Strahlenexposition in der Luftfahrt

Transkript

1 Strahlenexposition in der Luftfahrt Matthias M. Meier Strahlenbiologie, Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, DLR

2 Potentielle Interessenskonflikte - Mitarbeiter des DLR seit Mitglied der Deutschen Physikalischen Gesellschaft - Berater/Gutachter für Flugbetriebe, Versicherungen, etc. - Sollten in den Abbildungen Produkt- bzw. Gerätenamen auftauchen, so handelt es sich lediglich um die bei uns in der Abteilung verwendeten Produkte bzw. Geräte. Dies soll ausschließlich der Information dienen und keine Werbung darstellen.

3 Anmerkung Radiation can be dangerous. So can ignorance.

4 Terminologie Raumfahrt: Strahlenbelastung Luftfahrt: Strahlenexposition

5 Überblick Einleitung Medizinischer Hintergrund Rechtliche Rahmenbedingungen Das Strahlungsfeld auf Reiseflughöhen Zusammenfassung

6 Überblick Einleitung Medizinischer Hintergrund Rechtliche Rahmenbedingungen Das Strahlungsfeld auf Reiseflughöhen Zusammenfassung

7 Einleitung - Strahlungsfelder im Vergleich 400 km ~ 20 µsv/h 200 > 40 µsv/h (EVA Raumanzug) 10 km 3 km 50 m ~ 4 µsv/h 40 ~ 0.2 µsv/h 2 ~ 0.1 µsv/h 1

8 Überblick Einleitung Medizinischer Hintergrund Rechtliche Rahmenbedingungen Das Strahlungsfeld auf Reiseflughöhen Zusammenfassung

9 Strahlenschutz bei beruflicher Strahlenexposition 1. Anforderungen an Dosisgrenzwerte: Unterhalb der Schwelle deterministischer Effekte Begrenzung des Krebsrisikos auf ein als akzeptabel erachtetes Maß 2. Prinzipien des Strahlenschutzes: Rechtfertigung von Expositionen Dosisbegrenzung (Grenzwerte) Dosisbegrenzung (ALARA-Prinzip)

10 Strahlenschutz bei beruflicher Strahlenexposition Grenzwerte: Kalenderjahr: 20 msv Lebensarbeitszeit: 400 msv Schwangerschaft ab Mitteilung: 1 msv Vergleich: Durchschnittliche Strahlenexposition in Deutschland ist 4.1 msv/a. Der medizinisch bedingte Anteil liegt in Deutschland bei 2 msv/a.

11 Medizinischer Hintergrund - Abschätzung des Krebsrisikos Voraussetzung: Dosis - Effekt - Beziehung Kenntnis aller weiteren Risikoeinflüsse Kenntnis individueller Risikofaktoren Praxis: Modell für eine Dosis - Effekt - Beziehung (LNT-Postulat) Problem: Wenig Daten im Bereich niedriger Dosen und Dosisraten

12 Medizinischer Hintergrund - Abschätzung des Krebsrisikos Abschätzung nach ICRP-60: Risikofaktor pro msv Flugpersonal: Exposition 1-7 msv/a Lebensarbeitszeitdosis: bis ca. 100 msv, Zusatzrisiko entspräche 0.4% Hinweis: Ein erhöhtes Risiko konnte in epidemiologischen Studien bei Flugpersonal bisher nicht beobachtet werden.

13 Überblick Einleitung Medizinischer Hintergrund Rechtliche Rahmenbedingungen Das Strahlungsfeld auf Reiseflughöhen Zusammenfassung

14 Gesetzliche Anforderungen nach 103 StrlSchV Individuelle Dosiserfassung für das betroffene Personal Führung und Archivierung von Dosiskonten (Spezialvorschriften) Dosisüberprüfung auf Grenzwerteinhaltung (ALARA) Dosisdatenübermittlung an das LBA (innerhalb Halbjahresfrist) Strahlenschutzunterrichtung des betroffenen Personals Mitteilungspflicht bei Überschreitung des Jahresdosislimits Medizinische Untersuchung bei mehr als 6 msv im Kalenderjahr Dosisermittlung für Flugeinsätze seit dem Neuregelung ab 2018

15 Berufliche Strahlenexpositionen in Deutschland im Jahr 2016 (Quelle: BfS)

16 Überblick Einleitung Medizinischer Hintergrund Rechtliche Rahmenbedingungen Das Strahlungsfeld auf Reiseflughöhen Zusammenfassung

17 Komponenten des Strahlungsfeldes auf Reiseflughöhen Galaktische kosmische Strahlung Solare Teilchenereignisse Terrestrische Gammastrahlen-Blitze Transport von radioaktivem Material Kontamination durch radioaktives Material (z.b. Fukushima)

18 Natürliche Schutzmechanismen Erdmagnetfeld: Cutoff rigidities von 400 MV bis 17 GV (Breitengradeffekt) Atmosphäre: Absorption (Höheneffekt) Sonnenwind: Reduktion der Intensität der galaktischen kosmischen Strahlung durch das interplanetare Magnetfeld

19 Strahlungsfeld auf Reiseflughöhen (galaktische Komponente) Geomagnetische Abschirmung: Atmosphärische Abschirmung:

20 Weltraumwetter - zeitliche Variation - Sonnenzyklus Sonnenfleckenzahl NM Zählrate [cts/min] Jahr

21 Weltraumwetter - zeitliche Variation - Sonnenzyklus (Abschätzung mit PANDOCA) Dosisrate auf FL400, R c = 0 GV: Vorhersage basiert auf:

22 Überblick Einleitung Medizinischer Hintergrund Rechtliche Rahmenbedingungen Das Strahlungsfeld auf Reiseflughöhen Zusammenfassung

23 Zusammenfassung In der EU werden Flugzeugbesatzungen rechtlich als Strahlenarbeiter behandelt. Dosisraten auf Reiseflughöhen hängen von der Flughöhe, der geomagnetischen Breite und dem Sonnenzyklus ab und variieren von ca. 1 bis 10 μsv/h (GCR). Die jährliche berufliche Strahlenexposition von Flugzeugbesatzungen beträgt ungefähr 1-7 msv aufgrund der galaktischen kosmischen Strahlung. Es gibt bisher keine gesicherten wissenschaftlichen Erkenntnisse über gesundheitsschädliche Effekte aufgrund der Strahlenexposition auf Reiseflughöhen. Wir dürfen nie vergessen: Strahlung kann töten, aber

24 Fragen, etc. Paracelsus (1538): Dosis sola facit venenum