Die Abfolge der griechischen Buchstaben im Alphabet (α, β, γ) entspricht auch ihrer Abfolge bezüglich ihres Durchdringungsvermögens. Alpha-Strahlung besitzt nur einige cm Reichweite in Luft und kann z.B. durch Papier abgeschirmt werden. Beta-Strahlung besitzt mehrere m Reichweite und kann z.B. durch Aluminium abgeschirmt werden. Gamma-Strahlung besitzt mehrere 100 m Reichweite und kann z.B. durch Beton [...]

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).

Erhöhung der mA ➝ Erhöhung der Anzahl freigesetzter Elektronen ➝ Erhöhung der Anzahl von erzeugten Röntgenphotonen (= Strahlenquantität)

Erhöhung des kVp ➝ Erhöhung der maximalen Energie der Elektronen ➝ relative Erhöhung der Energie der erzeugten Röntgenstrahlung (= Strahlenqualität)

Das Röntgenspektrum wird zum Hauptteil durch die Bremsstrahlung (80%) gebildet und zum geringen Anteil (20%) durch die charakteristische Strahlung. Die Kurve der Bremsstrahlung erstreckt sich über einen großen Bereich von Energien, die von der Röhrenspannung (kV) vorgegeben werden. Die charakteristische Strahlung überlagert das Bremsstrahlenspektrum als Linienspektrum mit spezifischen Energien („Spikes“).

Anders formuliert ist die Energie des freigesetzten Röntgenphotons abhängig von der Energie des eintreffenden Elektrons und damit von der Röhrenspannung (kV). Neben der Röhrenspannung ist die Energie eines Bremsstrahlungs-Photons auch abhängig davon, wie nah das Elektron am Atomkern des Anodenmaterials vorbeikommt. Je näher das eintreffende Elektron am Atomkern vorbeikommt, desto mehr Energie in Form eines [...]

Bei der charakteristischen Strahlung wechselwirkt das Elektron mit dem inneren Hüllenelektron, bei der Bremsstrahlung interagiert das Elektron mit dem gesamten Atom. Die erzeugten Röntgenphotonen haben spezifische und berechenbare Energien, daher der Begriff „charakteristisch“. Die Energie berechnet sich wie oben beschrieben aus der Differenz der Bindungsenergien der jeweiligen Elektronenschalen. Für die Bildgebung sind am wichtigsten 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 [...]

Die kohärente Streuung hat keinen Einfluss auf die Dosis der Patient*innen oder der umstehenden Personen. Sie hat einen geringen Einfluss auf die Bildqualität mit geringer Reduzierung des Kontrasts. Die kohärente Streuung ist die unwahrscheinlichste aller Wechselwirkungen. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten ist am größten bei sehr niedrigeren Photonenenergien – wie bei der Mammographie.

Der Compton-Effekt ist hauptverantwortlich für die Streustrahlung und reduziert den Bildkontrast. Das Elektron, welches aus dem Atom herausgelöst wird, kann in Patient*innen Zellen und Gewebe schädigen (Stichwort freies Radikal). Die erfolgte Ionisation beim Compton-Effekt ist ein wesentlicher Unterscheidungspunkt gegenüber der kohärenten Streuung. Darüber hinaus erfolgt die Streuung der Photonenenergie beim Compton-Effekt in alle Richtungen; bei [...]

1. Der Photoeffekt ist hauptverantwortlich für die Patientendosis und den (guten) Bildkontrast. 2. Der Photoeffekt ist abhängig von der Ordnungszahl und der Strahlenenergie. Bei Materialien mit niedriger Ordnungszahl dominiert eine alternative Interaktion, die Bildung eines Auger Elektrons. Die Energie, die beim Auffüllen der inneren Schale durch ein außen gelegenes Hüllenelektron entsteht, wird nicht als charakteristisches Röntgenphoton [...]

Bei der Weichstrahltechnik überwiegt der Photoeffekt, bei der Hartstrahltechnik überwiegt der Compton-Effekt. Die Aufnahme des Röntgen-Thorax hat im Vergleich zum Röntgen-Hemithorax eine geringere Strahlendosis. Der weiche Anteil der Strahlung kann vermindert werden, da er in den oberen Hautschichten absorbiert wird und somit nicht zur Bildqualität beiträgt. Neben Knochenaufnahmen sind Mammographie-Aufnahmen ein weiteres Beispiel für die [...]

Nach Entdeckung der „X-Strahlen“ durch Wilhelm Conrad Röntgen im Jahr 1895 erfolgte der Umgang mit der „neuen“ Strahlung zunächst sehr leichtfertig. Die Radiologen waren die ersten Strahlenopfer und erlitten schwere Hauterkrankungen oder Amputationen und verstarben letztendlich an den Krebserkrankungen als Folge der Strahlenexposition. Im Laufe des 20. Jahrhunderts nahm das Bewusstsein für die Gefahren der [...]

1. Deterministische Strahlenschäden besitzen eine Schwellendosis und treten häufig innerhalb von Tagen oder Wochen auf (z.B. Erythem der Haut). 2. Stochastische Strahlenschäden besitzen keine Schwellendosis und treten zufällig auf (z.B. Krebs). Erwähnenswert ist, dass der Strahlen-induzierte Katarakt nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen nicht mehr den deterministischen Strahlenschäden zugeordnet wird. Das bedeutet, dass auch bei geringer Organdosis der Augenlinse [...]

Die mittlere effektive Dosis der natürlichen und der zivilisatorischen Strahlenbelastung ist jeweils ca. 2 mSv im Jahr – das entspricht ungefähr der Dosis einer Schädel-CT Untersuchung.

Die natürliche Strahlung durch das Radionuklid Radon macht ca. die Hälfte des Gesamtanteils aus. Wegen der kosmischen Strahlung zählt das fliegende Personal zu den Berufsgruppen mit der höchsten mittleren Strahlenexposition.