Versuch 4
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Folien zum “Physikpraktikumsversuch für Mediziner Nr.4“ c Claus Pegel 3. Juni 2008 1 Grundlagen für Versuch 4 IV (1) Quellen von Röntgen- und γ-Strahlung • Aufbau einer Röntgen-Röhre • Synchrotron- und γ-Strahlung Atomkern (positiv, massereich), Atomhülle(negativ, “leicht“ ) K-, L-, M-, . . . Schalen und Ordnungszahl Z Niveauschema und Spektrallinien (2) Wechselwirkung von Röntgen- und γ-Strahlung mit Materie • Photo-Effekt ∝ Z3...4 E3γ Z Eγ 2 ∝ Z · ln (Eγ ) • Compton-Effekt • Paar-Bildung ∝ → Schwächung der Intensität I beim Durchgang durch Materie • I = I0 · e−α·d α : Absorptionskoeffizient, d : Dicke (4) Nachweis radioaktiver Strahlung - Detektoren • Geladene Teilchen mit kinetischer Energie sind ionisierende Teilchen (Erzeugung von Elektron/Ionen-Paaren) • γ- und Röntgenstrahlung erzeugen durch Photo- und Compton-Effekt im Detektor geladene (ionisierende) Teilchen(i.A. Elektronen) (5) Strahlenschutz • Ionisierende Strahlung zerstört Moleküle durch “Abschlagen“ von Ladungs-Paaren • Maß für die Zerstörung ist die Energiedeponierung durch die Strahlung in dem Gewebe • Energiedosis durch Strahlung zugef ührte Energie Masse der bestrahlten Substanz Abkz.: Gy D= Maßeinheit: 1 Gray =1 Joule kg • Äquivalentdosis H = wR · D Joule Maßeinheit: 1 Sievert =1 Abkz.: Sv kg → wR ist der Strahlungs-Wichtungsfaktor(dimensionslos) • Dosisgrenzwerte - Bevölkerung : 1 mSv pro Jahr - Beruflich strahlenexponierte Person(Kat. A): c by Claus Pegel(2003) 20 mSv pro Jahr ELEKTROMAGNETISCHE FELDER Wellen beschreiben den Transport von Energie. Sie beschreiben nicht den Transport von Materie! • “Licht breitet sich wellenartig aus!“ Träger der Energie bei elektromagnetischen Wellen sind die Photonen, d.h. • Elektromagnetische Strahlung, z.B Licht besteht aus Energie-Partikel mit der Ruhemasse m0 = 0.0 . . . kg Bezeichnung der Partikel: Lichtquant Photon Alle Instrumente, die empfindlich genug sind, weisen Licht immer als Partikel nach! Dies liegt nicht an der Konstruktion der Instrumente. Die Photonen bewegen sich mit der Lichtgeschwindigkeit c c by Claus Pegel(2002) 1 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER Elektromagnetische Strahlung besteht aus Photonen (Energiequanten) EPhoton = h · f Energie des einzelnen Photons (Planck 1900) f ist die Frequenz des Lichts (c = λ · f ) h · f muss die Einheit einer Energie haben: h hat dann die Einheit: Energie · Zeit = Wirkung h ist das Plancksche Wirkungsquantum (Plancksche Konstante) h = 6.62606879 · 10−34 J · s Im Jahr 1900 beschrieb Max Planck die Strahlung des Schwarzen Körpers (exakt!) unter der Forderung von h. ————————————————– E Impuls eines Photons ( E=m c2 6 & m = 2 und vP hoton = c ) : c EPhoton h |~pPhoton | = · vPhoton = 2 c λ c by Claus Pegel(2003) 2 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER Energieeinheiten eV, keV, MeV, GeV Beispiel: Licht mit “Wellenlänge“ grün : λ = 500 nm = 5 · 10−7 m c 3 · 108 m · s−1 f = ' = 6 · 1014 Hz −7 λ 5 · 10 m EPhoton = h · f ' 6.6 · 10−34 Ws2 · 6 · 1014 s−1 ' 4 · 10−19 Ws Elementarladung e = 1.6·10−19 C 1 Ws = 1 VAs = 1 V·C “Erweitern“ mit der Elementarladung e 6 &: EPhoton 4 · 10−19 VAs = ·e = 2.5“e − Volt“ = 2.5 eV 1.6 · 10−19 As weiteres Beispiel: Elektronen, die eine Spannung U = 10 kV durchlaufen haben, haben eine Energie E = e · U = e · 10 kV = 10 keV sprich!: zehn ka e fau“ ” —————————————————— Welche Energie haben die Photonen Ihres Handys, wenn Sie telefonieren? ( f = 1.8 GHz ) c by Claus Pegel(2002) 3 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER 4 Elektromagnetische Wellen λ Frequenz 2km 150 kHz 2.5·10−9eV 600m 500 kHz 2.1·10−9eV 200m 1.5 MHz 6.2·10−9eV 10 m 30 MHz 1.3·10−7eV 1m 300 MHz 1.3·10−6eV 10 cm 3 GHz 1.3·10−5eV 1 cm 30 GHz 1.3·10−4eV dm-wellen UHF cm-wellen 1 mm 300 GHz 1.3 meV mm-wellen 1 µm 760 nm 589 nm 527 nm 486 nm 10 nm 3·1014Hz 3.95·1014 Hz 5.09·1014 Hz 5.70·1014 Hz 7.65·1014 Hz 3·1016Hz 1.25 eV 1.6 eV 2.1 eV 2.36 eV 3.16 eV 124 eV Infrarot sichtb. Licht sichtb. Licht sichtb. Licht sichtb. Licht unsichtb. Licht Wärme Rot Gelb Grün Violett Ultraviolett 100 pm 1 pm 3·1019Hz 3·1021Hz 12 keV 1.2 MeV X-rays γ-Strahlung Röntgen Sterilisation c by Claus Pegel(2002) Photonenergie Bezeichnung Längstwellen VLF Langwellen LW Mittelwellen MW Kurzwellen KW Ultrakurzwellen UKW VHF Verwendung Unterwasserfunk Rundfunk Rundfunk Amateurfunk Rundfunk Fernsehen Flugnavigation Fernsehen Richtfunk Richtfunk Radar ELEKTROMAGNETISCHE FELDER 5 Nachweis von Licht bei genügend empfindlicher Auflösung zeigt: Es gibt immer nur einzelne Energiequanten(Photonen) Für Licht gleicher Frequenz f liefern die einzelnen Photonen immer dieselbe Signalhöhe im Nachweisgerät Detektoren Photomultiplier ( Sekundärelektronen-Vervielfacher ) Hochspannung(-) Vakuum h·f (+) Anode PhotoKathode Auge Das Auge benötigt ca 4 - 5 Photonen (∆t ' 10 ms), um ein Signal an das Gehirn zu senden. c by Claus Pegel(2003) Atomhülle und Atomkern Röntgenstrahlung ( X-rays ) und Gammastrahlung ( γ-Quant ) 1. Eine negativ beschleunigte (bewegte) elektrische Ladung sendet Energie in Form elektromagnetischer Strahlung aus. Beispiele: (1) Sprung der Elektronen in der Atomhülle zu inneren Schalen EPhoton = h · f (2) Schwingung der Ladung in einem Hertzschen Dipol (3) Änderung der Richtung der Elektronenbahnen in einem Kreisbeschleuniger Synchrotronstrahlung ( DESY ) (4) Energetische Umordnung (“Abregung“) in einem Atomkern γ-Strahlung 2. Die Strahlung wird klassifiziert durch ihre Entstehung, nicht durch die Energie der Quanten (-) Röntgenstrahlung kommt von Elektronen EX−ray ≤ 1 keV . . . ≈ 2 MeV (-) Gammastrahlung entsteht in Atomkernen Eγ ≈ 5 keV . . . ≈ 100 MeV c Claus Pegel(2002) 6 Atomhülle 7 ATOM Es hat so viele Elektronen in der Atomhülle wie Protonen im Atomkern (elektrisch neutral) Atomkern - Sitz positiver Ladungen (Protonen) - sehr schwer Atomhülle - Sitz negativer Ladungen (Elektronen) - Elektronen “umrunden“ den Atomkern E = h · f = E L − EM Nur ein Modell! K ≈ 10−15 m ≈ 10−14 m ≈ 10−10 m L M Elektronenbahnen sind diskret, d.h. man findet Elektronen nur in bestimmten, abzählbaren Zuständen. c by Claus Pegel(2003) Atomhülle Wie kommen die Elektronen auf die “höheren“ Energieniveaus? Energiezufuhr: Licht Stösse Wärmestrahlung Das Elektron “springt“ in ein höheres(weiter vom Atomkern entferntes) Energieniveau: Bindung an das Atom wird schwächer Rücksprung: Der Übergang in einen fester gebundenen Zustand erfolgt - wenn dort eine Elektronen-“Lücke“ vorhanden ist - nach ca 10−8 s (10 ns) unter spontaner Emission der Energiedifferenz in Form eines Photons mit der Energie h · f = E A − EF c by Claus Pegel(2002) 8 Atomhülle und Atomkern Röntgen-Röhre filament = Heizwendel Tungsten target= Wolfram-Beschussmaterial glass envelope = (Vakuuum)-Glasröhre Die Hochspannung zwischen Anode und Kathode kann sein: U = 10kV . . . 100 kV. Die maximale Energie der Röntgenquanten ist die Energie der Elektronen am Ort der Anode c EX−ray,max = e · U = h · fmax = h · λmin Der Prozess der Energieabgabe als Röntgenquant findet mit ca 2% Wahrscheinlichkeit im Atomkern-Kraftfeld der Atome des Anodenmaterials statt. c Claus Pegel(2002) 9 Atomhülle 10 Röntgen-Bremsspektrum (Energie!) von Wolfram nach Durchgang durch ein 1 mm dickes Al-Filter mit Linien der charakteristischen Röntgenstrahlung für Kα und Kβ 1.4 Intensität(rel. Einheiten) 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 20 40 1.4 60 80 100 120 Energie (in keV) Intensität(rel. Einheiten) 1.2 1.0 andere Darstellung 0.8 0.6 0.4 0.2 ↑ 0.01 λmin c by Claus Pegel(2004) 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Wellenlänge λ (in nm) Atomhülle und Atomkern 11 Wechselwirkung von γ- und X-ray-Quant mit Materie (1) Photo-Effekt : Ekin,e− = Eγ − EL Ekin,e− = Eγ − EK Eγ EIon ≡ 0 keV: Eγ Ionisierungsgrenze EL EK : Bindungsenergie in der K-Schale Die gesamte Energie des Photons(γ, X − ray) geht auf das (bis dahin im Atom) gebundene Elektron über Ekin,e− = Eγ (=h·fγ ) − Bindungsenergie (2) Compton-Effekt : 0 0 Ekin,e− = Eγ − Eγ = h · (fγ − fγ ) Eγ = h · f γ e− 0 0 Eγ = h · f γ Elastischer Stoß: Ein Teil der Energie des Photons (γ, X − ray) geht auf ein freies Elektron über; das Photon ändert seine Richtung! und seine Energie nimmt ab. e− 2 (3) Paar-Bildung : Ee− = me · c = 511 keV Eγ = h · f γ Eγ = 2 · me± · c2 + 2 · Ekin,e± e+ Die Energie des γ- oder Röntgenquants muss ≥ 2 · 511 keV sein. Der Prozess findet im Atomkern-Kraftfeld statt. c Claus Pegel(2004) Atomhülle und Atomkern 12 Schwächung von Röntgen- und Gammastrahlung bei Durchgang durch Materie Absorber I0 I ←d→ I = I0 · e−α·d - α ist der Absoptionskoeffizient ( Maßeinheit z.B. mm−1 ) - α ist von der Ordnungszahl Z des Materials abhängig, da die Prozesse über Photo- und Compton-Effekt ablaufen. Photo- und Compton-Effekt sind abhängig vom Z(der Atomkerne) und der Energie der Photonen. - 1 ist der Wert der Eindringtiefe (z.B. in cm), bei der die α Intensität I0 auf 1e abgesunken ist. c by Claus Pegel(2002) Atomhülle und Atomkern 13 Intensitätsabnahme I(d) bei Durchgang von γ- oder Röntgenstrahlung durch Materie I(d) 1 · I0 — 1.0 · I0 1 · I0 e I(d) = I0 · e 1 2 −α·d 0.1 · I0 · I0 — — — — — I(d) = I0 · e−α·d — — — — 1 e · I0 1 4 · I0 1 8 1 16 · I0 0.01 · I0 — — — −α — 0.001 · I0 · I0 ln 2 1 ln 2 ln 2 ln 2 2· 3· 4· α α α α α Dicke d 1 α logarithmische Skala Z : Ordnungszahl des Elements(= Anzahl der Protonen im Atomkern) c by Claus Pegel(2002) d 1. Photo-Effekt Z3...4 ∝ E3γ 2. Compton-Effekt ∝ 3. Paar-Bildung ∝ Z2 · ln (Eγ ) Z Eγ Atomkerne 14 Nachweis radioaktiver Strahlung Alle geladenen Teilchen mit ausreichender kinetischer Energie sind ionisierende Teilchen: Wechselwirkung mit Materie • Stöße mit Elektronen der Atomhülle (positive) Ionen (freie) Elektronen entstehen Paar-weise. Vorgang der Ionisation in Materie: Die Anzahl der erzeugten Ladungs-Paare (positives Teilchen, Elektron) ist proportional zur abgegebenen kinetischen Energie des geladenen Teilchens beim Abbremsvorgang. geladenes Teilchen + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − + − c by Claus Pegel(2002) Die (mittlere) Energie, um ein Elektron-Loch-Paar zu erzeugen, betr ägt ≈30 eV, im Halbleiterdetektor(Solar-/Fotozelle) nur ≈2 eV. Atomkerne 15 • Geladene Teilchen können sein: Elektronen, Protonen, schwere Ionen • Geladene Teilchen(Elektronen mit Energie) entstehen aus γ- und Röntgenstrahlung durch Photo-Effekt und Compton-Effekt Halbleiter-Detektor Spannung in Sperr-Richtung c by Claus Pegel(2003) Prinzip: Erzeugung von Ladungspaaren längs des ionisierenden Weges des geladenen Teilchens, das eingeschossen wurde (incident radiation) oder durch Photo- und/oder Compton-Effekt in der Sperrschicht (depletion region) von einem einfallenden γoder Röntgen-Quant erzeugt wurde. Die Anzahl der gebildeten Ladungsträgerpaare ist proportional der vom geladenen Teilchen abgegebenen Energie. c Claus Pegel(2008) Zeiger 2 Röntgengerät ACHTUNG! Röntgenstrahlung Zeiger 1 Iem HV HV AUS! Probenhalter Zeiger 1 VERSUCH 4 HV EIN Zählrohr-Verst. Zeiger 2 Buchsen für Messung Iem verschiebbare Glastür Entriegelung für Glastür: ↓ Hauptschalter Kollimator mit Schlitz Zählrohr Probenhalter - Strahlenschutz 16 Strahlenschutz Biologische Strahlenwirkung Die ionisierenden geladenen Teilchen zerstören die Moleküle durch “Abschlagen“ der Ladungs-Paare; deshalb redet man bei radioaktiver Strahlung auch von ionisierender Strahlung Es wird Energie aus der Strahlung an das Gewebe mit der Ionisierung übertragen. . Reichweiten von ionisierender Strahlung in Luft Art Reichweite Schutz α(5 MeV) einige cm Papier β(1 MeV) einige m Metall, Kunstoff(Brille) γ(1 MeV), β + viele m Beton, Blei, Eisen Neutronen(5 MeV) c by Claus Pegel(2002) km Beton, Wasser, Sand Strahlenschutz 17 Dosis und Dosisleistung Mit Dosis wird im Strahlenschutz die Energiedeponierung durch ionisierende Strahlung in Materie bezeichnet: Strahlung zugef ührte Energie Energiedosis D = durch Masse der bestrahlten Substanz Maßeinheit: Gray = Abkürzung: Gy alte Maßeinheit: rad Joule kg 1 Gray = 100 rad Die Strahlenarten haben unterschiedliche biologische Wirksamkeit aufgrund ihres voneinander verschiedenen Ionisierungsverhaltens. Die berücksichtigt man mit der Äquivalentdosis H = wR · D Maßeinheit: Sievert = Abkürzung: Sv alte Maßeinheit: rem c by Claus Pegel(2002) 1 Sv = 100 rem Joule kg Strahlenschutz 18 wR ist der Strahlungs-Wichtungsfaktor früher: q, der “Bewertungsfaktor“ - dimensionslos ( “Sv“ ) “Gy“ - andere Strahlung wird normiert auf die gleiche Wirkung wie bei X-/γ-Strahlung Strahlungsart wR Röntgen − /γ-Strahlung (alle Energien) 1 Elektronen(β ± -Strahlung) und Myonen 1 α-Teilchen, Spaltfragmente, schwere Ionen 20 Neutronen - thermisch bis < 10 keV - 10 keV . . . 100 keV 5 10 - 100 keV . . . 2 MeV - > 2 MeV . . . 20 MeV - > 20 MeV 20 10 5 Protonen > 2 MeV 5 Für Messgeräte benötigt man den Begriff: Energiedosisleistung D = Ḋ (z.B. in mGy · h−1) Zeit Äquivalentdosisleistung H = Ḣ (z.B. in mSv · h−1) Zeit c by Claus Pegel(2003) Strahlenschutz, Äquivalentdosis, Dosisgrenzwerte ∗ Einheiten – Ionendosis J Röntgen 1 R = 0.258 mC/kg(milliCoulomb/kg) – Energiedosis D (absorbierte Dosis) Gray 1 Gray = 1 Gy = 1 Joule/kg = 100 rad – Äquivalentdosis H (= wR · D) Sievert 1 Sievert = 1 Sv = 1 J/kg = 100 rem – Aktivität A Bequerel 1 Bq = 1 ·s−1 1Curie(Ci) = 3.7 ·1010 Bq ∗ Effektive Dosis in Sv Effektive Dosis E ist die Summe der einzelnen Äquivalentdosen HT eines Organs, jeweils multiplizert mit dem für das Organ festgelegten Gewebe-Wichtungsfaktor wT E = X wT HT = T X T wT X wRDT,R R ∗ Dosis-Leistung durch eine γ-Punktquelle Ḣ = Γ · A −µL ·r ·e r2 Γ = spez. Gammastrahlen-Konstante (γ-ray exposure-rate constant) µSv · m2 z.B. für 60 Co : Γ60 Co = 350 · GBq · h c by Claus Pegel(2001) 19 Strahlenschutz, Äquivalentdosis, Dosisgrenzwerte 20 Gesetzliche Grundlagen: Strahlenschutz-Verordnung (StrlSchV) vom 20.07.2001 Röntgenverordnung (RöV) vom 18.06.2002 DOSISGRENZWERTE Angaben jeweils für 1 Jahr Beruflich strahlenexponierte Personen Effektive Dosis/Ganzkörperdosis (gültig ab 20.07.2001) Kategorie A Kategorie B maximal pro Jahr 20 mSv Im Einzelfall maximal im Jahr 50 mSv - 100 mSv - maximal in 5 Jahren 6 mSv ——————————————————————————————————————————- Teilkörperdosis/(Organdosis) Haut/Extremitäten 500 mSv Augenlinse 150 mSv Keimdrüsen/ rotes Knochenmark 50 mSv Gebärmutter 50 mSv - <2 mSv/Monat bei gebärfähigen Frauen ungeborenes Kind ab Feststellung der Schwangerschaft 1 mSv - wöchentliche Messung Schilddrüse 300 mSv Knochenoberfläche 300 mSv übrige Organe/Gewebe 150 mSv ——————————————————————————————————————————– Effektive Dosis Auszubildende <18 Jahre - mit Zustimmung der verantw. Behörde - Teilkörperdosen : 1 10 1 mSv 6 mSv obiger Teilkörper-Dosen ———————————————————————————————————————————– Die Effektive Dosis ist die Summe der gewichteten mittleren Äquivalentdosen in den einzelnen Organen und Geweben. Sie wird mit den amtlichen Dosimetern gemessen. c by Claus Pegel(2001) Strahlenschutz, Äquivalentdosis, Dosisgrenzwerte 21 DOSISGRENZWERTE Angaben jeweils für 1 Jahr Bevölkerung Effektive Dosis/Ganzkörperdosis (gültig ab 20.07.2001) maximal pro Jahr 1 mSv Diese Werte gelten inklusiv einem maximal zu berücksichtigen Anteil von 0.3 mSv aus der Strahlung über Luft und Wasser, z.B. durch Inhalation oder Ingestion aus belastetem Wasser oder belasteter Luft. ——————————————————————————————————————————– Teilkörperdosis/(Organdosis) ohne medizinische Anwendungen generelle Grenze 0.9 mSv Wert gilt für die Belastung über Luft und Wasser aus Kernkraftwerken u.ä. Keimdrüsen/rt.Knochenmark/Gebärmutter Wert gilt für die Belastung über Luft und Wasser . . . 0.3 mSv Augenlinsen nach RöV beide Werte inkl. aus der Belastung über Luft . . . 15 mSv Haut nach der StrlSchV beide Werte inkl. aus der Belastung über Luft . . . 1.8 mSv Haut nach der RöV 50 mSv ————————————————————————————————————————————— Die Effektive Dosis ist die Summe der gewichteten mittleren Äquivalentdosen in den einzelnen Organen und Geweben. c by Claus Pegel(2001) Strahlenschutz 22 Von Menschen erzeugt insgesamt 18% Röntgen 12% Radon 55% Natürliche Exposition insgesamt 82% durch Radioaktivität im Körper 11% aus dem Erdreich 8% kosmische Strahlung 8% Abbildung 8.1: Aufteilung der radioaktiven Belastung des Menschen Abschätzung der Aufnahme von 40 K pro Jahr für einen Referenz“-Menschen ” mit seinen Konsumgewohnheiten (Menge der einzelnen Nahrungsmittel pro Jahr), da Kalium-40-Atomkerne in der Natur mit einer Häufigkeit von 0.0117% aller KaliumIsotope vorkommen. Nahrungsmittel Trinkwasser Milch Fleisch Fisch Getreide Obst zusammen Gemüse ————– Gesamt-Kalium-40-Zufuhr Aufnahme pro Jahr an Kalium-40-Aktivität 33 Bq 16650 Bq 13700 Bq 60 Bq 63270 Bq ———– 93713 Bq/Jahr Mit den mathematischen Modellen für den Referenz-Menschen ist man in der Lage, die Strahlenbelastungen in den einzelnen Organen zu berechnen, wenn die mit allen Nahrungsmitteln aufgenommene Radioaktivität in ihrer Zusammensetzung und Stärke bekannt ist. ———————————————————————————————————– Der reference-man (Referenz-Mensch) ist definiert: Alter Masse(“Gewicht“) Größe Lebensraum c by Claus Pegel(2001) zwischen 20 und 30 Jahre 70 kg 170 cm Klima mit Durchschnittstemperatur von 100 C bis 200 C also: Kaukasus, Westeuropa oder Nordamerika Strahlenschutz 23 Daten zum Strahlenschutz Nuklid physikalische biologische kritisches Halbwertzeit Halbwertzeit Organ Radiotoxitätsklasse 1: Freigrenze 3.7 kBq 90 Sr 28.1 a 11 a Knochen 210 Pb 22 a 730 d Knochen 210 Po 138 d 40 d Milz 233 U 1.6 · 105 a 300 d Knochen Radiotoxitätsklasse 2: Freigrenze 37 kBq 22 Na 2.58 a 19 d Ganzkörper 137 Cs 26.6 a 100 d Muskel 144 Ce 285 d 330 d Knochen 131 I 8.0 d 180 d Schilddrüse Radiotoxitätsklasse 3: Freigrenze 370 kBq 14 C 5570 a 35 a Fettgewebe 24 Na 15 h 19 d Ganzkörper 105 Rh 1.54 d 28 d Nieren 109 Cd 1.3 a 100 d Leber Radiotoxitätsklasse 4: Freigrenze 3.7 MBq 3 H 12.6 a 19 d Ganzkörper 238 U 4.5 · 109 a 300 d Nieren Wasser-Belastung bis 1963 Niederschlag Mitteleuropa (Jahres-Durchschnitt) Niederschlag europäische Westküste(Jahres-Durchschnitt) Grundwasser Mitteleuropa Oberflächenwasser Nordatlantik Ort/Land Schleswig-Holstein Weserbergland/Braunschweig Harz/Spessart Bayrischer Wald Katzenbuckel/Baden-Württemberg Indien/Kerala Brasilien/Atlantikküste Baustoffe 226 Mauerziegel Kalksandstein Beton Gasbeton c by Claus Pegel(2003) Ra (α) 52 12 26 17 232 Th (α) Bq/kg 49 4 22 26 40 K (β) 652 273 437 343 740 296 444 22.2 1963/1964 Bq/kg(H2 O) 222000 92500 166500 1850 1979 9250 2960 7400 555 Äquivalenzdosis/Jahr ( mSv ) 0.14 0.58 1.02 1.46 6.30 ≤ 27 ≤ 87 Gerät Dosisleistung in µSv/h ( in 10 cm Abstand ) Farbfernseher 0.6 Bildschirmmonitore 5 Oszillografen 1 Radarkontrollschirme 4 Schulröntgengeräte < 104 Kosmische Strahlung 24 Bezeichnungen: π Pion µ Myon ν Neutrino γ Photon(hochenergetisches Gamma-Quant) e+ Positron e− Elektron primäres kosmisches Partikel (trifft auf Atomkern in der Atmosphäre) π0 π± Zerfall Zerfall γ Paar-Bildung ν e− e+ γ(511 keV) Annihilation µ γ e− γ γ Myonen-Komponente elektromagnetische Komponente hadronischer Kegel sekundäre kosmische Strahlung c by Claus Pegel(2004)
