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Strahlungseinheiten: Becquerel, Gray, Sievert

In Nachrichten über Strahlung werden Einheiten wie „Sievert“, „Gray“ und „Becquerel“ durcheinandergebracht. Dabei beantwortet jede eine andere Frage: Wie aktiv ist die Quelle (Becquerel), wie viel Energie wurde im Gewebe deponiert (Gray) und wie ist ihre biologische Wirkung (Sievert)? Wir erklären alle drei als eine Kette, klar und einfach.

In einer Nachricht heißt es „so und so viele Mikrosievert“, in einer anderen „so und so viele Becquerel“, und für die meisten Menschen bedeuten sie alle dieselbe verschwommene „Menge an Strahlung“. Dabei messen diese Einheiten verschiedene Dinge. Am einfachsten stellt man sie sich als eine Kette vor: eine, die an der Quelle beginnt und bis zur biologischen Wirkung im Gewebe reicht. Becquerel ist der Anfang der Kette, Sievert das Ende.

Becquerel (Aktivität)

Becquerel (Bq) misst, wie aktiv eine radioaktive Quelle ist: wie viele Atomkerne pro Sekunde zerfallen.1 1 Bq = 1 Zerfall pro Sekunde. Dies ist eine Eigenschaft der Quelle — wir sprechen noch nicht von irgendeinem Gewebe oder irgendeiner Wirkung. Wie viele Bq ein nuklearmedizinisches Präparat hat, beschreibt zum Beispiel die Stärke der Quelle; für sich allein sagt es aber nicht, was es mit einer Person macht.

Gray (Energiedosis)

Das zweite Glied der Kette: Wenn Strahlung ein Gewebe erreicht, deponiert sie dort etwas Energie. Diese deponierte Energie ist die Energiedosis (absorbierte Dosis), mit der Einheit Gray (Gy): 1 Joule pro Kilogramm (1 Gy = 1 J/kg).1 Gray beantwortet die Frage „Wie viel Energie ist in dieses Gewebe gelangt?“. Jetzt sprechen wir nicht mehr von der Quelle, sondern von der Wirkung im Gewebe. (Die in der Medizin oft verwendete Einheit ist das Milligray, mGy, ein Tausendstel Gray.)

Sievert (Wirkung)

Doch dieselbe Energiemenge (Gray) verursacht je nach Strahlungsart und getroffenem Organ unterschiedlichen biologischen Schaden. Ein Alphateilchen ist, selbst wenn es dieselbe Energie deponiert, weit zerstörerischer als eine Röntgenstrahlung. Um das zu berücksichtigen, wird die Energiedosis mit einem Strahlungs-Wichtungsfaktor multipliziert → Äquivalentdosis; und mit einem Gewebe-Wichtungsfaktor für die unterschiedliche Empfindlichkeit der Organe aufsummiert → effektive Dosis. Beide haben die Einheit Sievert (Sv).2 Sievert beantwortet die Frage „Was ist die biologische Bedeutung dieser Dosis?“ — und es ist die Einheit, die wir im Strahlenschutz tatsächlich verwenden. (Da der Wichtungsfaktor für Röntgen und Gamma 1 ist, gilt in der Medizin 1 mGy ≈ 1 mSv; für Alpha ist der Faktor viel höher.)

Eine Kette aus drei

Quelle → Gewebe → biologische WirkungBecquerel (Bq)wie aktiv ist die Quelle?(Zerfälle pro Sekunde)Gray (Gy)wie viel Energie im Gewebe?(1 J/kg)Sievert (Sv)wie ist die biologische Wirkung?(Äquivalent-/effektive Dosis)QuelleAbsorptionWirkung / Risiko
Becquerel misst die Stärke der Quelle, Gray die ins Gewebe gelangte Energie und Sievert ihre biologische Wirkung. Der Strahlenschutz spricht meist in Sievert.2
In einem Satz
Becquerel = wie aktiv die Quelle ist · Gray = wie viel Energie ins Gewebe gelangt ist · Sievert = wie ihre biologische Wirkung ist. Die „Dosis“ in den Nachrichten ist meist in Sievert angegeben.

Quellen

  1. Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging, 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2011. Bölüm 3: soğurulan doz Gray (Gy) = 1 J/kg; eşdeğer doz ve efektif doz Sievert (Sv); aktivite Becquerel (Bq) = saniyede bir bozunma.
  2. ICRP Publication 103. The 2007 Recommendations of the ICRP — eşdeğer doz (radyasyon ağırlık faktörü wR) ve efektif doz (doku ağırlık faktörü wT). icrp.org
  3. İlişkili: Radyasyon Nedir? · Doz Neden Önemli? · Radyasyondan Korunma
Hinweis: Dieser Inhalt dient der Ausbildung; für klinische Entscheidungen oder die Einhaltung von Vorschriften konsultieren Sie eine qualifizierte Medizinphysik-Expertin bzw. einen Experten sowie die geltenden Bestimmungen.

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