Röntgenstrahlen: Physik, Eigenschaften und klinischer Nutzen

Röntgenstrahlen sind ionisierende elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen 0,01–10 nm (Energien 100 eV–100 keV), positioniert zwischen UV- und Gammastrahlen im Spektrum.

Wichtige Eigenschaften

• Penetration: Umgekehrt proportional zur Ordnungszahl (Z) und Dichte; Knochen (hohe Z, Ca) absorbiert > Weichgewebe > Luft.
• Ionisation: Schleudert Orbitalelektronen aus → freie Radikale → DNA-Schäden (stochastisches Risiko). Grundlage für sowohl Bildgebungskontrast als auch Strahlenschutz.
• Divergenz: Punktquelle erzeugt inverse-Quadrat-Intensitätsabnahme; Kollimation begrenzt Feld.
• Spektrum: Bremsstrahlung (kontinuierlich) + charakteristische Linien (zielabhängig, z. B. Wolfram Kα 59 keV).

Klinische Anwendungen

• Radiographie: Thorax, Knochen, Abdomen — erstlinige strukturelle Bildgebung.
• Fluoroskopie: Echtzeit (GI-Studien, Angiographie, Führung).
• CT: Computer-rekonstruierte Querschnitte aus 360°-Projektionen.
• Mammographie: Niedrige Energie (Mo/Rh-Ziel) für Weichteilkontrast.
• DEXA: Dual-Energie für Knochendichte.

Sicherheitsprinzip: ALARA

Begründung (klinische Indikation), Optimierung (Technik, Abschirmung, iterative Rekonstruktion), Dosisgrenzwerte (1 mSv Öffentlichkeit, 20 mSv/Jahr beruflich).