionisierender elektromagnetischer Strahlung.

Die von allen Prozessen insgesamt herrührende Schwächung des Flusses φ lässt sich mit Hilfe des Schwächungsgesetzes nach Gl. 1 beschreiben. Unter dem Fluss φ versteht man in diesem Zusammenhang die Anzahl an Photonen pro Zeit und Fläche. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Gl. 1 für den Fall gilt, dass zwischen Strahlenquelle und Messort ein fester Abstand besteht. In diesen Abstand wird dann jeweils eine bestimmte schwächende Schicht der Dicke d = d1, d2, d3, ... dn eingebracht.

Dabei darf der in Gl. 1 dargestellte Fluss φ, nicht mit der Energiedosis D verwechselt werden. Fluss und Dosis verhalten sich wegen des in Abb. 6 erkennbaren Aufbaueffekts erst ab dem Dosismaximum annähernd gleich.

Die Schwächung von ionisierender Photonenstrahlung erfolgt gemäß einer Exponentialfunktion. Für den Fluss φ gilt: φ = φo * e - µ * d

mit:

φ = Fluss von monoenergetischen Strahlung nach einer schwächenden Schicht der Dicke d

φo = Fluss vor dem Eintritt in die schwächende Materie, also bei d = 0

µ = Schwächungskoeffizient; ist abhängig von dem schwächendem Material und der Energie der Strahlung

e = Basis des natürlichen Logarithmus (e ­ 2,71)

d = Dicke der schwächenden Schicht

Abb. 4 - Verlauf des Flusses φ in Abhängigkeit von der Dicke d der schwächenden Schicht

Wichtig ist, dass Gl. 1 nur für Strahlung mit einer festen (diskreten) Energie gilt. Für Röntgenstrahlung, die sich aus Strahlung (Photonen) mit Energien von theoretisch Null bis zu einem Maximum von z.B. 80 keV kontinuierlich zusammensetzt, gilt Gl. 1 in dieser Form nicht. Aber man kann für Zwecke des Strahlenschutzes mit der maximalen Energie rechnen, da die notwendige Dicke von Abschirmungen für die kleineren Energien dann natürlich geringer ist als die nach Gl. 1 berechnete.

Abb. 5 - Verlauf des Schwächungskoeffizienten µ als Summe seiner Anteile aus dem Photoeffekt, dem Comptoneffekt und der Paarbildung



Apotheken-Notdienst