Benutzer:Manfred Roettle/Sievert(überarbeitet)

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Physikalische Größe
Name	Ionendosis
Formelzeichen	$J$
Größen- und Einheitensystem Einheit Dimension SI A·s·kg−1 I·T·M−1

Die Ionendosis J ist eine physikalische Größe zur Quantifizierung externer ionisierender Strahlung. Sie bezeichnet die elektrische Ladung der Ionen gleichen Vorzeichens, die durch ionisierende Strahlung in einer bestimmten Masse entstehen.

Anwendungsbereich

Die Ionendosis wurde im Strahlenschutz bis zum 01.01.1995 als Dosis-Messgröße zur Quantifizierung externer ionisierender Strahlung verwendet. Nach diesem Zeitpunkt wurden neue, von der ICRU ("International Commission on Radiation Units and Measurements") vorgeschlagene Dosis-Messgrößen verwendet. Vorausgegangen war ein 1977 von der ICRP ("International Commission on Radiation Protection") vorgeschlagenes neues Dosis-Konzept für Körperdosen auf der Basis der Äquivalentdosis. Für eine Übergangszeit wurde bei Photonenstrahlung die Ionendosis in abgewandelter Form als "Photonen-Äquivalentdosis" weiter verwendet.

Einheit

Die SI-Einheit der Ionendosis ist Coulomb pro Kilogramm.

$[J]=\mathrm {\frac {C}{kg}}$

Ältere Einheit, die nach dem 01.01.1995 nicht mehr verwendet wurde, ist das "Röntgen" (Einheitenzeichen R), definiert als eine elektrostatische Einheit pro cm³ Luft. Ein Röntgen entspricht 2,58$\cdot$10^-4 C/kg.

Standard-Ionendosis

Die Standard-Ionendosis $J_{\mathrm {S} }$ ist die frei in Luft unter den Standardbedingungen von 18 °C und 760 Torr durch ionisierende Strahlung erzeugte Ionendosis. .

Für die Standard-Ionendosis in freier Luft gilt:

$J_{\mathrm {S} }={\frac {\mathrm {d} Q}{\mathrm {d} m_{\mathrm {L} }}}={\frac {1}{\rho _{\mathrm {L} }}}\ {\frac {\mathrm {d} Q}{\mathrm {d} V}}$

$dQ$ ist die elektrische Ladung der Ionen eines Vorzeichen, die pro Massenelement Luft $m_{\mathrm {L} }$ im Volumenelement $dV$ mit der spezifischen Dichte $\rho _{\mathrm {L} }$ erzeugt wird.

Größenordnung

Die Standard-Ionendosis ist keine Äquivalentdosis im Sinn des Dosiskonzepts des heutigen Strahlenschutzes. Sie kann am ehesten mit der Energiedosis, die der Äquivalentdosis als Messgröße zugrunde liegt, verglichen werden. Dazu ist davon auszugehen, dass in Luft unter Standardbedingungen eine mittleren Energie von etwa 35 eV zur Bildung eines Ionenpaars erforderlich ist und die Elementarladung e einen Wert von 1,6$\cdot$10^-19 C hat. Wie sich leicht ausrechnen lässt, ist eine Energie von 35 Joule erforderlich, um 1 C freier Ionen gleichen Vorzeichens zu erzeugen. Bezieht man das auf 1 kg Luft, so ergibt sich, dass eine Standard-Ionendosis von 1 C/kg einer Energiedosis von 35 Joule/kg (bzw. 35 Gy) entspricht. Eine Standard-Ionendosis von der Größe der alten Einheit R entspräche etwa 10 mGy.

Quellen

Physikalisch Technische Bundesanstalt, PTB-Bericht-Dos-23, "Neue Dosis-Meßgrößen im Strahlenschutz", Braunschweig, Juli 1994, pdf-Download, 977 kB

Kategorie:Strahlenschutz Kategorie:Physikalische Größenart