Eingewirkt hat hier eine sehr geringe Energiezufuhr. Sie kann die bestrahlte Masse nur um etwa ein Viertel eines Tausendstel Grads erwärmen (zur Erinnerung: Etwa 4,2 Joule entsprechen einer Kalorie). Bei jeder morgendlichen Zubereitung einer Tasse heißer Milch wird ungleich mehr Energie einer Masse zugeführt. Strahlenbiologisch handelt es sich aber um eine relative hohe Dosis, die bei einer akuten Ganzkörperbestrahlung schon Zeichen einer Strahlenkrankheit auslösen kann, wie Übelkeit, Erbrechen und Müdigkeit. Eine weitere Dosiserhöhung kann bereits Todesfälle durch Versagen der Blutbildung nach sich ziehen.

Der gemessen an der geringen Energiezufuhr geradezu dramatische strahlenbiologische Effekt der ionisierenden Strahlung rechtfertigt es auch, der Dosiseinheit bei dieser Form der Energiezufuhr einen speziellen Namen (Sievert) zu geben.

Das Ergebnis der Gegenüberstellung entspricht bei dieser Dosis den Erwartungen: In einem Volumen, das um das 10¹²fache kleiner ist, wird im gleichen Strahlenfeld auch eine proportional kleinere Energie deponiert.

Auch wenn bei der folgenden Gegenüberstellung eine um das Tausendfach geringere Dosis (1 mSv) einwirkt - sie entspricht etwa der Jahresdosis der natürlichen Strahlenbelastung ohne das Radon - ändert sich diese Proportionalität nicht.

Bei einer weiteren Reduzierung der Dosis um das Zehnfache stoßen wir bei diesem Beispiel an die Grenzen der Proportionalität: Während in der Makrodosimetrie die in der Masse von einem Kilogramm deponierte Energie auf ein Zehntel zurückgeht, ändert sich die Energiedeposition im mikrodosimetrischen Bereich einer Zelle nicht!

Konsequenzen für die Zelle

Natürlich sind hier nicht die Gesetze der Naturwissenschaften außer Kraft gesetzt. Es macht sich bemerkbar, dass die Strahlenenergie nicht als kontinuierlicher Strom übertragen wird, sondern in Quanten, kleinen Energieportionen. Bei makrodosimetrisch sehr niedrigen Dosen macht sich auf der Ebene der Zelle die Quantelung der Energieübertragung bemerkbar, es wird nicht mehr jede Zelle getroffen. Nicht die pro Treffer übertragene Energie nimmt dann bei einer weiteren Verringerung der Dosis ab, sondern die Häufigkeit von Treffern im Gewebe und die Anzahl der getroffenen Zellen. Bei niedrigen Dosen stehen getroffenen Zellen solche gegenüber, in denen keine Strahlenenergie eingewirkt hat. Je höher die beim Treffer übertragene spezifische Energie ist, umso inhomogener ist die Energieverteilung bei niedrigen Strahlendosen in makrodosimetrischer Hinsicht. Bei Betrachung der getroffenen Zelle gibt es keine niedrige Dosis.

Die übertragene spezifische Energie und damit der in der Zelle angerichtete Schaden hängen von der Strahlenart und ihrer Energie ab. In den beiden folgenden Animationen wird das am Beispiel der Einwirkung einer locker- und einer dichtionisierenden Strahlung gegenübergestellt.

Als Beispiel für eine lockerionisierende Strahlung tritt von links ein Strahlenquant einer Röntgenstrahlung in das Bild. Er überträgt bei einem zufälligen Treffer einen Teil seiner Energie (mit einem Comptoneffekt, Streuung) auf ein Elektron. Dieses Elektron trifft bei einer seiner Wechselwirkungen auf ein DNS-Molekül und erzeugt dort einen Einzelstrangschaden, bei dem auch ein angrenzendes Nukleotid betroffen ist.

Als Beispiel für eine lockerionisierende Strahlung hat ein Elektron bei einer seiner Wechselwirkungen ein DNS-Molekül getroffen und dort einen Einzelstrangschaden erzeugt, bei dem auch ein angrenzendes Nukleotid betroffen ist.