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Nuklearmedizin Übung 2 Klaus-Hendrik Wolf Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Nuklidtafel Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Zerfallsreihe Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Strahlungsarten Ionisierende Strahlung ist in der Lage, Elektronen aus einem Atom herauszulösen. • Korpuskularstrahlung – Besteht aus Teilchen mit Ruhemasse – geladen oder ungeladen • Photonenstrahlung – Teilchen (Photonen) ohne Ruhemasse – ungeladen Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Strahlungsarten Direkt ionisierende Strahlung Elektrisch geladene Teilchen (z.B. Elektronen, Protonen, Deuteronen, Alphateilchen) geben ihre Energie unmittelbar durch Stöße an die Materie entlang ihrer Bahn ab Indirekt ionisierende Strahlung erzeugt durch Wechselwirkung mit einem Atom ein geladenes Teilchen, das durch Stöße Energie abgeben kann. Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Strahlungsarten Strahlenart Direkt ionisierendIndirekt ionisierend (geladene Teilchen) KorpuskularStrahlung (ungeladene Teilchen) Elektronen Neutronen Protonen Pi-Mesonen (Pionne) Deuteronen Alphateilchen Schwere Ionen Pi-Mesonen Pionen Photonenstrahlung Röntgenstrahlung Gammastrahlung Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Elektromagnetische Strahlung Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Elektromagnetische Strahlung Energietransport ist nicht kontinuierlich ● Diskrete Quantensprünge bei – Ausstrahlung (Emission) –Verschluckung (Absorption) Ausbreitungsgeschwindigkeit c = 300 000 km/s Wellenlänge ( λ), Frequenz (ν) c=λν Energie (E) E=νh ● Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Elektromagnetische Strahlung Röntgenstrahlung ionisierende Photonenstrahlung aus dem Coulombschen Feld der Atomkerne oder aus Atomhülle Gammastrahlung ionisierende Photonenstrahlung aus angeregten Atomkernen oder aus Elementarteilchenprozessen Röntgen- und Gammastrahlung unterscheiden sich nur durch die Art der Entstehung Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Korpuskularstrahlung Besteht aus • Geladenen Teilchen Elektronen, Protonen, Deuteronen, Alphateilchen, Pi-Mesonen • Ungladenen Teilchen Neutronen, Pi-Mesonen geladene Teilchen können in Teilchenbeschleunigern beschleunigt werden Korpuskularstrahlung kann durch Kernumwandlungen entstehen Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Wechselwirkungen mit Materie • • • • • • • Anregung und Ionisation Schwächung Absorption Photoeffekt (Photoionisation, Photoabsorption) Compton-Effekt Paarbildung / Paarvernichtung Zusammenstöße mit Materie Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Wechselwirkungen: Anregung und Ionisation Vorgang in Elektronenhülle • Absorption eines Photons • Zusammenstoß mit Elektron • Kontakt mit angeregtem Atom Ionisation • Direkte~ (Stoßionisation) • Indirekte~ durch Anregung Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Wechselwirkungen: Schwächung,Absorption Durchtritt von Photonenstranlung durch Materie Zusammengesetzt aus Absorption und Streuung Abhängig von • Körperdicke • Körperdichte • Kernladungszahl der Atome Absorption = Schächung – Streuung Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Wechselwirkungen: Photoeffekt Photoeffekt Institut für Medizinische Informatik Photon wird vollständig absorbiert Elektron wird emittiert (Bindungs- u. kinet.Energie) Durch Wiederbesetzung des Platzes Austrahlung von elektromagnetischer Strahlung TU Braunschweig Germany Wechselwirkungen: Compton-Effekt Photon löst äußeres Bindungselektron wird abgelenkt Energieverlust Compton-Effekt Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Wechselwirkungen: Paarbildungseffekt Vollständige Absorption des Energiequants (>1,022MeV) Wechselwirkung im Kernfeld Umwandlung in Teilchenpaar (Negatron, Positron) Postitron = „Antielektron“ => Vernichtungsstrahlung Paarbildungseffekt zwei Photonen je 0,511MeV diametral Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Strahlungsenergie Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Entstehung von Röntgenstrahlung Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Röntgenspektrum Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Wechselwirkungen mit biologischen Stukturen Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Direkte und indirekte Strahlenwirkungen Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Ionisationskammer Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Szintillationsdetektor Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Bohrlochmessplatz Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Kollimator Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Gammakamera Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany Gammakamera Institut für Medizinische Informatik TU Braunschweig Germany
