Elektrode
Eine Elektrode ist elektrisch leidendes Material. Sie dient insofern in einem elektrischen Kreis als Aufnahme- oder Abgabepunkt von Elektronen oder Ionen.
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elektromagnetische Strahlung
Elektromagnetische Strahlung entsteht durch die Schwingung elektrischer Ladungen. Die Form der Schwingung kann dabei variieren: So gibt es Strahlung mit kurzen Schwingungen in schneller Abfolge, also hoher Frequenz, und Strahlung mit langen Schwingungen in niedriger Frequenz.
Die verschiedenen möglichen Ausprägungen elektromagnetischer Strahlung ergeben gemeinsam das Strahlenspektrum. Es reicht von Wellen in einer Länge von 1 Femtometer (fm) bei kosmischer Strahlung (das entspricht einem Millionstel Nanometer) bis zu Wellen von mehreren Kilometer Länge bei bestimmten Stromarten.
Grundsätzlich gilt, das kurzwellige Strahlung in der Regel energiereicher ist als langwellige Strahlung und insofern eine stärkere biologische Wirkung entfalten kann.
Elektron
Das Elektron ist ein extrem kleiner und extrem leichter Atombaustein, der negativ geladen ist. Vom Atomkern und seiner positiven Ladung angezogen kreisen Elektronen mit unterschiedlichem Abstand zum Kern in den Atomhüllen um diesen. Wenn Photonen, also bspw. Röntgenstrahlung auf Materie treffen, so treten sie in Wechselwirkung mit den Elektronen. Wird ein Elektron durch ein Röntgenphoton so energiereich, dass es die Atomhülle verlassen kann, so verliert das Atom einen negativen Ladungsträger und bleibt als Ion zurück – es wurde ionisiert und ist dem Fall einfach positiv geladen.
Im Übrigen sind Elektronen auch die Grundlage für elektrischen Strom. Je mehr Elektronen pro Zeiteinheit fließen, um so größer ist der elektrische Strom.
Elektronenschale
Zu jedem Atom gehören Elektronen, die den Atomkern umkreisen, wie die Erde die Sonne. Und so wie die Erde und die anderen Planeten unseres Sonnensystems sich auf einer jeweils vorgegebenen Umlaufbahn halten, – so dachte Bohr – fliegen auch die Elektronen auf Bahnen um den Kern. Tatsächlich halten sich die Elektronen nicht auf definierten Bahnen, sondern in Räumen auf, die mathematisch definiert werden können (Wahrscheinlichkeiten). In den Strahlenschutzschulungen wird zur Vereinfachung vom Bohrschen Atommodell von Bahnen bzw. von Schalen ausgegangen, auf bzw. in denen sich die Elektronen aufhalten. Je weiter eine Schale vom Atomkern entfernt ist, um so mehr Elektronen kann sie aufnehmen. Die Schalen sind von innen (nahe dem Atomkern) nach außen nach dem Alphabet benannt – begonnen mit der K-Schale. Da mit der Entfernung zum Atomkern andere Bindungskräfte zwischen Atomkern und Elektron herrschen, bestehen für die Elektronen der verschiedenen Atomschalen auch unterschiedliche Bindungs- bzw. Ionisationsenergien. Bei den äußeren Schalen ist die Bindungsenergie geringer, als bei den inneren Schalen. Zugleich: Springt ein Elektron von der äußeren Schale auf eine innere Schale, so wird Energie frei – weil das Elektron vom Kern stärker gehalten wird. Soll das Elektron dann aber aus der Schale entfernt werden, ist eine entsprechende (höhere) Ionisationsenergie erforderlich.
Elektronenvolt
Das Elektronenvolt – abgekürzt eV – ist eine Masseinheit für Energie von Elemenarteilchen.
Beim Röntgen wird mit dem Elektronenevolt die Bewegungsenergie (kinetische Energie) eines Elektrons in der Röntgenröhre definiert.
Elektronen bewegne sich in einer vakuumierten Röhre um so schneller von der Kathode zur Anode, je größer die Spannung ist, die zwischen Kathode und Anode angelegt wird. Beträgt die Spannung 1 Volt, dann weisen die Elektronen eine Energie von 1 eV auf. Mit dieser Energie treffen die Elektronen auf die Anode. Doprt wird die Energie der Elektronen auf das Anodenmaterial übertragen und es entsteht u.a. Röntgenstrahlung.
Da die Energie eines Röntgenphotonens von der Energie des ursprünglichen Elektrons abhängig ist und davon, wei viel Energie es abgibt, bietet es sich an, die Energie der Röntgenphotonen ebenfalls in eV bzw. – aufgrund der Größe – in keV (Kiloelektronenvolt) anzugeben.
1.000 eV = 1 keV
Die kinetische Energie des einzelnen Elektrons (in eV) darf nicht mit der Röhrenspannung (in V) verwechselt werden. Eine Röhrenspannung von 100 kV erzeugt wegen Spannungsschwankungen auch Elektronen jenseits von 100 keV und die erzeugten Photonen decken aufgrund ihrer Entstehung ein ganzes (Bremstrahlen)Spektrum von > 0 bis (hier) etwa 100 keV ab (siehe auch Bremsstrahlung).
Empfehlungen der Strahlenschutzkommission
Im Auftrag des Bundesumweltministeriums berät die Strahlenschutzkommission (SSK) verschiedene Themen – auch im Hinblick auf den Einsatz ionisierender Strahlen in der Medizin. Die Ergebnisse werden als Empfehlungen publiziert. Sie haben damit keinen rechtlich bindenden Charakter, können aber als aktueller Stand angesehen und bei rechtlichen Streitfragen auch als solche zur Bewertung eines Sachverhalts herangezogen werden.
Die Empfehlungen werden von der SSK im Internet veröffentlicht und sind insofern frei zugänglich. Eine der bekanntesten Empfehlungen ist die Orientierungshilfe für radiologische und nuklearmedizinische Untersuchungen. Sie wird übrigens bei der Qualitätsbewertung von der Ärztlichen Stelle herangezogen.
Zusätzlich zu allgemeinen Empfehlungen dieser Art gibt es auch Empfehlungen zu spezifischen Problemen wie dem Strahlenschutz des Patienten bei CT-Untersuchungen des Schädels.
Energiedosis
Die Energiedosis ist eine physikalische Größe. Sie gibt an, wie viel Energie ein Kilogramm eines Stoffes durch ionisierende Strahlung aufnimmt.
Errechnet wird die Energiedosis D als Produkt aus der Ionendosis x mittlere Ionisationsenergie des durchstrahlten Stoffes.
Was diese Energie innerhalb des Stoffes bewirkt, in welchem Ausmass sie zur Temperaturerhöhung und in welchem Ausmass sie zu chemischen Veränderungen bspw. von Biomolekülen führt, ist eine andere Frage und nicht so sehr von der Energiedosis, als vielmehr von der Art der Strahlung und der Art des Stoffes abhängig.
Deshalb sagt die Energiedosis noch nicht viel über die Schädlichkeit einer Strahlung aus.
Ersatzdosis
Bei Personen, die sich in einem Strahlenschutzbereich aufhalten, ist die amtliche Personendosimetrie vorgeschrieben. Kann in einem Monat die reale Personendosis nicht bestimmt werden, weil bspw. das amtliche Personendosimeter verloren gegangen ist, beschädigt wurde oder in einem Röntgenraum vergessen wurde, so dass ein falsch hoher Wert anzunehmen ist, so muss gemäß der Richtlinie für die physikalische Strahlenschutzkontrolle zur Ermittlung der Körperdosen von der Behörde die Ersatzdosis festgelegt werden bspw. durch den Vergleich mit einer Person, die am gleichen Arbeitsplatz ähnliche Tätigkeiten durchführt oder durch alle sonstigen festgehaltenen Dosiswerte der betroffenen Person.
EURATOM
Die EURATOM als Europäische Atomgemeinschaft basiert auf den Römischen Verträgen vom 25. März 1957. Im Zuge der Römischen Verträge wurde durch die EWG-Gründungsländer Frankreich, Italien, die Bundesrepublik Deutschland und die Beneluxstaaten beschlossen, gemeinsam die friedliche und sichere Nutzung der Kernenergie zu fördern. Hintergrund war das Bestreben, gemeinschaftlich die Energie zu schaffen und zu sichern, die für die friedliche Entwicklung Europas erforderlich ist.
Im Hinblick die sichere Nutzung der Kernenergie wurde der EURATOM-Vertrag auch die Grundlage für europäisch einheitliche Strahlenschutzgrundsätze u. a. mit der Festlegung von Grenzwerten.