Energiedosis

Physikalische Größe
Name Energiedosis
Größenart spezifische Energie
Formelzeichen $ D $
Größen- und
Einheitensystem
Einheit Dimension
SI Gy L2·T−2

Die Energiedosis $ D $ ist eine physikalische Größe und gibt die mittlere, von ionisierender Strahlung an einen spezifischen Absorber mit der Dichte $ \rho $, abgegebene Energie $ \mathrm{d}E $ bezogen auf die Masse $ \mathrm{d}m $ des bestrahlten Volumenelements $ \mathrm{d}V $ an.

$ D\ =\ \frac{\mathrm{d} E}{\mathrm{d} m}\ =\ \frac{1}{\rho}\ \frac{\mathrm{d} E}{\mathrm{d} V} $

Das Absorbermaterial muss daher bei Bestimmung und Angabe von Energiedosen beachtet werden. Dies hat den Grund darin, dass die Ionisierungsenergien für unterschiedliche Atome beziehungsweise Moleküle variieren.

Bestimmung

Die Energiedosis wird aus praktischen Gründen nicht direkt gemessen, sondern über die Größen Ionendosis oder Kerma bestimmt.

Aus der gemessenen Ionendosis kann man leicht die entsprechende Energiedosis in Luft ableiten. Da zur Bildung eines Ionenpaares in Luft im Mittel die Energie 34 eV nötig ist, muss in Luft für die Erzeugung der Ladungsmenge 1 Coulomb in Form von freien Ionen die Energie (33,97 ± 0,05) J[1] aufgebracht werden. Damit entspricht einer Ionendosis von $ \mathrm{1\, \frac{C}{kg}} $ ungefähr eine Energiedosis von $ \mathrm{34\, \frac{J}{kg}} $. Es gilt die Beziehung:

$ D = f \cdot J $

mit f := Korrekturfaktor, zur Bestimmung von Energiedosen in unterschiedlichen Absorptionsmaterialien.

Einheiten

Die SI-Einheit der Energiedosis ist das Gray.

$ \mathrm{1\, Gy = 1\,\frac{J}{kg}} $

Veraltet ist die Einheit Rad (rd).

Energiedosisleistung

$ \dot D\ =\ \frac{\mathrm{d} D}{\mathrm{d} t}\ $

Die SI-Einheit ist Watt/kg.

Der physikalisch korrekte Ausdruck Leistungsdosis ist nicht gebräuchlich.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. M. Boutillon, A.-M. Perroche-Roux: Re-evaluation of the W value for electrons in dry air. In: Physics in Medicine and Biology. Band 32, Nr. 2, 1. Februar 1987, S. 213–219, doi:10.1088/0031-9155/32/2/005.