Aufgaben: Wechselwirkung, Dosis und Strahlenschutz
Ordnen Sie den Strahlungsarten $\alpha$, $\beta$ und $\gamma$ jeweils ein typisches Abschirmmaterial zu (Papier, Aluminiumblech einiger mm, mehrere cm Blei) und…
Ordnen Sie den Strahlungsarten $\alpha$, $\beta$ und $\gamma$ jeweils ein typisches Abschirmmaterial zu (Papier, Aluminiumblech einiger mm, mehrere cm Blei) und begründen Sie die Zuordnung kurz anhand der Reichweite bzw. Durchdringungsfähigkeit.
Ein Mensch mit der Masse $m = 70\ \text{kg}$ absorbiert Strahlungsenergie $E = 0,14\ \text{mJ}$ im ganzen Körper. a) Berechnen Sie die Energiedosis $D = E/m$ in Gy. b)…
Ein Mensch mit der Masse $m = 70\ \text{kg}$ absorbiert Strahlungsenergie $E = 0,14\ \text{mJ}$ im ganzen Körper.
- a) Berechnen Sie die Energiedosis $D = E/m$ in Gy.
- b) Berechnen Sie die effektive Dosis in Sv bei einem Strahlungswichtungsfaktor $w_R = 1$ (Gammastrahlung) für den ganzen Körper.
Beschreiben Sie die Funktionsweise eines Geiger-Müller-Zählrohrs in drei bis vier Sätzen (Füllgas, Hochspannung, Ionisation, Zählimpuls).
Beschreiben Sie die Funktionsweise eines Geiger-Müller-Zählrohrs in drei bis vier Sätzen (Füllgas, Hochspannung, Ionisation, Zählimpuls).
Die mittlere natürliche Strahlenexposition in Deutschland beträgt etwa $2,1\ \text{mSv}$ pro Jahr. Eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs verursacht ca. $0,02\ \text{mSv}$,…
Die mittlere natürliche Strahlenexposition in Deutschland beträgt etwa $2,1\ \text{mSv}$ pro Jahr. Eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs verursacht ca. $0,02\ \text{mSv}$, ein Langstreckenflug etwa $0,04\ \text{mSv}$.
- a) Berechnen Sie, wie vielen Röntgenaufnahmen die jährliche natürliche Dosis entspricht.
- b) Berechnen Sie die Dosis in einem Jahr mit zwei Langstreckenflügen und drei Röntgenaufnahmen zusätzlich zur natürlichen Strahlung.
- c) Nennen Sie zwei natürliche Strahlungsquellen.
Eine $\gamma$-Strahlung wird in Blei mit $I(x)=I_0\,e^{-\mu x}$ geschwächt, wobei $\mu = 0,70\ \text{cm}^{-1}$. a) Berechnen Sie die Halbwertsdicke von Blei. b)…
Eine $\gamma$-Strahlung wird in Blei mit $I(x)=I_0\,e^{-\mu x}$ geschwächt, wobei $\mu = 0,70\ \text{cm}^{-1}$.
- a) Berechnen Sie die Halbwertsdicke von Blei.
- b) Berechnen Sie, auf welchen Anteil die Intensität bei $5,0\ \text{cm}$ Blei sinkt.
- c) Bestimmen Sie die nötige Dicke, um die Intensität auf $1\ \%$ zu reduzieren.
Eine $\alpha$-Quelle ($A = 3,0\ \text{kBq}$, Teilchenenergie $E=5,0\ \text{MeV}$) wird vollständig im Gewebe einer $0,10\ \text{kg}$ schweren Hautpartie absorbiert. Es…
Eine $\alpha$-Quelle ($A = 3,0\ \text{kBq}$, Teilchenenergie $E=5,0\ \text{MeV}$) wird vollständig im Gewebe einer $0,10\ \text{kg}$ schweren Hautpartie absorbiert. Es gilt $1\ \text{eV} = 1,60\cdot10^{-19}\ \text{J}$.
- a) Berechnen Sie die pro Sekunde absorbierte Energie.
- b) Berechnen Sie die Energiedosis nach $1,0\ \text{h}$.
- c) Berechnen Sie die Äquivalentdosis mit $w_R = 20$ und begründen Sie, warum $\alpha$-Strahlung bei Aufnahme in den Körper besonders gefährlich ist.
Eine Strahlenschutzbeauftragte soll die Aufenthaltsdauer an einer punktförmigen $\gamma$-Quelle festlegen. Die Dosisleistung beträgt in $1,0\ \text{m}$ Abstand…
Eine Strahlenschutzbeauftragte soll die Aufenthaltsdauer an einer punktförmigen $\gamma$-Quelle festlegen. Die Dosisleistung beträgt in $1,0\ \text{m}$ Abstand $400\ \mu\text{Sv/h}$. Sie nimmt mit dem Quadrat des Abstands ab. Der Jahresgrenzwert für beruflich strahlenexponierte Personen beträgt $20\ \text{mSv}$.
- a) Berechnen Sie die Dosisleistung in $4,0\ \text{m}$ Abstand.
- b) Berechnen Sie die maximale Aufenthaltsdauer pro Jahr in $4,0\ \text{m}$ Abstand.
- c) Erläutern Sie die drei Grundregeln des Strahlenschutzes (Abstand, Abschirmung, Zeit; ergänzend ggf. Aktivität) und wenden Sie zwei davon auf die Situation an.
Beurteilen Sie die folgende Aussage: „Radioaktive Strahlung ist grundsätzlich gefährlich, deshalb sollte jede Anwendung in der Medizin vermieden werden." Gehen Sie dabei…
Beurteilen Sie die folgende Aussage: „Radioaktive Strahlung ist grundsätzlich gefährlich, deshalb sollte jede Anwendung in der Medizin vermieden werden." Gehen Sie dabei ein auf
- a) die Unterscheidung zwischen deterministischen und stochastischen Strahlenschäden,
- b) den Nutzen-Risiko-Vergleich einer Röntgenaufnahme bzw. einer Strahlentherapie,
- c) das Prinzip der Dosisminimierung (ALARA).
Eine Probe strahlt $\beta$-Teilchen aus. Ein Schüler misst mit dem Zählrohr in $10\ \text{cm}$ Abstand die Zählrate $1.200\ \text{min}^{-1}$ (Nulleffekt…
Eine Probe strahlt $\beta$-Teilchen aus. Ein Schüler misst mit dem Zählrohr in $10\ \text{cm}$ Abstand die Zählrate $1.200\ \text{min}^{-1}$ (Nulleffekt $30\ \text{min}^{-1}$ bereits abgezogen). Zwischen Probe und Zählrohr werden Aluminiumbleche eingebracht:
| Dicke in mm | 0 | 1,0 | 2,0 | 3,0 |
|---|---|---|---|---|
| Zählrate in $\text{min}^{-1}$ | 1.200 | 590 | 290 | 145 |
- a) Prüfen Sie, ob die Schwächung näherungsweise exponentiell erfolgt, und bestimmen Sie die Halbwertsdicke.
- b) Berechnen Sie die erwartete Zählrate bei $5,0\ \text{mm}$.
- c) Erläutern Sie, warum für $\beta$-Strahlung bei größerer Dicke eine endliche Reichweite auftritt und wie dies zu Abweichungen vom Modell führt.