Röntgenstrahlen sind ionisierende elektromagnetische Strahlung (λ = 0,01–10 nm, E = 124 eV–124 keV), erzeugt durch schnelle Elektronenverzögerung (Bremsstrahlung) oder Elektronenschalenübergänge (charakteristisch).
Wichtige Eigenschaften
- Penetration: Umgekehrt proportional zur Dichte (Knochen > Weichteilgewebe > Luft). Grundlage für Kontrast.
- Ionisation: Schleudert Bahnselektronen aus → freie Radikale → DNA-Schäden (stochastische & deterministische Effekte).
- Divergenz: Punktquelle → geometrische Vergrößerung; minimiert durch vergrößerte SID (Quelle-Bild-Abstand).
- Dämpfung: Exponentiell (Beer-Lambert): I = I₀e^(-μx). μ hängt von Z, ρ, E ab.
Erzeugung (Röntgenröhre)
- Kathode: erhitzter Glühfaden → thermionische Emission.
- Anode: rotierendes Wolframziel (hohe Z, hoher Schmelzpunkt).
- Hochspannung (kVp) beschleunigt Elektronen; mA × Zeit (mAs) steuert Menge.
- Filtration (Al) entfernt niederenergetische Photonen (Hautdosisreduktion).
Medizinische Anwendungen
- Röntgenaufnahmen (Thorax, Extremitäten, Abdomen).
- Fluoroskopie (Echtzeit: Magen-Darm, Herzkatheterlabor, Schmerzprozeduren).
- CT (querschnittlich, 3D-Rekonstruktion).
- Mammographie (niederenergetisch, hochkontrastig).
- DEXA (Knochendichte).
- Strahlentherapie (Linearbeschleuniger, MeV-Bereich).
Sicherheit: ALARA (As Low As Reasonably Achievable)
- Begründung (Nutzen > Risiko).
- Optimierung (kVp, mAs, Kollimation, Filtration, Abschirmung, Abstand).
- Dosisüberwachung (Dosimeter, DLP, CTDI).
- Besondere Bevölkerungsgruppen: Schwangerschaft (Bauch abschirmen), Pädiatrie (größenangepasste Protokolle).
Nicht-medizinische Anwendungen
- Sicherheitskontrolle (Backscatter, Transmission).
- Industrielle ZfP (Schweißnähte, Gussstücke, Verbundwerkstoffe).
- Kristallographie, Astronomie, Kunstanalyse.
