Zur Strahlenbelastung durch eine Röntgenaufnahme

Dipl.-Ing. F. Axel Berger

Diesen Kurztext habe ich ca. 1992 für meinen Hals-Nasen-Ohrenarzt zusammengeschrieben, der mir nicht nur die Strahlendosis einer Stirnhöhlenaufnahme nicht nennen konnte sondern außerdem – obwohl er solche Aufnahmen regelmäßig ausführte – offensichtlich nicht so recht wußte, was eine Strahlendosis überhaupt ist.
  Die beiden Zahlen in der ersten Zeile stammen von ihm, alles übrige sind Literaturwerte oder Schätzungen.

Elektrische Eingangsenergie: 70 kV • 100 mAsec = 7000 J
Wirkungsgrad der Röhre ca. 0.1 % => Strahlungsenergie ca: 7 J
davon ca. 2 % in die richtige Richtung: 0.14 J
davon ca. 20 % im Körper absorbiert: 28 mJ

Mangels Vorliegen brauchbarer Literaturwerte könnten die oben abgeschätzten Einzelfaktoren durchaus um mehr als eine Größenordnung falsch sein, das Endergebnis ist vom Wert her jedoch vernünftig.

N.B: 70 kV Beschleunigungsspannung ergeben eine relativ weiche Strahlung, wie sie auch erforderlich ist, wenn schon optisch dünne Substanzen wie Eiter einen deutlichen Schatten werfen sollen.

Masse des bestrahlten Körperteils (halber Kopf) ca. 5 kg
resultierende Organdosis: 5.6 mJ/kg = 5.6 mGy = 560 mrd
Äqivalentdosis: 5.6 mSv = 560 mrem

Da unterschiedliche Strahlenarten bei gleicher Energiedosis unterschiedliche Schädigungspotentiale haben, wird zum Zweck der Vergleichbarkeit die Dosis mit einem Qualitätsfaktor auf die Äquivalentdosis umgerechnet. Für Röntgen- und Gammastrahlen hat dieser Faktor den Wert 1.

Ganzkörperdosis: 28 mJ / 75 kg = 0.37 mJ/kg = 0.37 mSv = 37 mrem

Im hier betrachteten Dosisbereich wird die Schadenswahrscheinlichkeit proportional zur Dosis angenommen. Das heißt würde dieselbe Gesamtenergie auf den ganzen Körper verteilt, hätte jedes kg Körpergewebe zwar nur ein 25-stel der Wahrscheinlichkeit, da die 25-fache Masse betrachtet wird ist die Gesamtwahrscheinlichkeit einer Schädigung jedoch gleich. Dies gilt nur, wenn, wie hier angenommen, die Empfindlichkeit des bestrahlten Organs der mittleren Empfindlichkeit des ganzen Körpers entspricht. Die Schilddrüse z.B. ist erheblich unempfindlicher als andere Organe. Nur die Ganzkörperdosis erlaubt den direkten Vergleich unterschiedlicher Strahlenbelastungen.

maximale (pessimistisch geschätzte) Schadenshäufigkeit: 10-2 Sv-1
Das bedeutet bei den oben angenommenen Werten:   1 Krebsfall auf 270 000 Aufnahmen

Einige typische Vergleichswerte (jeweils pro Jahr):
natürliche Belastung gesamt: 1.1 mSv/a = 110 mrem/a
davon kosmische Strahlung: 0.3 mSv/a
terrestrische Strahlung: 0.5 mSv/a
inkorporierte natürliche Stoffe: 0.3 mSv/a

künstliche Belastung gesamt: 0.6 mSv/a = 60 mrem/a
davon kerntechnische Anlagen: < 0.01 mSv/a
Fallout von Kernwaffenversuchen: 0.08 mSv/a
Röntgendiagnostik: 0.5 mSv/a

Nachsatz vom 2010-08-18

In der Literatur werden für eine Schädelaufnahme Ganzkörperdosen zwischen 0.03–0.1 mSv genannt, mein Ergebnis liegt also knapp eine Größenordnung zu hoch. Für eine grobe Abschätzung aus weitgehend geschätzten Ausgangswerten ist das hinreichend.

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