DIN 6814-4-2006 Terms in the field of radiological technique - Part 4 Radioactivity《放射技术领域的术语 第4部分 放射性》.pdf

1、Oktober 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Radiologie (NAR) im DINPreisgruppe 10DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 01.040.11; 11.040.50!,o#a“9760062www.din.deDDIN

2、 6814-4Begriffe in der radiologischen Technik Teil 4: RadioaktivittTerms in the field of radiological technique Part 4: RadioactivityNotations dans la technique radiologique Partie 4: RadioactivitAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 6814-4:1990-02www.beuth.deGes

3、amtumfang 16 SeitenDIN 6814-4:2006-10 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 3 2 Normative Verweisungen. 4 3 NUKLIDE und ihre Symbole .4 4 KERNPROZESSE und RADIOAKTIVITT 5 5 RADIOAKTIVE STOFFE. 6 6 IONISIERENDE STRAHLUNG 7 7 AKTIVITT, SPEZIFISCHE AKTIVITT und AKTIVITTSKONZENTRATION 9 8 Chara

4、kteristische Konstanten von RADIONUKLIDEN . 10 9 Zerfallsreihe. 12 Anhang A (informativ) Erluterungen zur Schreibweise von NUKLIDEN 13 Literaturhinweise . 14 Stichwortverzeichnis. 15 DIN 6814-4:2006-10 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss 3 Nuklearmedizin des Normenausschusses Radiologie

5、im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. in Arbeitsgemeinschaft mit der Deutschen Rntgengesellschaft und in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft fr Medizinische Physik, der Deutschen Gesellschaft fr Nuklearmedizin sowie der Deutschen Gesellschaft fr Radioonkologie aufgestellt. DIN 6814 Be

6、griffe in der radiologischen Technik besteht aus: Teil 1: Anwendungsgebiete Teil 2: Strahlungsphysik Teil 3: Dosisgren und Dosiseinheiten Teil 4: Radioaktivitt Teil 5: Strahlenschutz Teil 6: Technische Mittel zur Erzeugung von Rntgenstrahlen mit Spannungen bis 400 kV Teil 8: Strahlentherapie Teil 16

7、: Prfung der Qualitt einschlielich Sicherheit Allgemeines nderungen Gegenber DIN 6814-4:1990-02 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) alle Abschnitte wurden redaktionell berarbeitet und dabei an die Neufassung der Strahlenschutz-verordnung vom 20. Juli 2001 angepasst; b) Abschnitt 6 wurde neu ge

8、gliedert, und neue Begriffe wurden aufgenommen; c) Abschnitt ber Dosisgrenzwerte (ehemals 6.4) wurde gestrichen, da die dortigen Definitionen bereits in DIN 6814-3 enthalten sind; d) Abschnitt 8 wurde gestrichen, da die alten Namen der NUKLIDE nicht mehr verwendet werden. Frhere Ausgaben DIN 6814-4:

9、 1969-12, 1980-03, 1990-02 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr alle Bereiche, in denen mit RADIOAKTIVEN STOFFEN umgegangen wird. Dies beinhaltet die medizinische Anwendung in Diagnostik und Therapie sowie im STRAHLENSCHUTZ. DIN 6814-4:2006-10 4 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dok

10、umente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 6814-2:2000-07, Begriffe in der radiologischen T

11、echnik Teil 2: Strahlungsphysik DIN EN 61675-1:2000-10, Bildgebende Systeme in der Nuklearmedizin Merkmale und Prfbedingungen Teil 1: Positronen-Emissions-Tomographen (IEC 61675-1:1998); Deutsche Fassung EN 61675-1:1998 IEC 60050-393:2003, International Electrotechnical Vocabulary Part 393: Nuclear

12、instrumentation Physical phenomena and basic concepts 3 NUKLIDE und ihre Symbole 3.1 Nuklid Atomart, die durch ihre Massenzahl und ihre Kernladungszahl gekennzeichnet ist IEC 60050-393:2003 ANMERKUNG 1 Atome mit derselben Massenzahl und derselben Kernladungszahl, deren Kerne sich in verschiedenen En

13、ergiezustnden befinden, gehren zu demselben NUKLID. ANMERKUNG 2 Die Schreibweise der Symbole von NUKLIDEN ist in DIN 1338 festgelegt. Nhere Erluterungen siehe Anhang A. 3.1.1 Radionuklid instabiles (radioaktives) NUKLID im Grundzustand oder in einem metastabilen Energiezustand ANMERKUNG In der Natur

14、 vorkommende RADIONUKLIDE werden zuweilen als natrliche RADIONUKLIDE bezeichnet im Gegensatz zu knstlichen RADIONUKLIDEN, die mit technischen Mitteln durch KERNREAKTIONEN erzeugt worden sind. Alle in der Natur vorkommenden RADIONUKLIDE knnen aber auch knstlich durch KERNREAKTIONEN erzeugt werden. Di

15、e wichtigsten in der Natur vorkommenden RADIONUKLIDE sind die Glieder der drei groen Zerfallsreihen (siehe 9.1), das im natrlichen Kalium enthaltene 40K sowie die durch die kosmische Strahlung erzeugten RADIONUKLIDE 3H und 14C. 3.1.2 Isomere Atomarten desselben NUKLIDS, deren Kerne sich in verschied

16、enen Energie-zustnden befinden (metastabile Energiezustnde oder Grundzustand) ANMERKUNG 1 Ein Kernzustand wird als metastabil bezeichnet, wenn seine Lebensdauer merklich grer ist als die MITTLERE LEBENSDAUER angeregter Zustnde bei einfachen Strahlungsbergngen. Eine allgemein verbindliche Grenze der

17、Lebensdauer, bei deren berschreiten ein Zustand als metastabil bezeichnet wird, lsst sich nicht angeben; fr den praktischen Umgang mit RADIOAKTIVEN STOFFEN sind nur diejenigen metastabilen Energiezustnde von Bedeutung, deren Lebensdauer so gro ist, dass das ISOMER als RADIOAKTIVER STOFF mit eigener

18、HALBWERTSZEIT nachgewiesen werden kann. ANMERKUNG 2 Hufig wird der Begriff ISOMER in der eingeschrnkten Bedeutung eines ISOMERS zum Grundzustand angewendet und erfasst damit nur ISOMERE in metastabilen Zustnden. 3.1.3 Isotop eines von mehreren NUKLIDEN mit der gleichen Kernladungszahl, aber untersch

19、iedlichen Massenzahlen IEC 60050-393:2003 DIN 6814-4:2006-10 5 3.1.4 Radioisotop radioaktives ISOTOP eines Elements IEC 60050-393:2003 ANMERKUNG Die allgemeine Benennung fr eine radioaktive Atomart ist RADIONUKLID. Der Ausdruck RADIO-ISOTOP sollte nur angewendet werden, wenn auer der Eigenschaft der

20、 RADIOAKTIVITT die Zugehrigkeit zu einem bestimmten chemischen Element von Bedeutung ist, wie z. B. bei der radioaktiven Markierung eines Elements. Ein RADIO-NUKLID sollte nicht allgemein ISOTOP genannt werden, da der Begriff ISOTOP mit der Eigenschaft der RADIOAKTIVITT nichts zu tun hat. 4 KERNPROZ

21、ESSE und RADIOAKTIVITT 4.1 Kernprozess KERNUMWANDLUNG oder ISOMERER BERGANG 4.1.1 Kernumwandlung Umwandlung eines Atomkerns, bei der Energie freigesetzt wird und die zur Emission von Teilchen oder auch zur Aufspaltung in zwei oder mehr Kerne fhrt IEC 60050-393:2003, modifiziert 4.1.2 Kernreaktion Er

22、eignis, an dem ein oder mehrere Atomkerne beteiligt sind und das zu einer nderung ihrer Masse, ihrer elektrischen Ladung oder ihres Energiezustands fhrt IEC 60050-393:2003 4.1.3 radioaktive Umwandlung spontane KERNUMWANDLUNG, bei der Teilchen und/oder GAMMASTRAHLUNG oder nach einem ELEKTRONEN-EINFAN

23、G Rntgenstrahlung emittiert werden oder bei der sich der Atomkern spontan spaltet IEC 60050-393:2003 4.1.3.1 Alphazerfall RADIOAKTIVE UMWANDLUNG unter Emission eines ALPHATEILCHENS (4He-Kern) ANMERKUNG Beim ALPHAZERFALL vermindert sich die Kernladungszahl um 2 und die Massenzahl um 4. 4.1.3.2 Betaze

24、rfall RADIOAKTIVE UMWANDLUNG unter Emission eines BETATEILCHENS, d. h. eines Elektrons (negative Ladung; -Zerfall) oder eines POSITRONS (positive Ladung; +-Zerfall) ANMERKUNG Bei der Emission eines negativ geladenen Elektrons wandelt sich im Atomkern ein Neutron unter gleich-zeitigem Aussenden eines

25、 Antineutrinos in ein Proton um, so dass sich die Kernladungszahl um 1 erhht. Bei der Emission eines POSITRONS wandelt sich im Kern ein Proton unter gleichzeitiger Aussendung eines NEUTRINOS in ein Neutron um, so dass sich die Kernladungszahl um 1 erniedrigt. Die Massenzahl ndert sich beim BETAZERFA

26、LL nicht. NEUTRINOS und Antineutrinos sind neutrale Teilchen mit einer Ruhemasse 0, die nur eine sehr geringe Wechselwirkung mit Materie zeigen. DIN 6814-4:2006-10 6 4.1.3.3 Elektroneneinfang RADIOAKTIVE UMWANDLUNG mit Einfang eines Elektrons aus einer der inneren Schalen der Atomhlle durch den Kern

27、 ANMERKUNG 1 Hufig werden Elektronen aus der K-Schale eingefangen (K-Einfang). Da beim Auffllen der Atomhlle CHARAKTERISTISCHE RNTGENSTRAHLUNG (meist K-Strahlung) des Folgenuklids emittiert wird, nennt man diese RADIO-NUKLIDE auch K-Strahler. Auerdem kann auch Rntgenstrahlung aus L-, M-, . -Schalen

28、emittiert werden (siehe 6.1.2.1). ANMERKUNG 2 Beim ELEKTRONENEINFANG wird ebenso wie beim +-Zerfall ein Proton in ein Neutron umgewandelt und gleichzeitig ein NEUTRINO emittiert, wobei sich die Kernladungszahl um 1 erniedrigt, whrend die Massenzahl erhalten bleibt. Bei einigen RADIONUKLIDEN treten +

29、-Zerfall und ELEKTRONENEINFANG konkurrierend auf. 4.1.3.4 Spontanspaltung bei schweren Kernen auftretende RADIOAKTIVE UMWANDLUNG, bei der der Kern vorwiegend in zwei instabile Kerne aufspaltet, wobei zustzlich ein oder mehrere Neutronen emittiert werden 4.1.4 isomerer bergang innerer bergang bergang

30、 aus einem metastabilen Kernzustand in einen energetisch niedrigeren Zustand ANMERKUNG Siehe 3.1.2. 4.2 Radioaktivitt Eigenschaft bestimmter NUKLIDE, spontan Teilchen, GAMMASTRAHLUNG oder Rntgenstrahlung zu emittieren IEC 60050-393:2003 5 RADIOAKTIVE STOFFE 5.1 radioaktiver Stoff Material, das einen

31、 oder mehrere Bestandteile enthlt, die radioaktiv sind ANMERKUNG 1 Praktisch alle Stoffe enthalten RADIONUKLIDE, wenn auch meist nur in sehr geringer AKTIVITTS-KONZENTRATION. Die Strahlenschutzverordnung legt Freigrenzen der AKTIVITT und der SPEZIFISCHEN AKTIVITT fr den Umgang mit RADIOAKTIVEN STOFF

32、EN fest. ANMERKUNG 2 Das Attribut radioaktiv wird in derselben Bedeutung z. B. in den Begriffen radioaktives Arzneimittel, radioaktives Prparat, radioaktiver Strahler oder radioaktive Quelle angewendet. IEC 60050-393:2003 5.1.1 natrliche radioaktive Stoffe RADIOAKTIVE STOFFE, die nicht mit technisch

33、en Mitteln durch KERNREAKTIONEN erzeugt wurden 5.1.2 knstliche radioaktive Stoffe RADIOAKTIVE STOFFE, die mit technischen Mitteln durch KERNREAKTIONEN erzeugt wurden DIN 6814-4:2006-10 7 5.1.3 umschlossene radioaktive Stoffe RADIOAKTIVE STOFFE, die stndig von einer allseitig dichten, festen, inaktiv

34、en Hlle, deren Abmessung mindestens 0,2 cm betrgt, umschlossen oder in festen inaktiven Stoffen stndig so eingebettet sind, dass bei blicher betriebsmiger Beanspruchung ein Austritt RADIOAKTIVER STOFFE mit Sicherheit verhindert wird ANMERKUNG Nach StrlSchV. 5.1.4 offene radioaktive Stoffe RADIOAKTIV

35、E STOFFE mit Ausnahme der UMSCHLOSSENEN RADIOAKTIVEN STOFFE ANMERKUNG Nach StrlSchV. 6 IONISIERENDE STRAHLUNG 6.1 Kernstrahlung IONISIERENDE STRAHLUNG, die von Atomkernen emittiert wird, wie z. B. ALPHA-, BETA-, GAMMA- und NEU-TRONENSTRAHLUNG IEC 60050-393:2003 6.2 Korpuskularstrahlung IONISIERENDE

36、STRAHLUNG, deren Teilchen eine von null verschiedene Ruhemasse haben DIN 6814-2:2000-07 6.3 Alphastrahlung Strahlung, die aus energiereichen 4He-Kernen besteht, welche beim ALPHAZERFALL von Atomkernen mit diskreten charakteristischen Energien emittiert werden ANMERKUNG Siehe 4.1.3.1. 6.4 Betastrahlu

37、ng IONISIERENDE STRAHLUNG, die aus Elektronen oder POSITRONEN besteht, welche beim BETAZERFALL vom Atom-kern emittiert werden ANMERKUNG 1 Siehe 4.1.3.2. ANMERKUNG 2 Da die Zerfallsenergie bzw. bei nachfolgenden Gammabergngen die aus den Photonenenergien berechnete Differenzen statistisch auf BETATEI

38、LCHEN, NEUTRINO (bzw. Antineutrino) und Kernrcksto verteilt wird, ist das Energiespektrum der BETASTRAHLUNG ein kontinuierliches Spektrum, das sich von dem Energiewert null bis zu einer fr das betreffende RADIONUKLID charakteristischen Maximalenergie erstreckt. Bei komplexem Zerfallsschema ergibt si

39、ch eine berlagerung mehrerer kontinuierlicher Spektren. 6.5 Konversionselektron Elektron aus inneren Schalen der Atomhlle, das beim bergang zwischen zwei Energiezustnden des Atom-kerns anstelle von Gammaquanten emittiert wird (innere Konversion) ANMERKUNG 1 Im Gegensatz zur BETASTRAHLUNG besitzen KO

40、NVERSIONSELEKTRONEN diskrete Energien (Linien-spektrum); die Elektronenenergie ist jeweils gleich der Energiedifferenz der beiden Kernzustnde, vermindert um die Bindungsenergie (Abtrennarbeit) des Hllenelektrons. Beim Wiederauffllen der inneren Schale werden CHARAKTERISTISCHE RNTGENSTRAHLUNG oder AU

41、GER-ELEKTRONEN emittiert. DIN 6814-4:2006-10 8 ANMERKUNG 2 GAMMASTRAHLUNG und KONVERSIONSELEKTRONEN treten bei ein und demselben bergang konkurrierend auf (Konversionskoeffizient siehe 8.4). 6.6 Neutronenstrahlung IONISIERENDE STRAHLUNG, die aus Neutronen besteht ANMERKUNG Beispielsweise zerfallen e

42、inige RADIONUKLIDE hoher Massenzahl (A 233) durch spontane oder induzierte Spaltung. Z. B. werden bei 252Cf je Spaltung etwa vier Neutronen mit einer mittleren Energie von etwa 2 MeV abgegeben, deren Energieverteilung kontinuierlich ist. 6.7 Auger-Elektron aus der Atomhlle emittiertes Elektron, bei

43、dem ein anderes Elektron im Atom oder Atomverband von einem Zustand hherer Energie strahlungslos in einen Zustand niedrigerer Energie bergeht, wodurch die frei werdende Energie bertragen wird (AUGER-EFFEKT) ANMERKUNG Der AUGER-EFFEKT konkurriert mit der Emission von CHARAKTERISTISCHER RNTGENSTRAHLUN

44、G. 6.8 Photonenstrahlung IONISIERENDE STRAHLUNG, die aus Photonen besteht und sowohl Rntgenstrahlung als auch GAMMA-STRAHLUNG umfasst 6.9 charakteristische Rntgenstrahlung Rntgenstrahlung, die in der Atomhlle entsteht, wenn Atome durch Wiederbesetzung eines frei gewordenen Platzes einer inneren Elek

45、tronenschale in einen Zustand niedrigerer Energie bergehen ANMERKUNG 1 Z. B. nach einem K-, L-, M-, . -Einfang (siehe 4.1.3.3) oder einer inneren Konversion an der K-, L-, M-, . -Schale (siehe 6.1.1.3). ANMERKUNG 2 Die Wahrscheinlichkeit dafr, dass beim Auffllen einer Leerstelle in der K-Schale K-Rn

46、tgenstrahlung und keine AUGER-ELEKTRONEN emittiert werden, nennt man FLUORESZENZAUSBEUTE. Sie nimmt mit der Kernladungszahl Z zu und hat fr bergnge in die K-Schale bei Z = 6 (C) etwa den Wert 0,003, bei Z = 32 (Ge) etwa 0,55 und bei Z = 75 (Re) etwa 0,96. DIN 6814-2:2000-07 6.10 Gammastrahlung PHOTO

47、NENSTRAHLUNG, die von angeregten Atomkernen ausgesandt wird, wenn sie in einen Zustand niedrigerer Energie bergehen, oder die bei Elementarteilchenprozessen entsteht ANMERKUNG 1 Das Spektrum der GAMMASTRAHLUNG ist fr den entsprechenden bergang zwischen den Kernniveaus oder den entsprechenden Element

48、arteilchenprozessen charakteristisch. ANMERKUNG 2 Die GAMMASTRAHLUNG unterscheidet sich von der Rntgenstrahlung demnach nicht durch die Photonen-energie, sondern durch die Art ihrer Entstehung. ANMERKUNG 3 In der Kernphysik werden gewhnlich Photonen, die im Atomkern absorbiert werden, unabhngig von

49、ihrer Entstehung Gammaquanten genannt, z. B. bei (,n)-Prozessen. DIN 6814-2:2000-07 6.11 Vernichtungsstrahlung IONISIERENDE STRAHLUNG, die entsteht, wenn ein Teilchen und sein Antiteilchen aufeinander einwirken und aufhren zu existieren DIN EN 61675-1:2000-10 DIN 6814-4:2006-10 9 ANMERKUNG Wenn z. B. ein POSITRON und ein Elektron miteinander in Wechselwirkung treten (Umwandlun