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Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

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  #1  
Old 10-20-2009, 08:22 AM
Stefan Sprungk
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen



Ralf . K u s m i e r z schrieb:

Neutronen werden durch elektrische Feldkräfte nicht gebremst und
abgelenkt. Daher durchdringen sie, ähnlich wie Gammastrahlung, Materie
besonders gut. Der menschliche Körper besteht zu einem hohen Anteil aus
Wasser. Genauso wie beim Wasserreaktor geben die Neutronen ihre Energie
vorwiegend beim Zusammenstoß mit Protonen ab. Die hierdurch
beschleunigten Protonen sind für die Schäden, die durch die Ionsierung
von Gewebebestandteilen entstehen verantwortlich. Im Gegensatz zur
Gammastrahlung, die direkt für die Ionierungsvorgänge verantwortlich
ist, läuft bei der Neutronenstrahlung dieser Prozess indirekt, aber
dafür hoch wirksam ab.

MFG Stefan
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  #2  
Old 10-20-2009, 10:47 AM
Harald Maedl
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

Stefan Sprungk schrieb:


Das erklärt jedoch leider nicht, warum einige wie z.B Prof Kuni, meinen,
diesen Strahlungswichtungsfaktor für Neutronen auf AFAIR 75 erhöhen zu
müssen, während das IRCP von einem Faktor von höchstens 20 ausgeht.

Grüße
Harald
X'Post: de.sci.medizin.misc,de.sci.physik
F'Up2 : de.sci.physik
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  #3  
Old 10-20-2009, 10:48 AM
Harald Maedl
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

Stefan Sprungk schrieb:


Das erklärt jedoch leider nicht, warum einige wie z.B Prof Kuni, meinen,
diesen Strahlungswichtungsfaktor für Neutronen auf AFAIR 75 erhöhen zu
müssen, während das ICRP von einem Faktor von höchstens 20 ausgeht.

Grüße
Harald
X'Post: de.sci.medizin.misc,de.sci.physik
F'Up2 : de.sci.physik
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  #4  
Old 10-20-2009, 12:08 PM
Stefan Sprungk
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

Harald Maedl schrieb:

Ich könnte mir vorstellen, das sich dies irgendwie empirisch
rechtfertigen lässt. Es geht ja dabei nicht um die Energie, sondern um
die biologische Wirksamkeit einer Strahlungsart bei einer bestimmten
Teilchen- oder Quantenenergie. Möglicherweise können die indirekt
beschleunigten Protonen besonders effizient Ionisierungsprozesse
herbeiführen. Bei der Gammstrahlung werden vorwiegend Elektronen
beschleunigt und dabei chemische Verbindungen aufgebrochen.
Wahrscheinlich können dies Protonen aufgrund ihrer 1836 mal größeren
Masse und ihrer Ladung viel effizienter und das gleich vielfach öfter.

MFG Stefan
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  #5  
Old 10-20-2009, 09:55 PM
Ralf . K u s m i e r z
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Harald Maedl schrieb:


Diese Argumentation ist physikalisch nicht haltbar: Die
Strahlenwirkung wird immer nur auf den absorbierten Energieanteil
bezogen (Energiedosis in Gy bzw. Äquivalentdosis in Sv). Der
Schädigungsmechanismus ist letztlich immer die Bildung von Ionenpaaren
durch bewegte Ladungen (Korpuskel bzw. Sekundärprozesse aus angeregten
Elektronen). Für den Qualitätsfaktor maßgeblich ist weitgehend die
Ionsisierungsdichte bzw. der lineare Energietransfer (LET), die von
der betreffenden Strahlenart erzeugt wird: Je dichterionisierend,
desto höher die biologische Wirkung.

Aber Neutronen, besonders hochernergetische, sollten eigentlich
lockerionisierend sein: Der wesentliche Absorptionsprozeß ist der
elastische Stoß mit Protonen, wobei sowohl die Protonen als auch die
Neutronen ein kontinuierliches gleichverteiltes Energiespektrum
annehmen, dessen Grenzenergie gleich der ursprünglichen
Neutronenenergie ist. Damit wird aus z. B. einfarbigen 1-MeV-Neutronen
ein von 0 bis 1 MeV gleichverteiltes Protonenspektrum. (Ohne mir jetzt
die mittlere freie Weglänge von hochenergetischen Neutronen in
kondensierter Materie genau angesehen zu haben, würde ich vermuten,
daß man Mehrfachstöße und damit Thermalisierung vernachlässigen kann:
Nach einem Stoß wird das Neutron in der Regel wohl aus dem
Untersuchungsvolumen herausgestreut sein.*)

Ok, das könnte die Erklärung sein: Protonen sind schwer und daher
langsam und werden deswegen eine hohe Ionisierungsdichte aufweisen.


Das ist ein ganz anderes Thema: Dabei wird von falschen
epidemiologischen Daten, also unzutreffenden Annahmen über die die
tatsächliche Neutronenbelastung bei den Atombombenabwürfen,
ausgegangen. Kann gut sein, daß die Qualitätsfaktoren (bzw.
Strahlungswichtungsfaktoren) für Neutronen, niederenergetische
Protonen, Alphateilchen, Spaltfragmente und schwere Kerne systematisch
um ähnliche Faktoren (und 10 wäre nicht verwunderlich) systematisch zu
niedrig angesetzt sind - Köhnlein u. a. haben darauf hingewiesen, daß
die Rechnungen zu den Neutroneflüssen zwischenzeitlich korrigiert
wurden, und in-vitro-Experimente zu Chromosomenaberrationen nach
Alpha-Exposition deuten ebenfalls auf wesentlich höhere Effekte hin
(und diese Meßwerte sind sauber mit Rö-exponierten Vergleichsproben
kalibriert).

*)
Kann mal jemand grobe Abschätzungen angeben, wie die
Diffusionsverhältnisse für Neutronen in der Gegend von 1-10 MeV sind,
welche mittlere freie Weglänge die also haben, und über welche Volumen
die thermalisiert werden? Was passiert mit den Neutronen nach der
Thermalisierung anschließend:

Werden sie
- irgendwo an Kerne der Luftatome angelagert,
- zerfallen sie aufgrund ihrer Halbwertszeit oder
- werden sie vom Boden absorbiert bzw. in den Weltraum weggestreut?

Es geht mir darum, was für ein Neutronenstrahlungsfeld man in der
Umgebung erwarten kann, wenn man am Boden eine Punktquelle mit
definiertem Neutronenfluß hat, der gleichmäßig verteilt Neutronen in
den oberen Halbraum emittiert. Die werden dann teilweise die
Atmosphäre verlassen und teilweise an den Kernen der Atmosphärenatome
(wohl hauptsächlich an H) gestreut - wie sieht der Neutronenfluß am
Boden um die Quelle herum dann in Abhängigkeit von der Entfernung aus
(Intensität, Spektrum)?

Wie groß (klein) ist der natürliche Neutronenhintergrund durch
spontane Spaltung aus U-Atomen im Boden und kosmische Höhenstrahlung?


Gruß aus Bremen
Ralf
--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
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  #6  
Old 10-20-2009, 10:00 PM
Ralf . K u s m i e r z
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Stefan Sprungk schrieb:


Im Prinzip ist genau das der Grund. Es geht dabei nicht um die
Effizienz (jede absorbierte Energiemenge erzeugt immer mehr oder
weniger (es hängt von der Gewebezusammensetzung ab) genau die gleiche
Ionenpaaranzahl), sondern um die Ionisierungsdichte: Konzentriertere
Wolken von Ionenpaaren sind biologisch wirksamer als verteiltere. Und
in der Tat erzeugen schwere Teilchen sehr viel dichtere Ionenwolken
als leichtere.


Gruß aus Bremen
Ralf
--
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  #7  
Old 10-21-2009, 06:44 AM
Rolf Bombach
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

Stefan Sprungk wrote:

Das erklärt den Wirkungsfaktor 10 (oder was heute so diskutiert wird)
für schnelle Neutronen. Aber auch für thermische Neutronen wird 3
angegeben. Ich kann mir das nur mit der Aktivierung erklären,
wahrscheinlich von Na, K, Ca und Cl. Nach dem Zerfall sind dann
diese im Vergleich zu H und O seltenen Atome "weg", was zusätzlichen
Schaden bedeuten könnte <spekulier>.

--
mfg Rolf Bombach
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  #8  
Old 10-21-2009, 08:49 PM
Ralf . K u s m i e r z
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Rolf Bombach schrieb:


Eh? Der "offizielle" Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen liegt
gem. StrlSchV energieabhängig zwischen 5 und 20 mit einem Schwerpunkt
bei 1 MeV.


Ziemlich absurd: Protonen und Fragmente bzw. Rückstoßkerne erhalten
den gleichen hohen SWF zugewiesen. Die Begründung ist jedes Mal die
Ionisierungsdichte.

Ganz allgemein nimmt die biologische Wirksamkeit mit abnehmender
Teilchenenergie zu, bis die Energie so niedrig ist, daß es für
Ionisierungen nicht mehr reicht (also bei einigen 10 eV). Ziemlich
anschaulich wird das durch die Betrachtung von Bragg-Kurven bzw. der
Energieabhängigkeit der Stopping power.


Gruß aus Bremen
Ralf
--
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  #9  
Old 10-22-2009, 08:22 AM
Frank Müller
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

Jetzt bist Lenin und mußt ihn beerdigen!
Path: news.t-online.com!newsmm00.sul.t-online.de!newsfeed01.sul.t-online.de!t-online.de!fu-berlin.de!uni-berlin.de!not-for-mail
From: "Ralf . K u s m i e r z" <me@privacy.invalid>
Newsgroups: de.sci.medizin.misc,de.sci.physik
Subject: Re: Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen
Date: Wed, 21 Oct 2009 22:49:32 +0200
Organization: Bitte keine E-Mail-Nachrichten!
Lines: 39
Message-ID: <[Only registered users see links. ]-berlin.de>
References: <[Only registered users see links. ]-berlin.de> <4add7335$0$6665$[Only registered users see links. ]>
<hbmakk$itr$[Only registered users see links. ].ch>
Mime-Version: 1.0
Content-Type: text/plain; charset=iso-8859-1
Content-Transfer-Encoding: 8bit
X-Trace: news.uni-berlin.de oMQNgcyMPwTQJDXxoDWdHgmZ0D7t6ShCFaHdjHlbRFeK/ZeWY=
X-Mailer: Mozilla 4.75 [de]C-CCK-MCD DT (Windows NT 5.0; U)

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Rolf Bombach schrieb:


Eh? Der "offizielle" Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen liegt
gem. StrlSchV energieabhängig zwischen 5 und 20 mit einem Schwerpunkt
bei 1 MeV.


Ziemlich absurd: Protonen und Fragmente bzw. Rückstoßkerne erhalten
den gleichen hohen SWF zugewiesen. Die Begründung ist jedes Mal die
Ionisierungsdichte.

Ganz allgemein nimmt die biologische Wirksamkeit mit abnehmender
Teilchenenergie zu, bis die Energie so niedrig ist, daß es für
Ionisierungen nicht mehr reicht (also bei einigen 10 eV). Ziemlich
anschaulich wird das durch die Betrachtung von Bragg-Kurven bzw. der
Energieabhängigkeit der Stopping power.


Gruß aus Bremen
Ralf
--
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gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
"Ralf . K u s m i e r z" <me@privacy.invalid> schrieb im Newsbeitrag news:[Only registered users see links. ]-berlin.de...

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  #10  
Old 10-23-2009, 09:34 AM
Rolf Bombach
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Default Strahlenschutz - Strahlungswichtungsfaktor von Neutronen

Frank Müller wrote:

Hast'n Problem?

Ich snippe mal das ganze verkorkste Quoting weg, lern das erst mal richtig.


Ich schrieb ja, Werte die heute gelten. Das ändert ja von Zeit zu
Zeit und ist hier irrelevant. Es ging mir darum, dass für Neutronen
bei höherer Energie höhere Werte gelten und auch bei niederer
Energie Werte höher 1 angenommen werden. Daher besten Dank für
deine Bestätigung.

Ralf schrub:


Bei Neutronen gilt offenbar anderes. Für Protonen ist obiges korrekt
und wird ja auch in der Protonentherapie ausgenutzt.

--
mfg Rolf Bombach
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Tags
neutronen , strahlenschutz , strahlungswichtungsfaktor , von


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