Kernzerfälle, Strahlenschutz - Versionsgeschichte

Schubotz: /* Aktivität */

2011-08-16T13:55:13Z

Aktivität

← Nächstältere Version		Version vom 16. August 2011, 15:55 Uhr
Zeile 48:		Zeile 48:
	==Strahlenschutzeinheiten==		==Strahlenschutzeinheiten==
	===Aktivität ===		===Aktivität ===
	dN/dt <math>[s^{-1}] = [Bq]</math> Becquerel		*dN/dt <math>[s^{-1}] = [Bq]</math> Becquerel
	früher: <math>1 Curie = 1 Ci \approx 3,7 \cdot 10^{10} Bq</math> (1 Ci ~ 1g Radium)		*früher: <math>1 Curie = 1 Ci \approx 3,7 \cdot 10^{10} Bq</math> (1 Ci ~ 1g Radium)

	Aus Aktivitätsangabe und Halbwertzeit ergibt sich die Zahl der radioaktiven Kerne		Aus Aktivitätsangabe und Halbwertzeit ergibt sich die Zahl der radioaktiven Kerne
Zeile 55:		Zeile 55:
	z. B. 1 Ci Co<math>^{60}</math> mit <math>t_{1/2}\approx 5a = 1,6 10^8s</math>		z. B. 1 Ci Co<math>^{60}</math> mit <math>t_{1/2}\approx 5a = 1,6 10^8s</math>
	:<math>Co^{60}[g]=\frac{3,7 \cdot 10^ {10} \cdot 1,6 \cdot 10^8 \cdot 60}{0,69\cdot6\cdot10^{23}}g \approx 0,8mg</math>		:<math>Co^{60}[g]=\frac{3,7 \cdot 10^ {10} \cdot 1,6 \cdot 10^8 \cdot 60}{0,69\cdot6\cdot10^{23}}g \approx 0,8mg</math>
	~~{{AnMS\|1=ln2=,69}}~~

	===Ionendosis ===		===Ionendosis ===

Schubotz: /* Aktivität */

2011-08-14T12:11:26Z

Aktivität

← Nächstältere Version		Version vom 14. August 2011, 14:11 Uhr
Zeile 55:		Zeile 55:
	z. B. 1 Ci Co<math>^{60}</math> mit <math>t_{1/2}\approx 5a = 1,6 10^8s</math>		z. B. 1 Ci Co<math>^{60}</math> mit <math>t_{1/2}\approx 5a = 1,6 10^8s</math>
	:<math>Co^{60}[g]=\frac{3,7 \cdot 10^ {10} \cdot 1,6 \cdot 10^8 \cdot 60}{0,69\cdot6\cdot10^{23}}g \approx 0,8mg</math>		:<math>Co^{60}[g]=\frac{3,7 \cdot 10^ {10} \cdot 1,6 \cdot 10^8 \cdot 60}{0,69\cdot6\cdot10^{23}}g \approx 0,8mg</math>
			{{AnMS\|1=ln2=,69}}

	===Ionendosis ===		===Ionendosis ===

Schubotz: /* Zerfallskette */

2011-08-14T11:44:42Z

Zerfallskette

← Nächstältere Version		Version vom 14. August 2011, 13:44 Uhr
Zeile 25:		Zeile 25:
	\end{align}</math>		\end{align}</math>

	Ansatz <math>N_2(t) = A e^{-\lambda_{12}t} + B e^{-\~~lambda~~{23} t}</math> wegen <math>N_2(O) = 0</math> ist <math>A = -B</math>		Ansatz <math>N_2(t) = A e^{-\lambda_{12}t} + B e^{-\lambda_{23} t}</math> wegen <math>N_2(O) = 0</math> ist <math>A = -B</math>
	:<math>N_2(t) = A \left(e^{-\lambda_{12}t} - e^{-\~~lambda~~{23} t}\right)</math>		:<math>N_2(t) = A \left(e^{-\lambda_{12}t} - e^{-\lambda_{23} t}\right)</math>
	:<math>dN_2(t)/dt = A \left(-\lambda_{12} e^{-\lambda_{12}t} +\~~lambda~~{23} e^{-\~~lambda~~{23} t}\right)</math>		:<math>dN_2(t)/dt = A \left(-\lambda_{12} e^{-\lambda_{12}t} +\lambda_{23} e^{-\lambda_{23} t}\right)</math>
	:<math>dN_2(t)/dt = \lambda_{12} N_1(0)e^{-\lambda_{12}t} -\~~lambda~~{23} A \left( e^{-\lambda_{12}t} - e^{-\~~lambda~~{23} t}\right)</math>		:<math>dN_2(t)/dt = \lambda_{12} N_1(0)e^{-\lambda_{12}t} -\lambda_{23} A \left( e^{-\lambda_{12}t} - e^{-\lambda_{23} t}\right)</math>
	Koeffizientenvergleich ergibt:		Koeffizientenvergleich ergibt:
	:<math>-\lambda_{12}A = \lambda_{12} N_1(0) -\~~lambda~~{23} A, \quad A= N_1(0) \frac{\lambda_{12}}{\lambda_{23}-\lambda_{12}}</math>		:<math>-\lambda_{12}A = \lambda_{12} N_1(0) -\lambda_{23} A, \quad A= N_1(0) \frac{\lambda_{12}}{\lambda_{23}-\lambda_{12}}</math>

Schubotz: /* Grenzwerte */

2011-08-12T17:23:05Z

Grenzwerte

← Nächstältere Version		Version vom 12. August 2011, 19:23 Uhr
Zeile 95:		Zeile 95:

	== Grenzwerte ==		== Grenzwerte ==
	Kurzzeitige Ganzkörperbestrahlung (mit \gamma-Strahlung) ab ca. 5 Sv tödlich.		Kurzzeitige Ganzkörperbestrahlung (mit <math>\gamma</math>-Strahlung) ab ca. 5 Sv tödlich.

	Genauer: 0,25 Gefährdungsdosis, 1 Sv kritische Dosis, 4 Sv halbletale, 7 Sv letale Dosis.		Genauer: 0,25 Gefährdungsdosis, 1 Sv kritische Dosis, 4 Sv halbletale, 7 Sv {{FB\|letale Dosis}}.

	Mittlere natürliche Strahlenbelastung ~ 1 mSv/a		Mittlere natürliche Strahlenbelastung ~ 1 mSv/a

			----

	Genauer:		Genauer:
	*kosmische (Meereshöhe) ~ 0,3 mSv/a,		*kosmische (Meereshöhe) ~ 0,3 mSv/a,
	*terrestrische 0,5 mSv / a, ~~~. nnere~~ (durch 40 K, 226 Ra, 220,~~222Rn~~ , ... in Knochen und Lunge) ~ 0,2 mSv/a		*terrestrische 0,5 mSv/a, innere (durch <math>^{40}K, <math>^{226}</math>Ra, <math>^{220,222}</math>Rn , ... in Knochen und Lunge) ~ 0,2 mSv/a

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

			----

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

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

			----

	Gammastrahlendosiskonstante z. B. <math>^60</math>Co		Gammastrahlendosiskonstante z. B. <math>^{60}</math>Co <math>3,4\cdot 10^{-13} [Sv m^2h^{-1}Bq^{-1}]</math>
	(Punktquelle) <math>^137</math>Cs		(Punktquelle) <math>^137</math>Cs <math>7,7\cdot 10^{-14} [Sv m^2h^{-1}Bq^{-1}]</math>
	z. B. 1 Ci <math>^60</math>Co-Quelle in 1 m Abstand: 12~~\cdot 3,4 \cdot 10^{-13}7 , 7010-14~~ mSv/h		z. B. 1 Ci <math>^{60}</math>Co-Quelle in 1 m Abstand: 12 mSv/h

Schubotz: /* Grenzwerte */

2011-08-12T16:04:14Z

Grenzwerte

← Nächstältere Version		Version vom 12. August 2011, 18:04 Uhr
Zeile 95:		Zeile 95:

	== Grenzwerte ==		== Grenzwerte ==
	Kurzzeitige Ganzkörperbestrahlung (mit "I-Strahlung) ab ca. 5 Sv		Kurzzeitige Ganzkörperbestrahlung (mit \gamma-Strahlung) ab ca. 5 Sv tödlich.
	tödlich.
	Genauer: 0,25 Gefährdungsdosis, 1 Sv kritische Dosis,4 Sv ~~ha1bletale~~,		Genauer: 0,25 Gefährdungsdosis, 1 Sv kritische Dosis, 4 Sv halbletale, 7 Sv letale Dosis.
	7 Sv letale Dosis.
	Mittlere natürliche Strahlenbelastung ~ 1 mSv/a		Mittlere natürliche Strahlenbelastung ~ 1 mSv/a
	Genauer: kosmische (Meereshöhe) ~ 0,3 mSv/a, terrestrische
	o , 5 mSv / a, ~. nnere (durch 40 K, 226 Ra, 220,222Rn , ... in		Genauer:
	Knochen und Lunge) ~ 0,2 mSv/a		*kosmische (Meereshöhe) ~ 0,3 mSv/a,
	Mittlere künstliche Strahlenbelastung ~ 0,6 mSv/a durch ~~medizininische~~		*terrestrische 0,5 mSv / a, ~. nnere (durch 40 K, 226 Ra, 220,222Rn , ... in Knochen und Lunge) ~ 0,2 mSv/a
	Anwendungen (Röntgen)
			Mittlere künstliche Strahlenbelastung ~ 0,6 mSv/a durch medizinische Anwendungen (Röntgen)

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

	Genauer: verschiedene Strahlenschutzbereiche, verschiedene Grenzwerte		Genauer: verschiedene Strahlenschutzbereiche, verschiedene Grenzwerte
	für verschiedene Körperbereiche etc. ~ Strahlenschutzverordnung		für verschiedene Körperbereiche etc. ~ Strahlenschutzverordnung
	Gammastrahlendosiskonstante z. B. ~~60Co~~
	(Punktquelle) ~~137Cs~~		Gammastrahlendosiskonstante z. B. <math>^60</math>Co
	z. B. 1 Ci ~~60Co~~-Quelle in 1 m Abstand: 12		(Punktquelle) <math>^137</math>Cs
	3,4 0 10-13		z. B. 1 Ci <math>^60</math>Co-Quelle in 1 m Abstand: 12\cdot 3,4 \cdot 10^{-13}7 , 7010-14 mSv/h
	7 , 7010-14
	mSv/h
	~~[Sv~~
	~~[ " ]~~

Schubotz: /* Äquivalentdosis */

2011-08-12T15:57:40Z

Äquivalentdosis

← Nächstältere Version		Version vom 12. August 2011, 17:57 Uhr
Zeile 82:		Zeile 82:

	===Äquivalentdosis===		===Äquivalentdosis===
	\		Q dE/dm [J/kg] = [Sv] Sievert
	~~QodE~~/dm [J/kg] = [Sv] Sievert
	Die biologische Gefährlichkeit hängt z. B. wegen der möglichen Regenerationsfähigkeit		Die biologische Gefährlichkeit hängt z. B. wegen der möglichen Regenerationsfähigkeit
	von Zellen nicht nur von der Ionen- bzw.		von Zellen nicht nur von der Ionen- bzw.
	Energiedosis ab, sondern wird verschärft, wenn' pro Wegstrecke sehr		Energiedosis ab, sondern wird verschärft, wenn' pro Wegstrecke sehr
	viele Ionen erzeugt werden. Deshalb wird die Energiedosis noch mit		viele Ionen erzeugt werden. Deshalb wird die Energiedosis noch mit
	~~einer!; '~~ Q-Faktor multipliziert.		einem Q-Faktor multipliziert.
	früher: 1 rem = 1 ~~radoQ~~ 1 rem = 10-2 Sv
	± Q ~ 1 für ß und "I		früher: 1 rem = 1 rad Q 1 rem = <math>10^{-2}</math> Sv
	Q ~ 2 für thermische n		* <math>Q \approx 1</math> für <math>\beta</math> und <math>\gamma</math>
	~~- 35 -~~		* <math>Q \approx 2</math> für thermische n
	Q ~~"'S~~~für a, schnelle n, schwere Rückstoßkerne		* <math>Q \approx 10</math> für <math>\alpha</math>, schnelle n, schwere Rückstoßkerne

	== Grenzwerte ==		== Grenzwerte ==
	Kurzzeitige Ganzkörperbestrahlung (mit "I-Strahlung) ab ca. 5 Sv		Kurzzeitige Ganzkörperbestrahlung (mit "I-Strahlung) ab ca. 5 Sv

Schubotz: /* Energiedosis */

2011-08-12T15:51:45Z

Energiedosis

← Nächstältere Version		Version vom 12. August 2011, 17:51 Uhr
Zeile 71:		Zeile 71:
	===Energiedosis===		===Energiedosis===
	dE/dm [J/kg] = [Gy] Gray		dE/dm [J/kg] = [Gy] Gray

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

	Umrechnung z. B. für Luft: 1 Ionenpaar = 34 eV		Umrechnung z. B. für Luft: 1 Ionenpaar = 34 eV
	1 R ~ 2,6 ~~010~~-40 34 J/kg = 0,9 ~~010~~-2 J/kg		:<math>1 R \hat= 2,6 \cdot10^{-40} 34 J/kg = 0,9 \cdot 10^{-2} J/kg</math>
	materialunabhängige Definition:		materialunabhängige Definition:
	früher: 1 rad = 10-2 J/kg ~ 10-2 Gy		früher: <math>1 rad = 10^{-2} J/kg \hat= 10^{-2} Gy</math>
	~~{! ' t.. ~.,,', ~', (I' ,('~ :Jfl , Ja. ,(~~
	===Äquivalentdosis===		===Äquivalentdosis===
	\		\

Schubotz: /* Ionendosis */

2011-08-12T14:14:14Z

Ionendosis

← Nächstältere Version		Version vom 12. August 2011, 16:14 Uhr
Zeile 57:		Zeile 57:

	===Ionendosis ===		===Ionendosis ===
	dq/dm [C/kg]		dq/dm [C/kg]
	Die Wirkung bzw. Gefährlichkeit radioaktiver Strahlung ist abhängig		Die Wirkung bzw. Gefährlichkeit radioaktiver Strahlung ist abhängig
	von der Zahl der gebildeten Ionen pro Menge abs. Materials.		von der Zahl der gebildeten '''Ionen''' pro Menge abs. Materials.
	früher: 1 Roentgen = 1 R = in 1 ~~cm3~~ Normalluft von "I-~~Strah'lung~~ erzeugte
			früher: 1 Roentgen = 1 R = in 1 cm³ Normalluft von <math>\gamma</math>-Strahlung erzeugte
	1 elektrostatische Ladungseinheit (1 esU)		1 elektrostatische Ladungseinheit (1 esU)
	Umrechnung: 1 ~~cm3~~ Normalluft = 1,2 mg } 1 R ~ 2,6010-4 C/kg
	1 esU = 3,33 ~~010~~-10 C (Luft)		Umrechnung: 1 cm³ Normalluft = 1,2 mg } 1 R ~ 2,6010-4 C/kg
			:1 esU = <math>3,33 \cdot10^{-10}</math> C (Luft)

			<math>1 R \to 2,6\cdot 10^{-4} C/kg</math> (Luft)

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

Schubotz: /* Aktivität */

2011-08-12T11:47:38Z

Aktivität

← Nächstältere Version		Version vom 12. August 2011, 13:47 Uhr
Zeile 48:		Zeile 48:
	==Strahlenschutzeinheiten==		==Strahlenschutzeinheiten==
	===Aktivität ===		===Aktivität ===
	dN/dt [S-I] = [Bq] Becquerel		dN/dt <math>[s^{-1}] = [Bq]</math> Becquerel
	früher: 1 Curie = I Ci ~ 3,7 ~~01010~~ Bq (1 Ci ~ 19 Radium)		früher: <math>1 Curie = 1 Ci \approx 3,7 \cdot 10^{10} Bq</math> (1 Ci ~ 1g Radium)
	Aus Aktivitätsangabe und Halbwertzeit ergibt sich die Zahl der
	radioaktiven Kerne		Aus Aktivitätsangabe und Halbwertzeit ergibt sich die Zahl der radioaktiven Kerne
	I dN/dt I = ~~>-oN~~ = N 00,69/tl/2 N = ~~IdN~~/~~dtlotl~~/2/0,69		:<math>\|dN/dt\| = \lambda N = N 0,69/t_{1/2}, \quad N = \|dN/dt\| t_{1/2}/0,69</math>
	z. B. 1 Ci ~~Co60~~ mit t 1 /2 '" 5a = 1,6 ~~0108s~~		z. B. 1 Ci Co<math>^{60}</math> mit <math>t_{1/2}\approx 5a = 1,6 10^8s</math>
	60 ~~3,70101001,60108060~~		:<math>Co^{60}[g]=\frac{3,7 \cdot 10^ {10} \cdot 1,6 \cdot 10^8 \cdot 60}{0,69\cdot6\cdot10^{23}}g \approx 0,8mg</math>
	Co [ g ] = ~~g ~ 0~~, 8 mg
	0,69 ~~06 01023~~
	===Ionendosis ===		===Ionendosis ===
	dq/dm [C/kg]		dq/dm [C/kg]

Schubotz: /* Zerfallskette */

2011-08-12T11:40:12Z

Zerfallskette

← Nächstältere Version		Version vom 12. August 2011, 13:40 Uhr
Zeile 19:		Zeile 19:
	[[Datei:9.3.Zerfallskette.png\|miniatur\|Zerfallskette z.B. 1, 2, 4 verschiedene Kerne oder <math>1 \to 2 \beta</math>-Zerfall mit anschließendem <math>2 \to 3 \gamma</math>-Zerfall]]		[[Datei:9.3.Zerfallskette.png\|miniatur\|Zerfallskette z.B. 1, 2, 4 verschiedene Kerne oder <math>1 \to 2 \beta</math>-Zerfall mit anschließendem <math>2 \to 3 \gamma</math>-Zerfall]]

	\begin{align}		<math>\begin{align}
	t = 0 & N_1(0)\\		t = 0 & N_1(0)\\
	t > 0 & N_1 (t) =N_1(0)e^{-\lambda_{12}t}\\		t > 0 & N_1 (t) =N_1(0)e^{-\lambda_{12}t}\\
	&dN_2/dt = \underbrace{\lambda_{12} N_1(t)}_{\text{Zuwachs}}-\underbrace{\lambda_{23}N_2(t)}}_{\text{Zerfall}}		& dN_2/dt = \underbrace{\lambda_{12} N_1(t)}_{\text{Zuwachs}}-\underbrace{\lambda_{23}N_2(t)}_{\text{Zerfall}}
	\end{align}		\end{align}</math>

	Ansatz <math>N_2(t) = A e^{-\~~lamba_~~{12}t} + B e^{-\lambda{23} t}</math> wegen <math>N_2(O) = 0</math> ist <math>A = -B</math>		Ansatz <math>N_2(t) = A e^{-\lambda_{12}t} + B e^{-\lambda{23} t}</math> wegen <math>N_2(O) = 0</math> ist <math>A = -B</math>
	:<math>N_2(t) = A \left(e^{-\~~lamba_~~{12}t} - e^{-\lambda{23} t}\right)</math>		:<math>N_2(t) = A \left(e^{-\lambda_{12}t} - e^{-\lambda{23} t}\right)</math>
	:<math>dN_2(t)/dt = A \left(-\~~lamba_~~{12} e^{-\~~lamba_~~{12}t} +\lambda{23} e^{-\lambda{23} t}\right)</math>		:<math>dN_2(t)/dt = A \left(-\lambda_{12} e^{-\lambda_{12}t} +\lambda{23} e^{-\lambda{23} t}\right)</math>
	:<math>dN_2(t)/dt = \~~lamba_~~{12} N_1(0)e^{-\lambda_{12}t} -\lambda{23} A \left( e^{-\~~lamba_~~{12}t} - e^{-\lambda{23} t}\right)</math>		:<math>dN_2(t)/dt = \lambda_{12} N_1(0)e^{-\lambda_{12}t} -\lambda{23} A \left( e^{-\lambda_{12}t} - e^{-\lambda{23} t}\right)</math>
	Koeffizientenvergleich ergibt:		Koeffizientenvergleich ergibt:
	:<math>-\lambda_{12}A = \~~lamba_~~{12} N_1(0) -\lambda{23} A, \quad A= N_1(0) \frac{\lambda_{12}}{\lambda_{23}-\lambda_{12}</math>		:<math>-\lambda_{12}A = \lambda_{12} N_1(0) -\lambda{23} A, \quad A= N_1(0) \frac{\lambda_{12}}{\lambda_{23}-\lambda_{12}}</math>