Durch Zufuhr von Energie (z.B. eines beschleunigten Elektrons oder von ionisierender Strahlung) wird ein Elektron einer inneren Schale des Atoms herausgelöst und vollständig aus dem Atom entfernt. Die Lücke wird durch ein Elektron einer weiter außen gelegenen Schale wieder aufgefüllt. Dabei wird die Energiedifferenz freigesetzt. Den gesamten Vorgang bezeichnet man als Ionisation.

Photonen sind winzige Energiepakete ohne Masse, ohne Ladung und bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit. Der deutsche Physiker Wilhelm Conrad Röntgen entdeckte 1895 die „X-Strahlen“ – die nach ihm benannten Röntgenstrahlen. 1901 erhielt er dafür den allerersten Nobelpreis für Physik.

Alle Bereiche des elektromagnetischen Spektrums sind Photonenstrahlung! Sie unterscheiden sich durch die Energie der Photonen. Die Energie wiederum ist abhängig von der Wellenlänge und Frequenz.

Ionisierende Strahlung wird im Röntgen und in der Computertomographie verwendet. Nicht-ionisierende Strahlung wird in der Magnetresonanztomographie verwendet. Die Hochfrequenzimpulse in der MRT sind Radiowellen und liegen im Bereich von 64 bis 700 MHz.

Ionisierende Strahlenarten: Bei Alpha-Strahlung wird Energie frei unter Abgabe eines Alpha-Teilchens (Helium-Kern). Bei Beta-Strahlung wird Energie frei unter Abgabe eines Beta-Teilchens (ein Elektron oder ein Positron). Gammastrahlung ist elektromagnetische Strahlung (im Energiespektrum oberhalb von Röntgenstrahlung) und entsteht durch Umwandlungsprozesse im Atomkern; Gammastrahlung ist meist Folge von vorausgegangenem Alpha- oder Beta-Zerfall. Die Abfolge der griechischen Buchstaben [...]

1. An der Anode entsteht vor allem Wärme (99%) und nur 1% Röntgenstrahlung! 2. Die Röntgenstrahlung setzt sich zusammen aus Bremsstrahlung (bedingt durch Abbremsen der Elektronen an der Anode) und aus der charakteristischen Strahlung (bedingt durch Ionisation von Atomen im Anodenmaterial). Durch Erhöhung des Röhrenstroms (mA) erhöht sich die Anzahl der frei gesetzten Elektronen und damit die [...]

Daneben gibt es der Vollständigkeit halber noch eine vierte Wechselwirkung von Röntgenstrahlung mit Materie: die Paarbildung. Diese tritt erst bei sehr hohen Strahlenenergien (ab ca. 1000 MeV) auf und ist daher für die Röntgendiagnostik nicht relevant. Anwendung findet sie in der Strahlentherapie und PET-Bildgebung. Von den drei oben genannten Wechselwirkungseffekten spielen der Photoeffekt und der [...]

Die Wechselwirkungseffekte führen zu einer Schwächung der applizierten Röntgenstrahlung in der exponierten Materie. „Schwächung“ ist definiert als Reduktion der Intensität des Röntgenstrahls durch Absorption und Streuung in Materie. Je größer die Dicke, je höher die Dichte und je höher die Ordnungszahl des durchstrahlten Materials ist, desto stärker werden die Röntgenstrahlen abgeschwächt. Je höher die Energie [...]