Mario Sedlak
Maßeinheiten
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Hilfsmaßeinheiten für Radioaktivität

Becquerel, Gray und Sievert sind schwer bis gar nicht auf direktem Weg messbar. Stattdessen werden andere Größen registriert und die erhaltenen Werte, so gut es geht, in die gewünschten Einheiten umgerechnet. Viele Messgeräte machen das automatisch, sodass Laien gar nicht wissen, wie viele Annahmen in das angezeigte Messergebnis einfließen.

Für Messung

Größe Einheit Abk. Anmerkung
Impulse pro Sekunde ips

= was das Messgerät registriert – noch völlig unbereinigt

Muss auf die tatsächliche Aktivität hochgerechnet werden, da nicht alle Zerfälle im Messgerät registriert werden.

Störstrahlung, die nicht von der zu messenden Substanz stammt, muss abgezogen werden. (Bei diesem Schritt bleibt die Einheit noch gleich.)

gezählte Ereignisse pro Sekunde (counts per second) cps
Impulse pro Minute ipm
counts per minute cpm
Impulse pro Stunde iph
counts per hour cph
Impulse pro Tag (day) ipd
counts per day cpd
  • Ionendosisleistung
Ampere pro Kilogramm A/kg Die absorbierte Strahlung erzeugt in der Luft zwischen zwei geladenen Platten Ionen. Dadurch kann Strom fließen, und dieser kann leicht gemessen werden. Einzelne Ereignisse werden bei diesem Messprinzip nicht gezählt, daher ist die Einheit "Impulse pro Sekunde" nicht anwendbar. Der Zweck der Einheiten ist aber derselbe.
  • Kerma (kinetic energy released per unit mass)
Gray = Joule pro Kilogramm Gy

= gesamte freigesetzte Bewegungsenergie

Ist für niederenergetische Photonen, Neutronen und andere Teilchen leichter messbar als nur die vom Medium, mit dem sie kollidieren, absorbierte Energie (= Energiedosis). Obwohl die Einheit gleich ist, ist Kerma i. A. größer als die Energiedosis, weil Teilchen wegfliegen können und damit zwar zur freigesetzten Bewegungsenergie, aber nicht zur absorbierten Energie zählen.[1]

Gray mal Quadratzentimeter Gy·cm2

gesamte von einem Röntgengerät bei einer Aufnahme ausgesendete Strahlung

Die Strahlung wird bewertet, als ob sie vollständig und gleichmäßig auf einen menschlichen Körper trifft (daher das Gray), und mit der Fläche, die der Strahl bescheint, multipliziert. Sowohl Strahlung als auch Fläche sind in einem beliebigen Abstand von der Strahlenquelle zu messen; das Produkt bleibt (fast) gleich und korreliert mit der tatsächlichen (schwer messbaren) Strahlenbelastung des Patienten.

Milligray mal Zentimeter mGy·cm

Hilfsgröße für die Strahlenbelastung eines Patienten bei einer Computertomographie-Untersuchung

≈ Energiedosis in dem gescannten Körperbereich mal Größe des Bereichs in Zentimeter der Patienten-Längsachse

  • Personen-Tiefendosis
  • Personen-Oberflächendosis
  • Personen-Oberflächendosis für Extremitäten
Sievert Sv

= Äquivalentdosis bei Bestrahlung von außen, in unterschiedlicher Gewebetiefe gemessen

Ist nicht die Dosis, die der Mensch insgesamt abbekommen hat, aber leichter zu messen und ausreichend, um das Einhalten einer maximalen Körperdosis zu überwachen.

Für Berechnung

Größe Einheit Abk. für Umrechnung
  • Kalibrierfaktor[2]
Becquerel pro Impulse in einer Sekunde Bq/ips von Impulsrate zu Aktivität
Nanogray pro Stunde pro Impulse in einer Sekunde (nGy/h)/ips von Impulsrate zu Energiedosis
  • Empfindlichkeit (einer Ionisationskammer)
Pikoampere pro Mikrogray in einer Stunde pA/(µGy/h) von der gemessenen Stromstärke zur Energiedosis
  • Dosiskoeffizient oder Dosisfaktor
Sievert pro Becquerel Sv/Bq von Aktivität zu effektiver Dosis bei Aufnahme in den Körper mit der Nahrung oder Atemluft
Sievert pro Becquerel in einem Kilogramm Sv/(Bq/kg)
Sievert pro Becquerel in einem Kubikmeter Sv/(Bq/m3)
Sievert pro Stunde und Becquerel in einem Kubikmeter Sv/(Bq h/m3)
Millisievert pro Stunde pro Gigabecquerel pro Quadratmeter (mSv/h)/(GBq/m2)

von Aktivität zu effektiver Dosis bei äußerlicher Bestrahlung

(Die Strahlungsintensität sinkt quadratisch mit dem Abstand von der Strahlungsquelle – daher die Quadratmeter in der Einheit.)

  • Konversionsfaktor
Millisievert pro Gray-Quadratzentimeter mSv/(Gy·cm2) von Dosisflächenprodukt zu effektiver Dosis
Millisievert pro Gray-Zentimeter mSv/(Gy·cm) von Dosislängenprodukt zu effektiver Dosis
Sievert pro Gray Sv/Gy

von Energiedosis zu Äquivalentdosis

(Wird in der Definition der Äquivalentdosis verwendet.)

Die Ermittlung dieser Werte erfordert einiges an Fachwissen bis hin zu jahrzehntelanger Forschungstätigkeit.[3]

Abgeleitete Einheiten

Größe Einheit Abk. Anmerkung
  • Ionendosis
Coulomb pro Kilogramm C/kg

Coulomb ist dasselbe wie Amperesekunden. (Die Verwendung der Einheit Coulomb bedeutet nicht, dass Ladungen angesammelt werden.)

1 C/kg entspricht bei Bestrahlung von Luft ca. 35 Gy; bei Bestrahlung von biologischem Weichgewebe bzw. wässrigen Lösungen 37 Gy.

Weiter

Maßeinheiten für gezählte radioaktive Zerfälle

Quellen

[1] Bayerisches Umweltministerium: Radioaktivität und Strahlungsmessung (PDF), S. 46 (im PDF S. 60)
[2] Bayerisches Umweltministerium: Radioaktivität und Strahlungsmessung (PDF), S. 49 (im PDF S. 63)
[3] Bayerisches Umweltministerium: Radioaktivität und Strahlungsmessung (PDF), S. 5f. und 212 (im PDF S. 19f. und 226)

Seite erstellt am 15.9.2020 – letzte Änderung am 1.9.2022