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Die bewährte Einführung vermittelt physikalische, biologische und rechtliche Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes auf dem neuesten Stand. Für den praktischen Gebrauch enthält das Buch einen ausführlichem Formel- und Tabellenanhang. Zahlreiche Übungsaufgaben helfen, den Lehrstoff weiter zu vertiefen.

 

 

Aus dem Inhalt:

Abschnitt I: Physikalische Grundlagen // 1 Strahlungsarten und Strahlungsfelder 17 / 1.1 Die atomare Energieeinheit Elektronvolt (eV) 18 / 1.2 Begriffe und einfache Rechenregeln der Relativitätstheorie 19 / 1.3 Korpuskeln 26 / 1.4 Photonen 28 / 1.4.1 Das klassische Wellenbild 29 / 1.4.2 Elektromagnetische Wellenpakete (Photonen) 33 / 1.5 Dualismus Teilchen-Welle* 36 / 1.6 Beschreibung von Strahlungsfeldem* 40 / 1.6.1 Der stochastische Charakter von Strahlungsfeldem* 42 / 1.6.2 Nichtstochastische Strahlungsfeldgrößen* 44 / 1.6.3 Der Wirkungsquerschnitt* 46 / Aufgaben 51 // 2 Atombau 52 / 2.1 Historische Atommodelle* 52 / 2.2 Die Atomhülle 56 / 2.2.1 Aufbau der Atomhülle 56 / 2.2.2 Anregung und Ionisation von Atomhüllen 65 / 2.2.3 Hüllenstrahlungen 66 / 2.2.3.1 Charakteristische Photonenstrahlung 68 / 2.2.3.2 Augerelektronen 70 / 2.2.3.3 Fluoreszenz- und Augerelektronenausbeuten 71 / 2.3 Der Atomkern 74 / 2.3.1 Atomkemmodelle 77 / 2.3.2 Bindungsenergie und Massendefekt von Atomkernen 81 / 2.3.3 Anregung von Atomkernen und Separation von Nukleonen 84 / 2.4 Wichtige Begriffe der Atom- und Kernphysik 87 // Aufgaben 90 // 3 Die radioaktiven Umwandlungen 91 / 3.1 Der Alphazerfall 97 / 3.2 Die ß-Umwandlungen 102 / 3.2.1 Die ß--Umwandlung 108 / 3.2.2 Die ß+-Umwandlung 110 / 3.3 Der Elektroneinfang (EC) 113 / 3.4 Die Gammaumwandlung 114 / 3.5 Die Innere Konversion (IC) 118 / 3.6 Spontane Kernspaltung 121 / 3.7 Protonenzerfall, Neutronenzerfall, Cluster-Emission 122 / 3.8 Betaverzögerte Prozesse 124 / Aufgaben 127 // 4 Das Zerfallsgesetz 128 / 4.1 Aktivitätsdefinitionen 128 / 4.2 Formulierung des Zerfallsgesetzes 131 / 4.3 Aktivitätsanalyse und radioaktives Gleichgewicht* 139 / 4.4 Experimentelle Bestimmung von Halbwertzeiten 147 / 4.5 Aktivierungsanalyse, Fluoreszenzanalyse* 148 / Aufgaben 149 // 5 Natürliche und künstliche Radioaktivität 150 / 5.1 Natürliche Radioaktivität 150 / 5.1.1 Die primordialen Radionuklide 150 / 5.1.2 Die kosmogenen Radionuklide 157 / 5.2 Künstliche Radioaktivität 161 / Aufgaben 166 // 6 Wechselwirkungen ionisierender Photonenstrahlung 167 / 6.1 Der Photoeffekt 169 / 6.2 Der Comptoneffekt 174 / 6.2.1 Überblick über die Theorie des Comptoneffekts* 175 / 6.2.1.1 Berechnung der Energie des gestreuten Photons* 175 / 6.2.1.2 Winkelverteilungen der Comptonphotonen* 179 / 6.2.1.3 Energie- und Winkelverteilungen der Comptonelektronen* 185 / 6.3 Die Paarbildung durch Photonen im Coulombfeld 191 / 6.4 Die klassische Streuung 194 / 6.5 Kemphotoreaktionen 195 / 6.6 Der Schwächungskoeffizient für Photonenstrahlung 199 / 6.7 Der Schwächungskoeffizient bei Stoffgemischen und Verbindungen* 205 / 6.8 Der Energieumwandlungskoeffizient für Photonenstrahlung 205 / 6.9 Der Energieabsorptionskoeffizient für Photonenstrahlung 210 / Aufgaben 214 // 7 Schwächung von Strahlenbündeln ungeladener Teilchen 216 / 7.1 Exponentielle Schwächung 216 / 7.2 Schwächung schmaler heterogener Strahlenbündel ungeladener Teilchen* 223 / 7.3 Aufliärtung und Homogenität heterogener Photonenstrahlung* 224 / 7.4 Schwächung ausgedehnter, divergenter Strahlenbündel in dicken Absorbern* 229 / Aufgaben 236 // 8 Wechselwirkungen von Neutronenstrahlung 237 / 8.1 Elastische Neutronenstreuung 242 / 8.1.1 Labor- und Schwerpunktsystem* 242 / 8.1.2 Neutronenrestenergie bei der elastischen Streuung* 243 / 8.1.3 Energieübertrag durch Neutronen 245 / 8.1.4 Elastische Vielfachstreuung von Neutronen 245 / 8.1.5 Moderation und Lethargie von Neutronen* 245 / 8.1.6 Elastische Neutronenwechselwirkungen mit menschlichem Gewebe 248 / 8.2 Inelastische Neutronenstreuung 249 / 8.3 Neutroneneinfangreaktionen 249 / 8.3.1 Einfang langsamer Neutronen 249 / 8.3.2 Einfang schneller Neutronen 253 / 8.4 Neutroneninduzierte Kernspaltung und Spallation 254 / Aufgaben 256 // 9 Wechselwirkungen geladener Teilchen 257 / 9.1 Das Bremsvermögen für geladene Teilchen 263 / 9.1.1 Das Stoßbremsvermögen 263 / 9.1.2 Das Strahlungsbremsvermögen 272 / 9.2 Besonderheiten bei der Bremsung von Elektronen 277 / 9.2.1 Richtungsverteilung der Bremsstrahlungsphotonen für Elektronen-Strahlung 277 / 9.2.2 Verhältnis von Stoßbremsvermögen und Strahlungsbremsvermögen für Elektronen 279 / 9.2.3 Energiespektren von Elektronen in Materie 281 / 9.3 Das Streuvermögen für geladene Teilchen 284 / 9.3.1 Das Streuvermögen für Elektronen 284 / 9.3.2 Transmission und Rückstreuung von Elektronen 287 / 9.3.3 Streuung von Protonen am Coulombfeld der Kerne 290 / 9.3.4 Nukleare Wechselwirkungen von Protonen 291 / 9.4 Reichweiten geladener Teilchen 293 / 9.4.1 Reichweiten schwerer geladener Teilchen 293 / 9.4.2 Bahnlänge und Reichweiten monoenergetischer Elektronen 297 / 9.4.3 Reichweiten und Transmission von ß-Strahlung 301 / 9.5 Wechselwirkungen negativer Pi-Mesonen 304 / Aufgaben 305 // 10 Ionisierung und Energieübertragung 306 / 10.1 lonisierungsvermögen und lonisierungsdichte 3 06 / 10.2 Der Lineare Energietransfer (LET) 311 / 10.3 Stochastische Messgrößen für die Mikrodosimetrie* 313 / Aufgaben 317 // Abschnitt II: Dosisgrößen und Dosisberechnungen // 11 Dosisgrößen 318 / 11.1 Die physikalischen Dosisgrößen 318 / 11.2 Die Dosisgrößen im Strahlenschutz 320 / 11.2.1 Die Mess-Äquivalentdosis 323 / 11.2.2 Die Ortsdosisgrößen 325 / 11.2.3 Die Personendosisgrößen 328 / 11.2.4 Die Organ-Äquivalentdosen 329 / 11.2.5 Die Effektive Dosis 332 / 11.2.6 Probleme mit den aktuellen Strahlenschutzdosisgrößen 337 / 11.3 Änderungen der Dosisgrößen im Strahlenschutz* 338 / 11.3.1 Die ehemaligen Dosismessgrößen im Strahlenschutz* 338 / 11.3.2 Die ehemalige Größe Äquivalentdosis* 339 / 11.3.3 Die ehemalige Größe effektive Äquivalentdosis* 341 / 11.3.4 Die Entwicklung der Gewebe-Wichtungsfaktoren* 342 / Aufgaben 344 // 12 Strahlenschutzphantome 345 // 13 Dosisleistungskonstanten, Hautdosisfaktoren und Inkorporationsfaktoren 355 / 13.1 Dosisleistungskonstanten für ionisierende Photonenstrahlungen 355 / 13.1.1 Kermaleistungskonstanten für Gammastrahler 355 / 13.1.2 Strahlenschutz-Dosisleistungskonstanten für Gammastrahler 362 / 13.1.3 Dosisleistungskonstanten für Beta-Bremsstrahlungen 3 64 / 13.1.4 Dosisleistungskonstanten für Röntgenstrahler 3 66 / 13.1.5 Umrechnung der Ortsdosen in Körperdosen für Photonen 3 67 / 13.2 Dosisleistungsfunktionen für reine Betastrahler 370 / 13.2.1 Dosisleistungsfunktionen für Betapunktstrahler 370 / 13.2.2 Dosisleistungen für Beta-Linien- und Beta-Flächenstrahler 374 / 13.2.3 Dosisleistungen in betakontaminierten Luftvolumina 376 / 13.2.4 Umrechnung der Ortsdosen in Körperdosen für Betastrahler* 378 / 13.3 Dosisfaktoren bei Hautkontaminationen 3 80 / 13.4 Dosisfaktoren bei Radionuklidinkorporation 3 87 / Aufgaben 390 // Abschnitt III: Biologische und epidemiologische Grundlagen // 14 Grundlagen zur Strahlenbiologieder Zelle 391 / 14.1 Aufbau menschlicher Zellen 3 92 / 14.2 Die strahlenbiologische Wirkungskette in Zellen 408 / 14.3 DNS-Schäden und ihre Reparatur 414 / 14.3.1 Arten von DNS-Schäden 415 / 14.3.2 Die Reparaturen von DNS-Schäden 420 / 14.3.2.1 Direktreparaturen von Basenschäden 422 / 14.3.2.2 Exzisionsreparaturen von Basenschäden 423 / 14.3.2.3 Reparaturen von DNS-Strangbrüchen 427 / 14.3.3 Wichtige Begriffe aus der Zell- und Strahlenbiologie 434 / 14.4 Dosiseffekt-Beziehungen 438 / 14.4.1 Beschreibung von Dosiswirkungskurven* 440 / 14.4.2 Mathematische Beschreibung von Überlebenskurven* 442 / 14.5 Parameter der Strahlenwirkung 449 / 14.5.1 Der Sauerstoffeffekt 450 / 14.5.2 Chemische Modifikatoren der Strahlenwirkung 452 / 14.5.3 Abhängigkeit der Strahlenwirkung von der Zellzyklusphase 455 / 14.5.4 Abhängigkeit der Strahlenwirkung vom zeitlichen Bestrahlungsmuster 457 / 14.5.5 Einflüsse des morphologischen Zelldifferenzierungsgrades 461 / 14.5.6 Volumeneffekte der Strahlenwirkung 462 / 14.5.7 Temperaturabhängigkeit der Strahlenwirkung 463 / 14.6 Die Relative Biologische Wirksamkeit (RBW) 466 / 14.6.1 Die Dosisabhängigkeit der RBW* 467 / 14.6.2 Abhängigkeit der RBW vom Linearen Energietransfer LET* 471 / 14.6.3 RBW und WichtungsfaktorenQ und wr im Strahlenschutz* 472 / Aufgaben 475 // 15 Wirkungen undRisikenionisierender Strahlung 476 / 15.1 Allgemeine Strahlenschutzbegriffe 477 / 15.2 Der Risikobegriff im Strahlenschutz* 480 / 15.3 Deterministische Strahlenwirkungen - Gewebereaktionen 484 / 15.4 Stochastische Strahlenwirkungen 497 / 15.4.1 Dosis-Wahrscheinlichkeitskurven für stochastische Schäden 498 / 15.4.2 Abschätzungen des stochastischen Strahlenrisikos 501 / 15.4.2.1 Abschätzung des Krebsrisikos 501 / 15.4.2.2 Das heriditäre Strahlenrisiko 507 / 15.4.3 Altersabhängigkeit des stochastischen Strahlenrisikos 509 / 15.5 Risiken pränataler Strahlenexposition 512 / Aufgaben 515 // 16 Strahlenexpositionen des Menschen mit ionisierender Strahlung 516 / 16.1 Natürliche Strahlenexposition 517 / 16.1.1 Externe terrestrische Strahlenexposition 517 / 16.1.2 Externe kosmische Strahlenexposition 526 / 16.1.3 Interne Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide 535 / 16.1.3.1 Interne Strahlenexposition durch kosmogene Radionuklide 536 / 16.1.3.2 Interne Strahlenexposition durch primordiale Radionuklide 537 / 16.1.4 Zusammenfassung zur natürlichen Strahlenexposition 547 / 16.2 Zivilisatorisch bedingte Strahlenexposition 548 / 16.2.1 Medizinische Strahlenexpositionen 549 / 16.2.2 Kernwaffentests 558 / 16.2.3 Kernenergie 561 / 16.2.4 Energie- und Wärmeerzeugung durch fossile Brennstoffe 564 / 16.2.5 Weitere zivilisatorische Strahlungsquellen 564 / 16.2.6 Baumaterialien* 565 / 16.2.7 Berufliche Strahlenexposition 568 / 16.3 Zusammenfassung natürliche und zivilisatorische Strahlenexposition 569 / Aufgaben 572 // Abschnitt IV: Praktischer Strahlenschutz // 17 Strahlenschutzrecht 573 / 17.1 Das neue System des Strahlenschutzrechts 573 / 17.2 Strahlenschutzverantwortliche und Beauftragte, Anwender 576 / 17.3 Fachkunde im Strahlenschutz 579 / 17.4 Strahlenschutzbereiche 581 / 17.5 Grenzwerte 582 / Aufgaben 590 // 18 Praktischer Strahlenschutz gegen ionisierendeStrahlungen 591 / 18.1 Allgemeine Regeln zur Verringerung der Strahlenexposition 591 / 18.2 Abschirmung direkt ionisierender Strahlungen 595 / 18.3 Abschirmung von Neutronenstrahlung 598 / 18.4 Abschirmung von Photonenstrahlungen 599 / 18.4.1 Abschirmung niederenergetischer Röntgenstrahlung 599 / 18.4.1.1 Bleigleichwerte vonStrahlenschutzmitteln im Röntgen 606 / 18.4.1.2 Umgang mit Bleischürzen in der radiologischen Praxis 610 / 18.4.2 Abschirmung von Gammastrahlung in der Nuklearmedizin 614 / 18.4.3 Auslegung von Abschirmungen und Schutzwänden für harte und ultraharte Gammastrahlung 619 / Aufgaben 623 // 19 Strahlenexpositionen in der medizinischen Radiologie 624 / 19.1 Strahlenexpositionen in der Projektionsradiografie 625 / 19.1.1 Dosisbedarf von Detektoren für die Projektionsradiografie 625 / 19.1.2 Körperdosisabschätzungen für Patienten 629 / 19.1.3 Expositionen des Personals in der Projektionsradiografie 637 / 19.1.3.1 Exposition im Nutzstrahl von Projektionsradiografieanlagen 637 / 19.1.3.2 Strahlenexposition des Personals im Streustrahlungsfeld von Anlagen zur Projektionsradiografie 640 / 19.2 Strahlenexpositionen in der Computertomografie 643 / 19.2.1 Der Pitchfaktor bei CT-Untersuchungen 644 / 19.2.2 CTDI und Dosislängenprodukt bei CT-Untersuchungen 644 / 19.2.3 Abschätzung der Patientendosis bei CT-Untersuchungen* 649 / 19.2.4 Strahlenexposition des Personals bei der Computertomografie 660 / 19.3 Strahlenexpositionen in der Nuklearmedizin 663 / 19.3.1 Strahlenexpositionen von Patienten 663 / 19.3.2 Strahlenexpositionen des nuklearmedizinischen Personals 666 / 19.3.2.1 Externe Strahlenexpositionen durch Gammastrahler 667 / 19.3.2.2 Strahlenexpositionen beim Hantieren von Betastrahlem 674 / 19.3.2.3 Strahlenexposition bei Inkorporation von Radionukliden 679 / Aufgaben 682 // Abschnitt V: Daten // 20 Anhang 683 / 20.1 Einheiten des Internationalen Einheitensystems SI, abgeleitete Einheiten 683 / 20.2 Praktische physikalische Konstanten und Einheiten 686 / 20.3 Daten von Elementarteilchen, Nukleonen und leichten Nukliden 689 / 20.4 Massenschwächungskoeffizienten für monoenergetische Photonen 690 / 20.5 Zusammensetzung der Massenphotonenwechselwirkungskoeffizienten für Stickstoff und Blei 695 / 20.6 Massenenergieabsorptionskoeffizienten pen/p für monoenergetische Photonen 698 / 20.7 Massenstoßbremsvermögen für monoenergetische Elektronen 701 / 20.8 Massenstrahlungsbremsvermögen für monoenergetische Elektronen 704 / 20.9 Bremsstrahlungsausbeuten für monoenergetische Elektronen 705 / 20.10 Massenstoßbremsvermögen und Massenreichweiten für Alphateilchen, Protonen und Reichweitenvergleich 706 / 20.11 Dichten wichtiger dosimetrischer Substanzen 713 / 20.12 Gewebe-Luft-Verhältnisse für diagnostische Röntgenstrahlung 714 // 16 Inhaltsverzeichnis // 20.13 Patientenschwächungsfaktoren und Konversionsfaktoren für diagnostische Röntgenstrahlung 716 / 20.14 Ortsdosisleistungen im Streustrahlungsfeld eines Computertomografen 717 / 20.15 Daten zum ICRP Referenzmenschen 718 / 20.16 Elemente des Periodensystems 721 / 20.17 Bindungsenergien von Valenzelektronen 724 / 20.18 Dosisleistungsfaktoren bei Hautkontamination mit Radionukliden 725 / 20.19 Dosisfaktoren bei Inkorporation von Radionukliden 727 / 20.20 Halbwertzeiten wichtiger Radionuklide 730 // 21 Aufgabenlösungen 731 // 22 Literatur 763 / 22.1 Lehrbücher und Monografien 763 / 22.2 Wissenschaftliche Einzelarbeiten 768 / 22.3 Nationale und internationale Protokolle und Reports zu Dosimetrie und Strahlenschutz 781 / 22.4 Gesetze, Verordnungen und Richtlinien zum Strahlenschutz, gültig für die Bundesrepublik Deutschland 788 / 22.5 Deutsche Industrie-Normen zu Dosimetrie und Strahlenschutz 792 / 22.6 Wichtige Intemetadressen 795 // Sachregister 799