Die Weltenergievorräte - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 125

die Molekülstruktur verändert, die aus diesen Atomen aufgebaut ist. Die ionisierende Wir-
kung der radioaktiven Strahlung ist seit Anfang des 20. Jahrhunderts bekannt, sie wird in
einem Spezialgebiet der Physik behandelt, der Dosimetrie .
Ausgangspunkt der Dosimetrie ist das radioaktiveZerfallsgesetz , welches aussagt, wie
sich die zeitliche Abnahme −d n /d t einer Menge n von instabilen Atomkernen vollzieht.
MannenntdasVerhältnis−d n /d t auch die Aktivität Ak ( t ) der radioaktiven Quelle, für
sie gilt

Ak ( t )= Ak e − t / τ mit der Einheit [ Ak ]=Bq ,,Becquerel“,

(5.21)

wobei Ak die Anfangsaktivität zur Zeit t = und τ die Lebensdauer des instabilen Atom-
kerns ist. Die Aktivität wird in der Einheit [ Ak ]=Bq = s − angegeben. Eine Menge
radioaktiven Materials hat also die Aktivität 1 Bq, wenn 1 instabiler Kern pro Sekunde
zerfällt. Dies ist eine sehr geringe Aktivität, wenn man bedenkt, dass zum Beispiel 238g
Uranerz etwa ⋅ Kerne enthält, von denen dann gerade einer pro Sekunde zerfallen
würde.
Die ionisierende Wirkung, die radioaktive Strahlen im Gewebe erzielen, ist abhängig
von der Energie, die diese Strahlen dort deponieren. Und zwar ist die Wirkung umso grö-
ßer, je mehr Energie W abs pro Masse m des Gewebes absorbiert wird. Man definiert daher
die Energiedosis der radioaktiven Strahlung:

W abs
m

mit der Einheit [ D W ]=J⋅kg − D W = = Gy ,,Gray“. (5.22)

− J, die

Nehmen wir an, die kinetische Energie der Strahlen betrage W kin = MeV = , ⋅

in m g Gewebe absorbiert werde. Nehmen wir weiter an, dass diese Strahlen von einer

radioaktiven Quelle mit einer Lebensdauer von τ

=

= s emittiert werde. Dann müsste diese

Quelle eine Anfangsaktivität von

−
,

D W
W kin

m
τ =

Bq

Ak =

− ≈

⋅ (5.23)

⋅

direkt in diesem Gewebe besitzen, um dort eine Energiedosis von 1 Gy zu deponieren. Be-
findet sich die Quelle außerhalb des Gewebes, müsste die Aktivität mit dem Quadrat des
Abstands zunehmen, siehe ( 4.31 ) .
Es gibt verschiedene Arten von radioaktiven Strahlen, die natürlich vorkommenden
sind:

• Die γ - Strahlen (elektromagnetische Wellen wie das Licht),
• die β - Strahlen (negativ und positiv geladene Elektronen),
• die α - Strahlen (2fach positiv geladene Heliumkerne).

Atomkerne, welche diese Strahlen emittieren, werden Radionuklide genannt. Abgesehen
von den γ -Strahlern(z.B. U) sindRadionuklide für den Menschen nur gefährlich, wenn