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Der '''aerodynamische Durchmesser''' ist eine abstrakte Hilfsgröße<ref>[[Sheldon Kay Friedlander]]: ''Smoke, Dust, and Haze - Fundamentals of Aerosol Dynamics''. John Wiley & Sons, New York 1977, ISBN 0-471-01468-0, S. 164.</ref> zur Beschreibung des Verhaltens eines gasgetragenen Partikels in der [[Partikelmesstechnik]].

== Definition ==
Der aerodynamische Durchmesser ist definiert als der [[Durchmesser]] eines [[kugel]]förmigen Partikels mit der [[Dichte]] 1 g/cm3, der dieselbe Sinkgeschwindigkeit aufweist wie das zu betrachtende Partikel.<ref name="ISO7708">DIN ISO 7708:1996-01 Luftbeschaffenheit - Festlegung von Partikelgrößenverteilungen für die gesundheitsbezogene Schwebstaubprobenahme (ISO 7708:1995). Beuth Verlag, Berlin, S. 3.</ref><ref name="VDI3867-1">VDI 3867 Blatt 1:2009-09 Messen von Partikeln in der Außenluft - Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und Anzahlgrößenverteilung von Aerosolen - Grundlagen (Measurement of particulate matter in ambient air - Determination of the particle number concentration and number size distribution of aerosols - Fundamentals). Beuth Verlag, Berlin. S. 3.</ref><ref name="Vincent">James H. Vincent: ''Aerosol Sampling - Science, Standards, Instrumentation and Applications''. John Wiley & Sons, Chichester 2007, ISBN 978-0-470-02725-7, S. 27.</ref> In der [[Standard]]isierung wird häufig noch erwähnt, dass die Sinkgeschwindigkeit des zu betrachtenden Partikels auf ruhende Luft zu beziehen ist.<ref name="ISO7708"/><ref name="VDI3867-1"/>

Mithilfe des aerodynamischen Durchmessers wird nicht nur die [[geometrisch]]e Größe des Partikels berücksichtigt, sondern auch seine Dichte und Form,<ref>James H. Vincent: ''Aerosol Sampling - Science, Standards, Instrumentation and Applications''. S. 4.</ref> da nur bei der [[Kondensation]] aus der [[Gasphase]] von sphärischen Partikeln ausgegangen werden kann.<ref>Sheldon Kay Friedlander: ''Smoke, Dust, and Haze - Fundamentals of Aerosol Dynamics''. S. 6.</ref>

Für Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser kleiner als 0,5 [[µm]] empfiehlt die Norm [[DIN-Norm|DIN]] ISO 7708:1996-01 die Verwendung des Partikel[[diffusion]]s<nowiki></nowiki>durchmessers, der den Durchmesser einer Kugel beschreibt, die den gleichen [[Diffusionskoeffizient]]en aufweist wie das betrachtete Partikel.<ref name="ISO7708"/> Diese Einschränkung muss vorgenommen werden, da das [[Gesetz von Stokes]] von der Modellvorstellung ausgeht, dass die [[Relativgeschwindigkeit]] eines [[Fluid]]s am Rand eines Partikels gleich Null ist. Diese Annahme gilt jedoch nicht für Partikel, die nicht wesentlich größer als die [[mittlere freie Weglänge]] des sie umgebenden Gases sind.<ref name="ISO23210">DIN EN ISO 23210:2009-12 Emissionen aus stationären Quellen - Ermittlung der Massenkonzentration von PM10/PM2,5 im Abgas - Messung bei niedrigen Konzentrationen mit Impaktoren (ISO 23210:2009); Deutsche Fassung EN ISO 23210:2009. Beuth Verlag, Berlin. S. 6.</ref><ref>William C. Hinds: ''Aerosol Technology''. John Wiley & Sons, New York 1982, ISBN 0-471-08726-2, S. 43.</ref>

== Bedeutung ==
=== Arbeits- und Umweltschutz ===
Der aerodynamische Durchmesser wird u. a. bei den [[Konvention]]en über [[einatembare Fraktion|einatembare]], [[thorakale Fraktion|thorakale]] und [[alveolengängige Fraktion]] angewendet.<ref name="ISO7708"/> Ebenso werden die [[Feinstaub]][[korngröße]]n<nowiki></nowiki>klassen für PM10 bzw. PM2.5 über den aerodynamischen Durchmesser definiert.<ref name="ISO23210"/>

[[Messtechnisch]] werden aerodynamische Durchmesser über Flugzeit[[spektrometer]]<ref>VDI 3867 Blatt 5:2013-11 Messen von Partikeln in der Außenluft - Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und Anzahlgrößenverteilung von Aerosolen - Flugzeitspektrometer (Measurement of particles in ambient air - Determination of the particle number concentration and particle size distribution of aerosols - Time-of-flight spectrometer). Beuth Verlag, Berlin. S. {{Webarchiv|url=http://www.vdi.de/uploads/tx_vdirili/pdf/2058662.pdf |wayback=20150418171955 |text=3 }}.</ref> oder [[Elektrischer Niederdruckimpaktor|elektrische Niederdruckimpaktoren]] (ELPI)<ref>VDI 3867 Blatt 6:2012-12 Messen von Partikeln in der Außenluft - Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration und Anzahlgrößenverteilung von Aerosolen - Elektrischer Niederdruckimpaktor (ELPI) (Measurement of particles in ambient air - Determination of the particle number concentration and number size distribution of aerosols - Electrical Low Pressure Impactor (ELPI)). Beuth Verlag, Berlin. S. 3.</ref> erfasst.

=== Pharmazie ===
Medizinisch ist der aerodynamische Durchmesser von Partikeln bedeutsam für die [[Inhalator|inhalative]] Therapie, da nur deren optimale Größe das Verbleiben am gewünschten Wirkort sicherstellt (siehe unten). Zur Vermessung von Inhalaten können unterschiedliche [[Impaktor]]en eingesetzt werden,<ref>European Pharmacopoeia 9.0, Volume I, Kapitel 2.9.18 «Preparations for inhalation: Aerodynamic assessment of fine particles». EDQM Council of Europe.</ref> neben dem [[Impaktor#Andersen-Impaktor|Andersen-Kaskadenimpaktor]] wird heutzutage bevorzugt der [[Impaktor#Next Generation Impactor|Next-Generation-Impactor]] (NGI) verwendet.

== MMAD ==
[[Parameterdarstellung|Parametrisiert]] werden Größenverteilungen des aerodynamischen Durchmessers häufig über den '''Mass Median Aerodynamic Diameter''' (MMAD), also den [[median]]en massenbezogenen aerodynamischen Durchmesser. Der MMAD ist somit derjenige Durchmesser, bei dem Partikel kleiner bzw. größer als dieser Wert jeweils 50 % der Gesamtmasse beitragen und damit ein Maß für die durchschnittliche Größe eines Partikels.

Für die inhalative Therapie spielt der MMAD eine große Rolle. Während Partikel mit einem MMAD von 10 μm aufgrund ihrer [[Trägheit]] schon am [[Rachen]] abgeschieden (impaktieren) werden, sind Partikel zwischen 0,1 μm und 1,0 μm zu leicht und werden wieder ausgeatmet aufgrund von Diffusionsprozessen durch die [[Brown’sche Molekularbewegung]]. Partikelgrößen zwischen 1 und 5 μm [[Sedimentation|sedimentieren]]/lagern sich in der [[Lunge]] (respiratorisches System) ab.<ref>{{Literatur |Autor=Gerhard Scheuch, Martin J. Kohlhaeufl, Peter Brand, Rüdiger Siekmeier |Titel=Clinical perspectives on pulmonary systemic and macromolecular delivery |Sammelwerk=Advanced Drug Delivery Reviews |Reihe=Challenges and Innovations in Effective Pulmonary Systemic and Macromolecular Drug Delivery |Band=58 |Nummer=9–10 |Datum=2006-10-31 |Seiten=996–1008 |Online=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0169409X0600144X |DOI=10.1016/j.addr.2006.07.009 |Abruf=2016-12-22}}</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Aerodynamik]]
[[Kategorie:Partikelmesstechnik]]
[[Kategorie:Staubtechnik]]

[[en:Aerosol#Aerodynamic diameter]]

Aerodynamischer Durchmesser - Versionsgeschichte

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