Die – im Strahlenschutz interessierende – Äquivalent-Dosis ist definiert als absorbierte Energie pro Masse oder Joule/kg. Es gibt jedoch die unterschiedlichsten Effekte, durch die Strahlungsenergie an Materie übertragen werden kann. Sie hängen ihrerseits je nach der atomaren Zusammensetzung der absorbierenden Materie von Art und Eintrittsenergie der Strahlung ab. Dabei ist die atomare Ordnungszahl die ausschlaggebende Größe.
Bei der Bestimmung der Körperdosis interessiert in erster Linie die Dosis im Gewebe.
Der ideale Detektor für Dosismessungen wäre demnach "gewebeäquivalent", d. h., er bestünde aus Material gleicher N-, O-, C- und H-Anteile wie Gewebe. Dann folgt die Energieabhängigkeit des Detektorsignals genau derjenigen der Energieabsorption.
Damit allerdings im Detektor ein auswertbares elektrisches Signal infolge einer Ladungstrennung ("Ionisation") entsteht, muss das gewebeäquivalente Material gasförmig vorliegen, umschlossen natürlich von einer ebenfalls gewebeäquivalenten festen Wand. Die unterschiedliche Dichte kann mit einem Faktor korrigiert werden.
Da Luft sich in ihren Absorptionseigenschaften für Photonenstrahlung nicht sehr stark von Gewebe unterscheidet, gilt das Gleiche auch für luftäquivalente Detektoren. Solche Detektoren gibt es in Form von gewebe- oder luftäquivalenten Ionisationskammern, deren Ausgangsstrom ein direktes Maß für die in den Kammern pro Zeiteinheit freigesetzte Ladung ist.
Der Zusammenhang zwischen der Energieabsorption durch Ionisation und durch die im Gewebe ablaufenden Prozesse wird ebenfalls durch einen Faktor berücksichtigt. Dieser Faktor hängt nur so geringfügig von der Strahlungsenergie ab, dass er für die praktischen Messungen als konstant gesehen wird.
Die Energieabhängigkeit des Ausgangssignals einer luftäquivalenten Ionisationskammer im Verhältnis zur äquivalenten Dosis ist in Abb. 3 als Kurve A dargestellt. Bei sehr niederen Energien (unterhalb ca. 10 keV) vermag die Strahlung die Detektorwand nicht mehr zu durchdringen und die Anzeige wird zu klein. Dieser "Wandeffekt" besteht grundsätzlich auch bei fast allen anderen Detektoren.
Abb. 3: Typische Energieabhängigkeitskurven verschiedener Detektortypen (A: luftäquivalente Ionisationskammer; B: kompensiertes GM-Zählrohr; C: kompensiertes Proportionalzählrohr; D: unkompensiertes GM-Zählrohr)
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