Strahlungsaufnahme

Strahlungsaufnahme bezeichnet den Prozess, durch den Strahlung beim Durchgang durch Materie an Intensität verliert und Energie in andere Formen, meist Wärme, umgewandelt wird. Sie umfasst Absorption sowie Prozesse, bei denen Energie durch Streuung oder andere Wechselwirkungen aus dem Strahlungsspektrum in das Material übergeht. Der Begriff wird für elektromagnetische Strahlung von Radio bis Gammastrahlung ebenso verwendet wie für Teilchenstrahlung.

Bei Photonen fallen die wichtigsten Wechselwirkungen energiespezifisch je nach Material und Photonenergie in folgende Kategorien: Photoeffekt, bei dem ein Photon seine gesamte Energie auf ein Elektron überträgt; Compton-Streuung, bei der ein Photon einen Teil seiner Energie an ein freies oder schwach gebundenes Elektron abgibt; Pair production, die bei hochenergetischen Photonen über 1,022 MeV zuverlässig auftritt und ein Elektron-Positron-Paar erzeugt. In festen Stoffen trägt außerdem die Bandstrukturbildung zur optischen Absorption bei, z. B. durch Elektronenanregungen.

Quantitativ wird die Abnahme der Strahlungsintensität beschrieben durch I = I0 e^{-μ x}, wobei μ der lineare Absorptionskoeffizient ist. Oft verwendet wird der massenbezogene Koeffizient μ/ρ, der materialspezifisch und energieabhängig ist. Die Summe der Beiträge aus Absorption und Streuung ergibt μ = μa + μs.

Anwendungen liegen in der Strahlenschutzplanung, der medizinischen Diagnostik und Therapie, der Detektion und Spektroskopie sowie der Bestimmung der Energiedeposition in Gewebe und Materialien.