Vervollständige den Merktext. Ein Baustein bleibt übrig.
Ziehe die Bausteine an die richtige Stelle.
Die Energiedosis D ist die aufgenommene Energie geteilt durch die bestrahlte ; ihre Einheit ist (1 Gy = 1 J/kg). Weil die Strahlungsarten unterschiedlich stark schädigen, multipliziert man D mit dem q. Das Ergebnis ist die Äquivalentdosis H in der Einheit ; sie beschreibt die biologische der Strahlung.
„Aktivität" bleibt übrig: Sie beschreibt die Quelle (Zerfälle pro Sekunde, Einheit Becquerel), nicht das, was im bestrahlten Körper ankommt.
2
Gray, Sievert oder gar keine Einheit?
AFB I
Sortiere die Karten danach, in welcher Einheit die jeweilige Größe oder Angabe steht.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Gray (Gy)
2Sievert (Sv)
3ohne Einheit
Gray und Sievert sind beide „Joule pro Kilogramm" — der Unterschied ist der Wichtungsfaktor q, der als reine Zahl dazwischensteht. Deshalb hat q selbst keine Einheit.
3
Energiedosis berechnen
AFB I
Ein Körper mit der Masse 50 kg nimmt insgesamt 2 J Strahlungsenergie auf. Berechne die Energiedosis in Gray.
Beide Größen stehen schon in der richtigen Einheit.
D = E : m = 2 J : 50 kg = 0,04 Gy — das sind 40 mGy, mehr als das Doppelte des beruflichen Jahresgrenzwerts, falls es γ-Strahlung war.
D = E : m. Teile die Energie in Joule durch die Masse in Kilogramm.
4
Stimmt das über Dosis?
AFB I
Entscheide bei jeder Aussage, ob sie richtig oder falsch ist.
Richtig oder falsch?
Aussage 1 von 6
Achte auf die beiden Fallen: Gy ist nur bei q = 1 gleich Sv, und zwischen mSv und Sv liegt der Faktor 1 000.
5
Die Rechenkette lesen
AFB I
Klicke in der Rechenkette jeweils die Größe an, nach der gefragt wird.
Klicke das gesuchte Element im Schema an. Mit der Tastatur: Tab oder Pfeiltasten zum Wandern, Enter zum Auswählen.
Die Kette lautet E → : m → D → · q → H. Joule, Kilogramm, Gray, Zahl, Sievert — wer die Einheiten kennt, kennt die Reihenfolge.
6
Welche Äquivalentdosis gehört dazu?
AFB II
Setze in jeder Zeile ein Kreuz in der Spalte mit der passenden Äquivalentdosis H = q · D. Wichtungsfaktoren: γ, β, Röntgen 1 · Neutronen (hier) 10 · α 20.
Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Bestrahlung
0,5 mSv
1 mSv
2 mSv
10 mSv
γ, D = 0,5 mGy
α, D = 0,5 mGy
β, D = 2 mGy
Neutronen, D = 0,1 mGy
Röntgen, D = 1 mGy
Die ersten beiden Zeilen sind der Kern der Sache: gleiche Energiedosis, aber 0,5 mSv gegen 10 mSv — nur weil das eine Mal α-Teilchen die Energie abgeben.
H = q · D. Bei q = 1 bleibt die Zahl gleich, bei α wird sie mit 20 multipliziert, bei Neutronen mit 10.
Modellrechnung: Die Zerfallsprodukte von Radon geben in einem Jahr 0,002 J als α-Strahlung an das Lungengewebe (Masse 1 kg) ab. Arbeite dich Schritt für Schritt zur Äquivalentdosis vor.
Jeder Schritt schaltet den nächsten frei.
Wie groß ist die Energiedosis D = E : m in Milligray?mGy
Welchen Wichtungsfaktor q hat α-Strahlung?
Wie groß ist die Äquivalentdosis H = q · D in Millisievert?mSv
40 mSv aus nur 0,002 J — das Zwanzigfache der natürlichen Jahresdosis. Genau deshalb ist Radon in Kellern der wichtigste natürliche Strahlenrisikofaktor.
0,002 J : 1 kg = 0,002 Gy. Ein Gray sind 1 000 Milligray.
D = 2 mGy, q = 20, H = 20 · 2 mGy = 40 mSv.
8
Die Dosis-Tabelle vervollständigen
AFB II
In jeder Zeile fehlt genau eine Größe. Ergänze sie — mal vorwärts, mal rückwärts gerechnet. Wichtungsfaktoren: γ, β, Röntgen 1 · Neutronen 10 · α 20.
Fülle alle Felder aus und prüfe dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
Fall
E in J
m in kg
Strahlung
D in mGy
H in mSv
A
0,14
70
γ
2
B
0,5
50
α
10
C
20
β
5
5
D
1
Röntgen
20
20
E
0,06
60
Neutronen
1
Rückwärts heißt umstellen: E = D · m (Fall C) und m = E : D (Fall D) — dabei D erst von mGy in Gy umrechnen.
A: D = E : m, dann in mGy. B und E: H = q · D. C: E = D · m mit D = 0,005 Gy. D: m = E : D mit D = 0,02 Gy.
Ein Körper erhält eine bestimmte Äquivalentdosis. Wie verändert sie sich in den fünf Fällen?
Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = ein Viertel, 2 = die Hälfte, 3 = bleibt gleich, 4 = das Doppelte, 5 = das Vierfache. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = ein Viertel5 = das Vierfache
Die aufgenommene Energie verdoppelt sich, Masse und Strahlungsart bleiben gleich.
Dieselbe Energie verteilt sich auf die doppelte Masse.
Energie und Masse verdoppeln sich beide.
Statt Röntgenstrahlung trifft γ-Strahlung mit gleicher Energiedosis.
Die Energie halbiert sich, trifft aber nur ein Viertel der Masse.
H = q · E : m — die Energie steht oben, die Masse unten. Die Strahlungsart ändert nur dann etwas, wenn sich q ändert; Röntgen und γ haben beide q = 1.
10
Fehler finden und richtigstellen
AFB III
Sechs Aussagen aus einem Referat über Strahlendosis. Klicke die falschen an und trage jeweils den richtigen Wert ein.
Klicke die Zeilen an, die du für falsch hältst — dabei klappt ein Feld für die Korrektur auf. Geprüft wird beides: die Auswahl und die Korrekturen.
Richtig ist (in Gy):
Richtig ist (in mSv):
Richtig ist: 1 Sv = … mSv
Zeile 2 hat Zähler und Nenner vertauscht: 0,7 : 70 = 0,01 Gy, nicht 70 : 0,7. Zeile 3 vergisst den Faktor 20, Zeile 5 den Faktor 1 000.
Rechne Zeile 2 und 3 selbst nach: D = E : m bzw. H = q · D mit q = 20 für α.
