Röntgenstrahlen sind ionisierende Strahlung; biologische Wirkungen hängen von Dosis, Dosisrate, Gewebesensitivität und Expositionsgeometrie ab.
Biologische Wirkungen (stochastisch & deterministisch)
- Genetische Schäden: DNA-Strangbrüche, Mutationen → Karzinogenese (Leukämie, Schilddrüse, Brust, Haut, Lunge). Stochastisch: Wahrscheinlichkeit ∝ Dosis; keine Schwelle.
- Krebsinduktion: Latenz Jahre-Jahrzehnte. BEIR VII: 1 von 1000 lebenslangem Krebsrisiko pro 10 mSv effektiver Dosis.
- Hauteffekte: Erythem (≥2 Gy), Epilation (≥3 Gy), Ulzeration/Nekrose (≥15–20 Gy). Deterministisch: Schwellendosis.
- Akutes Strahlensyndrom (ARS): >1 Gy Ganzkörper → hämatopoetisches, GI-, neurovaskuläres Syndrom. Nausea/vomiting prodrome.
- Teratogenität: Embryo/Fetus hochsensitiv. >50–100 mGy → Missbildungen, Wachstumsretardierung, Intelligenzminderung, Kinderkrebs. Höchste Risiko-Organogenese (Wochen 3–8).
Materialinteraktionen (nicht-biologisch)
- Fluoreszenz: Röntgenanregung → sichtbares Licht (Verstärkerschirme, Fracht-Scanning).
- Chemische Veränderungen: Radiolyse → freie Radikale → Polymerabbau, Farbzentrumsbildung, Halbleiterdefektgeneration.
- Kristallographie: Röntgendifraktion (XRD) bestimmt Atomstruktur (Braggs Gesetz: nλ = 2d sinθ).
- Bildgebung: Medizinisch (Radiografie, CT, Fluoroskopie), Sicherheit (Backscatter, Transmission), industriell (ZfP, Schweißnahtinspektion, Elektronik).
Strahlenschutzprinzipien (ALARA)
- Justification: benefit > risk
- Optimization: dose as low as reasonably achievable
- Dose limits: public 1 mSv/yr; occupational 50 mSv/yr (100 mSv/5 yr)
- Shielding (lead, concrete), distance, time, collimation
Diagnostic imaging uses lowest diagnostic dose. Benefit typically far outweighs small stochastic risk.
