Kernzerfälle, Strahlenschutz

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Die Abfrage enthält hat eine leere Bedingung.


Zerfälle: a, ß, , Kernspaltung


Zerfallsgesetz

Übergangswahrscheinlichkeit , Aktivität : Halbwertzeit


Bei mehreren Zerfallskanälen .

z.B. in verschiedene Niveaus des Tochterkerns oder verschiedene konkurrlerende Zerfallsarten wie und und Elektroneneinfang etc.

Zerfallsgesetz

Zerfallskette

Zerfallskette z.B. 1, 2, 4 verschiedene Kerne oder -Zerfall mit anschließendem -Zerfall

Ansatz wegen ist

Koeffizientenvergleich ergibt:


Die Aktivität der Substanz ist nicht wegen des Zuwachses, sondern nur proportional zum Zerfall, also ~


z. B. kurzlebiger Mutterkern oder kurzlebiger Tochterkern. Bei sehr unterschiedlichen Zerfallszeiten bestimmt der schnelle Zerfall den Anstieg, der langsame den Abfall


Bei einer längeren Zerfallskette mit einer besonders langlebigen Substanz ist nach einiger Zeit die Zerfallsreihe im radioaktiven Gleichgewicht, weil die Aktivitäten aller Substanzen praktisch gleich der Aktivität der langlebigen Substanz sind.

Strahlenschutzeinheiten

Aktivität

  • dN/dt Becquerel
  • früher: (1 Ci ~ 1g Radium)

Aus Aktivitätsangabe und Halbwertzeit ergibt sich die Zahl der radioaktiven Kerne

z. B. 1 Ci Co mit

Ionendosis

dq/dm [C/kg] Die Wirkung bzw. Gefährlichkeit radioaktiver Strahlung ist abhängig von der Zahl der gebildeten Ionen pro Menge abs. Materials.

früher: 1 Roentgen = 1 R = in 1 cm³ Normalluft von -Strahlung erzeugte 1 elektrostatische Ladungseinheit (1 esU)

Umrechnung: 1 cm³ Normalluft = 1,2 mg } 1 R ~ 2,6010-4 C/kg

1 esU = C (Luft)

(Luft)

Energiedosis

dE/dm [J/kg] = [Gy] Gray

Da die zur Erzeugung eines Ionenpaars benötigte mittlere Energie von ca. 30 eV ziemlich materialunabhängig ist, ist die Ionendosis (fast) äquivalent zur Energiedosis.

Umrechnung z. B. für Luft: 1 Ionenpaar = 34 eV

materialunabhängige Definition: früher:

Äquivalentdosis

Q dE/dm [J/kg] = [Sv] Sievert Die biologische Gefährlichkeit hängt z. B. wegen der möglichen Regenerationsfähigkeit von Zellen nicht nur von der Ionen- bzw. Energiedosis ab, sondern wird verschärft, wenn' pro Wegstrecke sehr viele Ionen erzeugt werden. Deshalb wird die Energiedosis noch mit einem Q-Faktor multipliziert.

früher: 1 rem = 1 rad Q 1 rem = Sv

  • für und
  • für thermische n
  • für , schnelle n, schwere Rückstoßkerne

Grenzwerte

Kurzzeitige Ganzkörperbestrahlung (mit -Strahlung) ab ca. 5 Sv tödlich.

Genauer: 0,25 Gefährdungsdosis, 1 Sv kritische Dosis, 4 Sv halbletale, 7 Sv letale Dosis.

Mittlere natürliche Strahlenbelastung ~ 1 mSv/a


Genauer:

  • kosmische (Meereshöhe) ~ 0,3 mSv/a,
  • terrestrische 0,5 mSv/a, innere (durch Ra, Rn , ... in Knochen und Lunge) ~ 0,2 mSv/a

Mittlere künstliche Strahlenbelastung ~ 0,6 mSv/a durch medizinische Anwendungen (Röntgen)


beruflich erlaubt: 50 mSv/a Ganzkörper (~ 5 rem/a = 2,5 mrem/h)

Genauer: verschiedene Strahlenschutzbereiche, verschiedene Grenzwerte für verschiedene Körperbereiche etc. --> Strahlenschutzverordnung


Gammastrahlendosiskonstante z. B. Co (Punktquelle) Cs z. B. 1 Ci Co-Quelle in 1 m Abstand: 12 mSv/h

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