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Das Prinzip der Strahlungsmessung

Von Becquerel bis Sievert

Da der Mensch radioaktive Strahlung nicht wahrnehmen kann, ist es um so wichtiger, dass er Methoden entwickelt, um Radioaktivität aufzuspüren und zu messen. Das gängigste Messgerät ist das Geiger-Müller-Zählrohr. Mit diesem Gerät kann die absolute Zerfallsrate einer radioaktiven Substanz bestimmt werden. Dabei müssen ionisierende Strahlen ein Rohr durchqueren, das mit Argon-Gas gefüllt ist.

Während des Durchtritts werden Argon-Atome ionisiert, es entstehen Argon-Kationen und Elektronen. Das Rohr wird von einem Draht, der positiv geladen ist, durchzogen, die Wand des Rohres fungiert als negative Elektrode. Zwischen diesen beiden Elektroden wird ein elektrisches Potential von 1.000 bis 1.200 Volt angelegt. Die Argon-Ionen werden folglich von der Rohrwand angezogen, die Elektronen wandern zum Draht in der Rohrmitte. Auf ihrem Weg werden die Elektronen beschleunigt und treffen weitere Argon-Atome, die sie wiederum ionisieren. Auf diese Weise entsteht eine Kaskade von Ionen, die einen ganz kurzen Stromfluss zwischen Wand und Draht bewirken. Dieser Stromfluss wird verstärkt und hörbar gemacht.

Um anzugeben, wie sehr eine radioaktive Substanz strahlt, wird der Begriff der Aktivität benutzt. Sie gibt die Strahlungsmenge an, die aus einer Probe in einer bestimmten Zeit austritt, mit anderen Worten die Anzahl der Zerfälle pro Zeiteinheit. Die Aktivität wird in Becquerel angegeben, dabei entspricht ein Becquerel einem Zerfall pro Sekunde.

Zur Halbwertszeit verhält sich die Aktivität umgekehrt proportional: Je schneller eine Probe zerfällt, desto intensiver strahlt sie. Für die Wirkung radioaktiver Strahlung auf Organismen ist jedoch eine andere Größe wichtiger, die absorbierte Energiedosis. Sie gibt an, wieviel Energie von einer bestimmten Masseneinheit des Körpers absorbiert wird. Angegeben wird die absorbierte Energiedosis in der Maßeinheit Gray, wobei ein Gray einem Joule pro Kilogramm entspricht.

Die biologische Wirkung der Strahlung ist aber nicht nur von der Strahlungsexposition abhängig, sondern es muss auch die Energie der Strahlung berücksichtigt werden, die von Substanz zu Substanz unterschiedlich ist. Dazu kommt die Tatsache, dass verschiedene Arten von Strahlen ganz unterschiedliche Wirkungen auf den Körper haben. Alphastrahlung ionisiert bei weitem mehr Moleküle und richtet eine größere Zerstörung an als beispielsweise Betastrahlen.

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Um diesen Unterschieden gerecht zu werden, haben die Wissenschaftler den Begriff der Äquivalentdosis eingeführt. Dabei wird die absorbierte Energiedosis mit einem Faktor verrechnet, der abhängig von der Art der Strahlung ist. Die Maßeinheit für diese Äquivalentdosis ist das Sievert, oft wird auch noch die alte Einheit rem (roentgen equivalent man) benutzt.

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Stand: 27.02.2003

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Radioaktivität
Zerfall auf Raten...

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Von Teilchen und Wellen
Die Natur der radioaktiven Strahlung

Bis in alle Ewigkeit
Wie radioaktive Stoffe zerfallen

Von Becquerel bis Sievert
Das Prinzip der Strahlungsmessung

Strahlende Pioniere
Die Entdeckung der Radioaktivität

Zerstörung und Verwüstung
Was Strahlung im Körper anrichtet

Unsere tägliche Dosis
Natürliche und künstliche Strahlenbelastung

Strahlen für die Wissenschaft
Wozu Radioaktivität gut sein kann

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