Strahlungsarten und Strahlungsfelder

Zusammenfassung

Unter Strahlung versteht man den nicht an Medien gebundenen Energie- und Massentransport. Bei elektromagnetischen Wellen bzw. zeitlich und räumlich begrenzten Wellenzügen (Wellenpaketen) ist die transportierte Energie elektromagnetische Energie. Diese Strahlungsart wird als Photonenstrahlung die einzelnen Strahlungsquanten werden als Photonen¹ bezeichnet. Die Photonenstrahlung wird im Wellenbild anhand ihrer Frequenz oder Wellenlänge, im atomphysikalischen Bild anhand ihrer Energie bzw. ihrer relativistischen Masse charakterisiert. Sie umfasst alle elektromagnetischen Strahlungen von den Radiowellen, über die Infrarot-, Licht-und Ultraviolett-Strahlung bis hin zur Röntgen-und Gammastrahlung. Ist Strahlung auch mit Materietransport verbunden, so bezeichnet man sie als Korpuskularstrahlung Sie kann aus geladenen oder ungeladenen Teilchen bestehen. Beispiele sind die Elektronen, Positronen, Protonen, Pionen, Neutronen und Neutrinos. Es kann sich dabei auch um komplexere materielle Gebilde wie vollständige Atome, Moleküle, Spaltfragmente oder sonstige Ionen handeln. Photonenstrahlungen und Korpuskularstrahlungen werden wegen des Teilchen-Wellen Dualismus zusammen als Teilchenstrahlungen bezeichnet (s. Kap. 1.4).

In diesem Kapitel wird ein Überblick über die in der Medizin und Technik wichtigen Strahlungsarten und ihre Eigenschaften gegeben. Strahlungen werden in Korpuskular-und Photonenstrahlungen eingeteilt, die sich vor allem durch das Fehlen einer Ruhemasse bei den Photonen unterscheiden. Beide Strahlungsarten zeigen sowohl Wellen-als auch Korpuskeleigenschaften, die nur im Rahmen der Quantentheorie verstanden werden können. Sie werden deshalb gemeinsam als Teilchen bezeichnet. Die bei ionisierender Strahlung auftretenden hohen Teilchengeschwindigkeiten erfordern eine relativistische Behandlung der Teilchenmassen und Energien. In Strahlungsfeldern werden Korpuskeln oder Photonen transportiert. Diese können beim Auftreffen auf Materie mit dieser wechselwirken und dabei u. a. Energie, Impuls, Masse, Drehimpuls und eventuell elektrische Ladung übertragen.