Strahlungswichtungsfaktor

Der Strahlungswichtungsfaktor oder Strahlenwichtungsfaktor, $w_{\mathrm {R} }$, ist ein Begriff aus dem Strahlenschutz. Er wird zur vereinfachten Berechnung der Organdosis und damit der effektiven Dosis herangezogen. Der Strahlenwichtungsfaktor hängt von der Strahlungsart und der kinetischen Energie der Teilchen ab. Er löste 1990 den Begriff „Qualitätsfaktor“ ab.

Unterschied zur Relativen Biologischen Wirksamkeit

Die relative biologische Wirksamkeit (RBW) beruht auf experimentell ermittelten Werten. Auf Grundlage dieser wissenschaftlich ermittelten relativen biologischen Wirksamkeit wurden Strahlungswichtungsfaktoren zur (vereinfachten) Anwendung in Gesetzen und Verordnungen festgelegt. Die Festlegung von Strahlungswichtungsfaktoren ist somit politischen Prozessen unterworfen. Die Werte für den Strahlungswichtungsfaktor werden per Rechtsnorm so festgesetzt, dass sie die relative biologische Wirksamkeit für praktische Zwecke genügend genau wiedergeben.

Typische Strahlungswichtungsfaktoren

Strahlungswichtungsfaktoren nach deutscher Strahlenschutzverordnung entsprechend ICRP 60

Art der Strahlung	Energie- bereich	Strahlungs- wichtungs- faktor $w_{\mathrm {R} }$
Photonen, Strahlungsart $\gamma$ (Gamma)	alle Energien	1
Elektronen und Myonen	alle Energien	1
Neutronen	< 10 keV	5
	10 – 100 keV	10
	0,1 – 2 MeV	20
	2 – 20 MeV	10
	> 20 MeV	5
Protonen, außer Rückstoßprotonen	> 2 MeV	5
Alphateilchen, Spaltfragmente, schwere Kerne, Rückstoßkerne	alle Energien	20

Für die Berechnung von Organdosen und der effektiven Dosis für Neutronenstrahlung nach ICRP 60 kann neben den tabellierten Werten auch die stetige Funktion (blaue Linie):

$w_{\mathrm {R,60} }(E_{N})=5+17\cdot e^{-{\tfrac {1}{6}}\ln ^{2}(2\,E_{N})}$

verwenden werden, wobei E_N der Zahlenwert der Neutronenenergie in MeV ist. Für die nicht in der Tabelle enthaltenen Strahlungsarten und Energien kann w_R dem mittleren Qualitätsfaktor Q in einer Tiefe von 10 mm in einer ICRU-Kugel gleichgesetzt werden.

Mit der ICRP 103 hat die Internationale Strahlenschutzkommission 2007 neue Strahlungswichtungsfaktoren empfohlen.

Strahlungswichtungsfaktoren nach ICRP 103

Art der Strahlung	Strahlungswichtungsfaktor $w_{\mathrm {R} }$
Photonen	1
Elektronen und Myonen	1
Neutronen	abhängig von der Neutronenenergie allgemein: $w_{\mathrm {R,103} }(E_{N})$ unterhalb 30 keV und oberhalb 90 MeV: 2,5…5 für Neutronen von knapp 1 MeV: 20,7
Protonen und Pionen	2
Alphateilchen, Spaltfragmente, Schwerionen	20

Die Formel besteht aus je nach Energiebereich zusammengesetzten Funktionen:

$w_{\mathrm {R,103} }(E_{N})={\begin{cases}2{,}5+18{,}2\cdot e^{-{\frac {1}{6}}\ln ^{2}(E_{N})},&{\text{für }}E_{N}<1{\text{ MeV,}}\\5{,}0+17{,}0\cdot e^{-{\frac {1}{6}}\ln ^{2}(2\,E_{N})},&{\text{für }}1{\text{ MeV}}\leq E_{N}\leq 50{\text{ MeV,}}\\2{,}5+3{,}25\cdot e^{-{\frac {1}{6}}\ln ^{2}(0{,}04\,E_{N})},&{\text{für }}E_{N}>50{\text{ MeV.}}\end{cases}}$

Siehe auch

• Gewebewichtungsfaktor
• Sievert (Einheit)

Quellenangaben

Bitte den Hinweis zu Rechtsthemen beachten!