Ionisationsdichte
Definition
Die Ionisationsdichte ist die Zahl der Ionisationen und ein Maß für die zu erwartete biologische Wirkung. Die Zahl der Ionisationsereignisse entlang des Weges dienen der Charakterisierung.
Erläuterung
Ionisation ist der Vorgang der Polarisierung von Atomen in chemischen Molekülen durch den Verlust oder Gewinn von Elektronen, sprich einer positiven und negativen Ladungsbildung in dem Molekül. Die Ladungsbildung hat chemische und damit stoffwechselbedingte Auswirkungen im biologischen Objekt zur Folge.
Mit der Dichte ist an sich die Menge an Ionisierung durch die gelieferte Energie auf einen bestimmten Raum, einer Strecke bezichtigt. Je mehr Ioinisationen auf einer bestimmten Strecke, umso mehr Energie wirkte ein und umso höher ist die biologische Einwirkung.
Parameter: LET
Als typischer Parameter wird der lineare Energietransfer (LET), verwendet. Er berechnet sich aus dem mittleren Energieverlust ΔE, entlang des Weges ΔS und entspricht der Energieabgabe durch die Ionisationsprozesse.
Formel: LET = ΔE/ΔS
Allgemeine Einheiten
- Einheit: keV/µm
- Energie: Kilo-Elektronenvolt (1 eV = 1,602 176 565(35) · 10^−19 Joule = 1eV * 1000 = keV)
- Weg: Wellenlänge, µm
- Röntgenstrahlen: 0,2 MeV, LET von 2,5 keV/µm
- Locker ionisierende Strahlung: < 3,5 keV/µm
- Dicht ioniserende Strahlung: > 3,5 keV/µm
Regeln
Allgemeine Regel: Die biologische Wirkung einer Strahlung steigt mit deren linearen Energietransfer. Je mehr Energie auf biologische Objekte einwirkt, umso höher ist die biologische Wirksamkeit und Folge.