DYS+ Campus ist kostenlos und ohne Werbung. Projekt mit einer Spende unterstützen

Physik

Strahlenschutz und Strahlung in Medizin und Technik

Mit Abstand, Abschirmung und kurzer Zeit schützt man sich vor Strahlung. Medizin und Technik nutzen Strahlung gezielt. Man wägt Nutzen und Risiko ab.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kenne die Schutzmaßnahmen vor Strahlung.
  • Ich kann den Abstand berechnen, bei dem die Dosis sinkt.
  • Ich kann Nutzen und Risiko an Beispielen abwägen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Dosis in Sievert: Gefährdung einschätzen

Wer mit Strahlung arbeitet, hält sich an vier Regeln. Erstens: Abstand halten. Die Strahlung verteilt sich in alle Richtungen. Bei doppeltem Abstand kommt nur ein Viertel an. Zweitens: abschirmen, zum Beispiel mit Blei oder Beton. Drittens: Aufenthaltszeit kurz halten. Die Dosis ist Dosisleistung mal Zeit. Viertens: radioaktive Stoffe nicht einatmen oder essen. Beispiel: Die Dosisleistung beträgt 80 µSv pro Stunde in 1 m Abstand. In 2 m sind es 20 µSv pro Stunde, in 4 m nur 5 µSv pro Stunde. Wer 3 Stunden bei 20 µSv pro Stunde bleibt, nimmt 60 µSv auf. Strahlung hat auch großen Nutzen. In der Medizin zeigen Röntgen und CT das Körperinnere. In der Nuklearmedizin untersucht man Organe mit schwach strahlenden Stoffen, die nach Stunden zerfallen. Technetium-99m hat T = 6 Stunden. In der Strahlentherapie zerstört man Krebszellen gezielt. In der Technik prüft man Schweißnähte mit Röntgenstrahlen. Gammastrahlung sterilisiert Verbandstoffe. Vor jeder Anwendung wägt man ab: Ist der Nutzen größer als das Risiko? Berufe im Strahlenschutz sind zum Beispiel Medizinische Technologin oder Medizinischer Technologe für Radiologie und Strahlenschutzbeauftragte.

Vier Schutzregeln.
RegelWirkung
Abstanddoppelter Abstand: ein Viertel der Dosisleistung
AbschirmungBlei oder Beton schwächt Gamma- und Röntgenstrahlung
Zeithalbe Zeit: halbe Dosis
Aufnahme vermeidenAlphastrahler nicht einatmen oder essen

Dosis durch Abstand

  1. Gegeben: 80 µSv/h in 1 m Abstand.
  2. Bei 2 m: 80 : 2² = 80 : 4 = 20 µSv/h.
  3. Bei 4 m: 80 : 4² = 80 : 16 = 5 µSv/h.
  4. Mehr Abstand senkt die Dosisleistung stark.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Gehe weiter weg.

Schirme ab.

Bleibe nicht länger als nötig.

Ein Beispiel

Beispiel

Beim Röntgen im Krankenhaus tritt das Personal hinter eine Schutzwand und hält so Abstand und Abschirmung ein.

Schritt für Schritt

Du berechnest die Dosis bei größerem Abstand.

  1. Schreibe die Dosisleistung bei 1 m auf.
  2. Teile durch das Quadrat des Abstands.
  3. Multipliziere mit der Zeit.
  4. Schreibe die Dosis in µSv.

Mit einem Bild erklärt

AbstandDosisleistung
1 m80 µSv/h
2 m20 µSv/h
4 m5 µSv/h

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Bei 1 m Abstand beträgt die Dosisleistung 80 µSv/h. Wie groß ist sie bei 2 m in µSv/h?

Zeig mir den ersten Schritt

2 m ist doppelter Abstand. Teile durch 2².

Lösung ansehen

Lösung: 20

80 : 4 = 20 µSv/h.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Jemand bleibt 3 Stunden bei einer Dosisleistung von 20 µSv/h. Welche Dosis in µSv ergibt das?

Zeig mir den ersten Schritt

Multipliziere Dosisleistung und Zeit.

Lösung ansehen

Lösung: 60

20 · 3 = 60 µSv.

Tipp: Teile zuerst den Wert durch das Quadrat des Abstands. Multipliziere danach mit der Zeit.

Merksatz: Abstand, Abschirmung, kurze Zeit, nichts aufnehmen. Doppelter Abstand: ein Viertel.

Typischer Fehler: Viele denken, bei doppeltem Abstand sei die Strahlung nur halb so groß. Sie sinkt auf ein Viertel, weil sie sich auf eine größere Fläche verteilt.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Was gehört zum Strahlenschutz?
Lösung ansehen

Lösung: Abstand halten und die Aufenthaltszeit kurz halten.

Frage 2 Bei doppeltem Abstand sinkt die Dosisleistung auf die Hälfte.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Wozu nutzt man Gammastrahlung in der Technik?
Lösung ansehen

Lösung: zum Sterilisieren von Verbandstoffen

Frage 4 Ein Stoff hat die Halbwertszeit 6 Stunden. Es sind 80 MBq da. Wie viele MBq sind nach 12 Stunden übrig?

Zeig mir den ersten Schritt

12 : 6 = 2 Halbwertszeiten.

Lösung ansehen

Lösung: 20

80 : 2 = 40, dann 20 MBq.

Geschafft

Strahlenschutz heißt Abstand, Abschirmung, kurze Zeit und keine Aufnahme in den Körper. Anwendungen nutzt man nur, wenn der Nutzen überwiegt.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Radioaktivität und Strahlenschutz

Kurz erklärt, 49 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

PDF, 400 KB

Übungsheft herunterladen (PDF, 400 KB)

Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen