Dosisgrößen

Radioaktive Strahlung wird auch an ihrem Ionisationsvermögen gemessen. Die biologische Wirkung ist im wesentlichen eine Folge der im biologischen Material erzeugten Ionisationen. So können in Zellen schon wenige Ionisationen ausreichen, um einzelne Funktionen zu beeinträchtigen oder sogar die Teilungsfähigkeit zu zerstören. Zur quantitativen Beschreibung einer Strahlenexposition kann die Energiedosis D dienen:

dE ist die mittlere Energie, die durch die betreffende Strahlung auf das Volumselement dV mit der Masse  übertragen wird. Die SI-Einheit ist das Gray (Gy)

Die biologische Wirkung kann jedoch durch die Energiedosis nur unzureichend beschrieben werden. Eine Bestrahlung mit alpha-Teilchen ist bei gleicher Energiedosis wirksamer als eine Bestrahlung mit Elektronen. Ursache ist die unterschiedliche geometrische Verteilung der Ionisation im bestrahlten Material. In der Bahnspur eines alpha-Teilchens haben die Ionisationen kleinere Abstände voneinander. Sie sind dadurch biologisch wirksamer als die eines schnellen Elektrons.

Für Zwecke des Strahlenschutzes wird die Energiedosis mit dem Qualitätsfaktor (RBW-Faktor, relative biologische Wirksamkeit) q multipliziert, um der unterschiedlichen Wirksamkeit der verschiedenen Strahlungsarten Rechnung zu tragen. Das Produkt aus Qualitätsfaktor und Energiedosis heißt Äquivalentdosis H

Die SI-Einheit ist das Sievert (Sv)

Reichweite verschiedener Strahlungsarten in Wasser oder organischem Gewebe

Strahlungseinheiten

Qualitätsfaktor q

Die Werte für Protonen und schwere Ionen hängen von der Teilchenenergie ab; die angegebenen Werte sollen nur die Größenordnung zeigen.

Durchschnittliche Äquivalentdosen

Strahleneffekte nach kurzzeitiger Ganzkörperbestrahlung des Menschen mit gamma-Strahlung

Die biologischen Wirkungen einer Strahlenexposition können in zwei Gruppen eingeteilt werden, die akuten Strahlenwirkungen und die Spätschäden. Der wichtigste Spätschaden ist die Entstehung von Tumoren. Durch Äquivalentdosen im Bereich von etwa 1 bis 2 Sv wird die Wahrscheinlichkeit von Tumorerkrankungen (gegenüber dem Wert ohne Bestrahlung) bereits verdoppelt. Die innere Strahlenexposition in der Tabelle rührt von radioaktiven Kernen, wie ⁴⁰K und Uran, im inneren des Körpers her. Eines der Zerfalls-produkte des Uran  ist das ²²²Rn. Da Radon eine Edelgas ist, diffundiert es durch Materie, ohne mit dieser zu reagieren. Es kann aus dem Boden und aus Baumaterialien entweichen und führt zu einer relativ hohen Strahlenexposition durch Einatmung, insbesondere in geschlossenen Räumen, in denen es sich ansammeln kann. Die größte Quelle künstlicher Strahlenbelastung stellt die zur medizinischen Diagnostik verwendete Röntgenstrahlung dar. Je nach Geräteausführung und Zweck der Untersuchung variieren die Äquivalentdosen sehr stark und können im Einzelfall auch weit über den in der Tabelle angegebenen Wert hinausgehen.