Radioaktivität und Kernstrahlung

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1 Wchslwirkung dr α Srahlung mi dr Mari Radiakiviä und Krnsrahlung Inisainsvrmögn hch (fas) gradlinig Bahn. linar Inndich: n x Ausschlisslich für dn Unrrichsgbrauch Wchslwirkung dr α Srahlung mi dr Mari Wchslwirkung dr β Srahlung mi dr Mari n x R: in dr Luf: inig cm, in wichm Gwb 0 00 µm mhrr Kllisinn zick-zack-förmig Bahn Richwi ( R ): di Disanz, di in ilchn in inm Mdium zurückglg ha, währnd sin Anfangsnrgi auf dn hrmischn Wr abgsunkn is. x ( cm) 3 Inisainsvrmögn ~ 000x klinr als bi dn α - ilchn Richwi: in dr Luf: 0 cm inig Mr, in wichm Gwb inig mm 4

2 Bschribung ds Zrfallsprzsss Bschribung ds Zrfallsprzsss Radiakivr Zrfall is in zufälligr Vrgang. Di inzlnn Umwandlungn in inm Radinuklid-Präpara rflgn zilich und räumlich völlig ungrdn. Es lassn sich ldiglich saisisch Aussagn übr disn Vrgang für in grß Anzahl vn Krnn machn. 5 0 (s) : Anzahl dr radiakivn Krn zur Zi 0 6 (): zrfalln radiakiv Krn im Ziinrvall? (): radiakiv Amkrn zur Zi ( ) Vrzichn: di Zahl dr Zrfäll mi dr Zi abnimm. ( ) < ~ 0 (s) λ λ Zrfallsknsan [λ] /s 7 8

3 d: zrfalln radiakiv Krn im Ziinrvall d (): radiakiv Amkrn zur Zi ( ) Vrzichn: di Zahl dr Zrfäll mi dr Zi abnimm. infinisimal Frm: d ~ ()d d λ d λ Zrfallsknsan [λ] /s 9 λ 0 Zrfallsgsz - di Anzahl dr insabiln Krn zur Zi 0 - Eulrsch Zahl;,78888 λ Zrfallsknsan 3,00E+06,00E ,50E+06,00E+06,00E+06,50E+06,00E+05,00E+06,00E+04 5,00E+05 0,00E+00,00E linar Darsllung halblgarihmisch Darsllung 0 Duung dr Zrfallsknsan: λ Anil dr zrfallnn Krn im Ziinrval λ is di Wahrschinlichki, daß in Krn währnd zrfäll. λ Zrfallsknsan τ λ milr Lbnsdaur WivilinsabilKrnsindnach τ langr Zi im Präpara vrhandn? λ τ ( τ ) ( τ ) λ ( τ ) τ gib an, nach wlchr Zi di Anzahl dr insabiln Krn auf dn -n (37%) il ihrs Anfangswrs gsunkn is. λ

4 ach wlchr Zi ha sich di Hälf dr zum Zipunk 0 vrhandnn insabiln Krn umgwandl? Halbwrszi: / Di Halbwrszi ( / ) is dijnig Zi, in dr di Anzahl dr vrhandnn insabil Amkrn jwils auf di Hälf abnimm. uklid Halbwrszi Zrfallsar Vrwndung c-99m 6h IÜ(00) D J-3 8,05d ß - /D C-57 70d EE D Cr-5 7,7d EE D X-33 5,3d ß - D Kr-8m 3s IÜ D P-3 4,3d ß - C- 0,4m ß + D O-5 s ß + D Cs-37 30a β - Zrfallsar: EE: Elkrnninfang, ß - : Ba-Zrfall, ß + : Ba-Plus- Zrfall, IÜ: ismrr Übrgang Vrwndung: D: Diagnsik, : hrapi 3 4 uklid Uran 35 Uran 38 hrium 3 Radium 6 Radn Kalium 40 inig naürlich Radinuklid Symbl Halbwrszi aürlich Akiviä 35 U 7.04 x 0 8 J 0.7% ds vrkmmndn Urans 38 U 4.47 x 0 9 J % ds vrkmmndn Urans; ppm Gsamuran in dn allgminn Gsinsypn 3 h.4 x 0 0 J.6 0 ppm in dn allgminn Gsinsypn 6 Ra.60 x 0 3 J 6 Bq/kg in Lhm und 48 Bq/kg in Erupivgsin Rn 3.8 ag Edlgas; jährlich Lufknznrain in USA vn 0.6 Bq/m3 8 Bq/m3 40 K.8 x 0 9 J Bdn Bq/g λ ( ) ( ) / / λ ln / λ / ln ln λ / λ / ( ) ln λ / λ ln / / λ / 5 λ / / 6

5 ()/ ,00E+06 0,50E ,00E / /,50E+06 0 /,00E+06 0 / 5,0E+05 / 3* /,00E+03 0 / τ / Krn 500 Krn Wivil Krn zrfalln pr Skund: /? A Akiviä ins Präparas d() A( ) d( ) λ d A () λ ( ) λ () A A Bzichnungn: A, Λ 0 λ A λ [ A ] Zrfall/Skund Bq ( Bcqurl) 0 0 d Bmrkung:. spzifisch Akiviä auf di Massninhi bzgn Akiviä Einhi: Bq/g. Akiviäsknznrain auf di Vlumninhi bzgn Akiviä Einhi: Bq/ml 9 0

6 Knsqunzn: ln A λ /.) wnn anfangs dislb Krnmng ( ) vrhandn is, kürzr Halbwrszi rhöh di Akiviä: mhr Krn zrfalln pr Ziinhi. Bilgisch und ffkiv Halbwrszi λ phys - physikalisch Zrfallsknsan λ bil - bilgisch Zrfallsknsan Si λ ff di Wahrschinlichki dafür, daß in Krn währnd zrfäll dr ausgschidn wird..) um in gwünsch Akiviä zu rrichn, is in klinr Anfangsmng aus inm Isp kürzrr Halbwrszi nöig. ff phys + bil λ ff λ phys + λ bil klinr Srahlnblasung bi Ispndiagnsik!!! ff phys + bil Bilgisch und ffkiv Halbwrszi 3