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
Quellen
- 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.
- ICRP Publication 103. The 2007 Recommendations of the ICRP — eşdeğer doz (radyasyon ağırlık faktörü wR) ve efektif doz (doku ağırlık faktörü wT). icrp.org
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