Attenuationskoeffizient

Der Attenuationskoeffizient ist ein in der Strahlenphysik verwendeter Größenwert, der die Abnahme der Strahlenintensität beim Durchtritt durch ein Material pro Längeneinheit beschreibt. Er fasst alle auf den Strahlentyp bezogenen Dämpfungsprozesse zusammen und führt zu der typischen Exponentialform I = I0 · e^(−μ·x) für eine einheitlich dichten Stab aus Material, wobei I die durchgelassene Intensität, I0 die ursprüngliche Intensität, μ der lineare Attenuationskoeffizient und x der Strahlpfad durch das Material ist. Für die Masse folgt μ/ρ, dem massenbezogenen Attenuationskoeffizienten, sodass μ = (μ/ρ)·ρ gilt, mit ρ als Dichte des Materials.

Es gibt zwei gängige Formen des Attenuationskoeffizienten: den linearen Koeffizienten μ (1/m oder 1/cm) und den massenbezogenen Koeffizienten μ/ρ (m^2/kg oder cm^2/g). μ/ρ erleichtert den Vergleich verschiedener Materialien, während μ direkt die Abschwächung pro Längeneinheit angibt. Beide Größen hängen stark von der materialchemischen Struktur, der Dichte und der Energie der Strahlung ab.

Bei Gammastrahlung, Röntgenstrahlung oder Neutronenstrahlung entstehen typischerweise unterschiedliche Beiträge aus Photoeffekt, Compton-Streuung und Paarbildung (bei hohen Energien). Diese Prozesse bestimmen die Energieabhängigkeit des Attenuationskoeffizienten und damit auch die Eignung eines Materials als Strahlenschutz.

Anwendungen finden sich in der medizinischen Bildgebung, Dosimetrie, Materialcharakterisierung sowie im Strahlenschutzkonzept. Typische Messungen erfolgen durch Transmissionsexperimente, bei denen I0 und I gemessen und μ bzw. μ/ρ aus dem Beobachtungsverhältnis abgeleitet werden. Die Werte gelten nur für homogenes Material und definierte Randbedingungen.