Röntgenstrahlung

Röntgenstrahlung ist elektromagnetische Strahlung mit sehr kurzen Wellenlängen, typischerweise 0,01 bis 10 Nanometer. Sie gehört zum Spektrum der hochenergetischen Photonen und ist ionisierend. Die Photonen tragen Energien im keV-Bereich und können durch Materie hindurchtreten, wobei Absorption und Streuung materialabhängig erfolgen.

Sie wird überwiegend in Röntgentuben erzeugt, wo Elektronen mit hoher Spannung auf eine Anode treffen. Die abgebremsten Elektronen erzeugen Bremsstrahlung; zusätzlich entstehen charakteristische Linienstrahlung, wenn innere Elektronenschalen der Anodenatome getroffen werden.

Beim Durchdringen von Materie wirken Röntgenstrahlen hauptsächlich durch den photoelektrischen Effekt, Compton-Streuung und, in geringerem Maße, Rayleigh-Streuung. Die Absorption steigt mit der Ordnungszahl und der Dichte des Materials; dichteres Gewebe oder zähere Materialien absorbieren stärker, dünne Gewebe weniger.

Anwendungen liegen in der medizinischen Bildgebung (Röntgenaufnahmen, Computertomografie), der industriellen Nichtzerstörungsprüfung, Sicherheitskontrollen und in der Strukturanalyse von Kristallen. Detektoren umfassen Filme, Szintillatoren sowie Halbleiterdetektoren; moderne Systeme nutzen digitale Detektion.

Sicherheit: Röntgenstrahlung ist ionisierend und potenziell gesundheitsschädlich. Strahlenschutz erfolgt durch Abschirmung (Blei), großen Abstand, Minimierung der Exposition und Dosisbewertung in Gray (Gy) bzw. Sievert (Sv). Das ALARA-Prinzip zielt auf geringstmögliche Belastung.

Die Entdeckung der Röntgenstrahlung erfolgte 1895 durch Wilhelm Conrad Röntgen. Die erste Aufnahme zeigte die Hand seiner Ehefrau Bertha Ludwig; der Begriff bleibt namengebend.