Trifft Strahlung auf den menschlichen Körper, so zeigt sich je nach Strahlenart ein unterschiedliches Verhalten. Insbesondere ist zwischen der Photonen- und Teilchenstrahlung zu unterscheiden.

Eindringtiefe

Eindringtiefe

Die Eindringtiefe in Materie ist nicht nur von der Strahlenart abhängig, sondern auch vom Material, das durchdrungen wird. Darüber hinaus besteht eine Abhängigkeit der Eindringtiefe von der Energie der Photonen bzw. Teilchen. Je höher die Energie, desto größer die Eindringtiefe.

Die dargestellten Tiefen-Intensitäts-Profile zeigen die Abnahme der Intensität von Photonenstrahlung und Alpha-Strahlung (als Beispiel für Teilchenstrahlung) mit zunehmender Eindringtiefe in unterschiedlichen Medien. Die Art und Weise der Energieabgabe unterscheidet sich deutlich: Während Photonenstrahlung exponentiell abgeschwächt wird, werden Teilchen nach einer nahezu konstanten Durchdringungsstrecke gestoppt und haben damit eine definierte Reichweite (Abb.4). Ferner ist zu erkennen, dass Photonenstrahlung (z.B. Röntgenstrahlung mit einer Energie von 40 keV) in Luft kaum an Intensität verliert, da sie nur wenig Energie pro Wegstrecke abgibt. Im Körpergewebe dagegen verliert Photonenstrahlung mehr Intensität als in Luft. Alpha-Strahlung (z.B. mit einer Energie von 4 MeV) verliert bereits in Luft rasch an Intensität, da Alpha-Teilchen mehr Energie pro Wegstrecke an ihre Umgebung abgeben als Photonenstrahlung. Dadurch ist es möglich, Alpha-Strahlung mit einem Blatt Papier vollständig abzuschirmen. Dies zeigt sich auch besonders an der Reichweite der Alpha-Strahlung in Körpergewebe, die nur einige µm beträgt. Photonenstrahlung lässt sich dagegen wesentlich schwerer abschirmen.

Äußere Bestrahlung

aeussereStrahlung

Insbesondere in dichteren Stoffen, wie auch Körpergewebe, verliert Alpha-Strahlung schon bei sehr kleinen Eindringtiefen ihre gesamte Energie. Befindet sich eine Strahlenquelle außerhalb des menschlichen Körpers (äußere Bestrahlung), so trifft die Strahlung zunächst auf die äußere Hautschicht (Hornschicht), welche aus abgestorbenen Hautzellen besteht. Bereits in dieser Schicht deponiert Alpha-Strahlung ihre gesamte Energie, so dass kein lebendes Gewebe eine Strahlenexposition erhält und geschädigt wird.

Dagegen kann Photonenstrahlung diese Hornschicht und tiefere Schichten durchdringen und je nach Energie unterschiedlich tief in das Gewebe eindringen. So kann sie auch lebende Zellen treffen und diesen Schaden zufügen.

Innere Bestrahlung

interneStrahlung

Befindet sich eine Strahlenquelle im Inneren des Körpers, handelt es sich um innere Bestrahlung. Alpha-Strahlung trifft bei innerer Bestrahlung trotz ihrer geringen Reichweite direkt auf lebende Zellen und fügt diesen Schaden zu, da viel Energie in ihnen deponiert wird. Dies kann beispielsweise dann geschehen, wenn Radon (ein typischer Alpha-Strahler) durch Einatmen in die Lunge gelangt.

Auch Photonenstrahlung (z.B. Röntgenstrahlung) trifft bei innerer Bestrahlung auf Zellen im Inneren des Körpers. Im Gegensatz zur Teilchenstrahlung (z.B. Alpha-Strahkung) ist der Unterschied zur äußeren Bestrahlung weit weniger stark ausgeprägt: Bei beiden Bestrahlungsarten kann die Photonenstrahlung einen großen Körperbereich erreichen. Es findet eine wesentlich homogenere Energieverteilung im Gewebe als bei Teilchenstrahlung statt.