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Dosimetrie

Biophysik, Lehre von den Verfahren zur Messung der Dosis bzw. der Dosisleistung bei der Wechselwirkung von Material mit ionisierender Strahlung. Das Untergebiet der Mikrodosimetrie untersucht die stochastische Natur der Wechselwirkung von Strahlung und absorbierendem Material und die dadurch bedingten Fluktuationen der absorbierten Energie. Für die Strahlenbiophysik haben folgende Instrumente bzw. Verfahren Bedeutung gewonnen:

1) Die Ionisationskammer: Die in einem Gasvolumen durch Bestrahlung erzeugten Ionen bewegen sich im angelegten elektrischen Feld. Der hierbei fliessende Strom ist der Ionendosisleistung, gemessen in C/(kg s), proportional, wenn die angelegte Spannung hoch genug ist, um Ionenrekombinationen zu verhindern. Gewebeäquivalenz wird mit Füllgas und Wandmaterial der gleichen mittleren Ordnungszahl wie Gewebe erreicht.

2) Das Fricke-Dosimeter: Die Oxidation von Fe2 +  zu Fe3 +  in wässriger Lösung durch ionisierende Strahlung wird zur Dosismessung genutzt. Die Konzentration des Eisen(III)-ions wird spektralphotometrisch bei 304 nm gemessen. Dieses System erreicht eine sehr gute Gewebeäquivalenz. Der Messbereich liegt zwischen 10 und 100 Gy.

3) Filmdosimeter: Als Mass der Dosis dient die Schwärzung photographischen Materials. Das Hauptanwendungsgebiet ist die Überwachung von Personen, die professionell mit ionisierender Strahlung zu tun haben. Die Nachweisempfindlichkeit ist sehr gut (bis zu 400mGy), es muss aber eine sorgfältige Standardisierung von Filmmaterial und Entwicklungsprozess vorgenommen werden.

4) Thermolumineszenzdosimeter: Einige Kristalle, z.B. CaF2, haben die Eigenschaft, strahlenerzeugte angeregte Elektronen für längere Zeit stabil zu halten. Bei Erwärmung gehen diese Elektronen unter Lichtemission wieder in ihren Grundzustand über. Diese Dosimeter können miniaturisiert und gewebeäquivalent (z.B. mit Teflon als Träger) hergestellt werden. Ihr Messbereich ist zwischen 10-5 und 102 Gy.

5) Kalorimetrische Dosimetrie: Dieses Verfahren basiert auf der Messung der Temperaturänderung eines Materials (z.B. Graphit) bei Bestrahlung. Die Genauigkeit ist hoch, wenn chemische Reaktionen ausgeschlossen werden können. Weil die kalorimetrische Dosimetrie nur für hohe Dosen einsetzbar ist, wird sie nur als Primärstandard eingesetzt. [FE]

 

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