Unterweisung im Strahlenschutz

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1 Unterweisung im Strahlenschutz nach 36 RöV und 38 StrSchV Grundlagen am St. Elisabeth-Hospital Bochum Verpflichtend für alle Personen, die in Strahlenschutzbereichen tätig sind 1

2 Unterscheidung der Strahlungsarten in: Ionisierende Strahlung: dazu gehören Röntgenstrahlung Kernstrahlung: α-, β-, γ-strahlung kosmische Strahlung Strahlung aus Beschleunigern ionisieren Materie Nichtionisierende Strahlung: dazu gehören UV- und IR-Strahlen Mikrowellen Radiowellen elektrische und magnetische Wechselfelder statische elektrische und magnetische Felder ionisieren Materie nicht Funktionsprinzip der Röntgenröhre und Erzeugung von Röntgenstrahlung Glühkathode Drehanode Röhrenstrom I e - + Strahlenaustrittsfenster mit Filter Heizkreis für die Glühkathode Der Heizkreis regelt den Röhrenstrom und damit die Strahlenmenge, sprich Dosisleistung. Beschleunigungsspannung U je nach Anwendung 30 kv bis 150 kv Die Beschleunigungsspannung regelt die Strahlenqualität: hart weich. 2

3 Einfluss von Röhrenspannung, Röhrenstrom und Filterung auf die Strahlungsqualität der Röntgenröhre Röhrenspannung: Die Röhrenspannung beeinflusst die Energie Härte der Röntgenstrahlung. Je höher die Beschleunigungsspannung, umso durchdringender ist die Strahlung. Die Strahlenexposition des Patienten ist bei harter Strahlung geringer. Röhrenstrom: Der Röhrenstrom oder das Röhrenstrom-Zeit-Produkt mas beeinflusst die Menge der abgegebenen Strahlung, sprich: Dosisleistung bzw. Gesamtdosis. Je höher der Röhrenstrom, umso größer die Dosisleistung der Röhre. Filterung: Die Filterung dient zur Schwächung des weichen Strahlenanteils der Röntgenröhre (Aufhärtung). Dies dient u.a. zur Herabsetzung der Strahlendosis an der Haut des Patienten an der Strahleneintrittseite. Schwächung und Abschirmung der Röntgenstrahlung Röntgenstrahlung wird beim Durchgang durch Materie geschwächt! Dabei wird aber nicht die Energie gemindert, sondern die Anzahl der Strahlungsquanten. Die Schwächung ist umso stärker, je höher die Dichte und die Ordnungszahl des Absorbers ist. Blei ist ein besonders guter Absorber. gleiche Energie Energie der Strahlung 20 kev 50 kev 100 kev Schichtdicken zur Schwächung von Röntgenstrahlung auf die Hälfte Schwächendes Material Wasser 8 mm 20 mm 40 mm Beton 0,1 mm 2 mm 7 mm Blei 0,005 mm 0,02 mm 0,1 mm Absorber 3

4 Dosisbegriffe im Strahlenschutz Dosisbegriffe biologisch bewertete Dosis physikalische Dosisbegriffe Dosisbegriffe im Strahlenschutz Energiedosis D [D] = J/kg; 1 J/kg = 1 Gy effektive Dosis E [E] = Sievert = Sv Warum benötigt man spezielle Dosisbegriffe im Strahlenschutz? Energiedosis D Milieufaktoren Strahlenart Strahlenwirkung wird beeinflusst von Gewebeart zeitliche Dosisverteilung räumliche Dosisverteilung 4

5 Die effektive Dosis ist die bestimmende Dosisgröße im Strahlenschutz. Die effektive Dosis ist die für die Abschätzung des Strahlenrisikos von Personen relevante Größe im Strahlenschutz. Sie ist die Summe der mit den Gewebewichtungsfaktoren w T multiplizierten Organäquivalentdosen H T. Als Formel: E = W T H [E] = Sv T T Die Gewebewichtungsfaktoren hängen von der Strahlenempfindlichkeit des jeweiligen Organs oder Gewebes ab. Der höchstzulässige Grenzwert für die effektive Dosis beträgt 20 msv/a. Dosisgrenzwerte bei beruflicher Strahlenexposition! effektive Dosis: 20 msv/a 31a RöV Keimdrüsen, Gebärmutter, rotes Knochenmark: jeweils 50 msv/a Augenlinse: 150 msv/a Haut, Hände, Unterarme, Extremitäten: jeweils 500 msv/a Schilddrüse, Knochenoberfläche: jeweils 300 msv/a für restliche Organe: jeweils 150 msv/a 5

6 Die drei A s des Strahlenschutzes Abstand halten Abschirmung verwenden Aufenthaltszeit begrenzen Dosisbegriffe: Ionendosis J C/kg (alt: Röntgen [R]) Menge an ionisierender Strahlung, die beim Durchgang durch ein Kilogramm Luft (bei Temp=0 C, p=1013 hpa) eine Ladung von 1 Coulomb erzeugt Messung mit Stabdosimeter, Ionisationskammer, Zählrohr 1 C/kg entspricht etwa 35 J/kg (Energiedosis) Umrechnung: 1 R = 2,58 x 10-4 C/kg (entspricht bei trockener Luft etwa 0,01 Gy) 1 C/kg = 3876 R 6

7 Dosisbegriffe: Energiedosis J/kg = Gy (alt: Rad [rd] radiation absorbed dose) Energiemenge, die ein Stoff pro Masse bei Wechselwirkung mit ionisierenden Strahlen absorbiert Umrechnung: 1 rd = 0,01 Gy 1 Gy = 100 rd Rad wurde bis 1977 verwendet (im medizin. Bereich bis Ende 1985), seit keine offizielle Einheit Dosisbegriffe: Äquivalentdosis / Organdosis (nach Strahlenart unterschiedlich bewertete Energiedosis) Sv (zur Unterscheidung zum Gy, da eigentlich auch J/kg) (alt: Rem radiation equivalent man) Maß für die Strahlenbelastung absorbierte Energie x Qualitätsfaktor Q Umrechnung: 1 Rem = 0,01 Sv = 10 msv 1 Sv = 100 Rem 7

8 Dosisbegriffe: Strahlen-Wichtungsfaktoren Photonen, alle Energien Art und Energiebereich Elektronen und Myonen, alle Energien Strahlungs- Wichtungsfaktor W R 1 1 Neutronen, Energie < 10 kev 10 kev bis 100 kev > 100 kev bis 2 MeV > 2 MeV bis 20 MeV > 20 MeV Protonen, außer Rückstoßprotonen, Energie > 2 MeV Alphateilchen, Spaltfragmente, schwere Kerne 5 20 Dosisbegriffe: Effektive (Äquivalent)Dosis Sv Berücksichtigt im Vergleich mit der Äquivalentdosis zusätzlich die unterschiedliche Empfindlichkeit der Organe des menschlichen Organismus gegenüber Strahlung. Eff. Dosis D eff = Organdosis H T x Gewebe-Wichtungsfaktor W T 8

9 Gewebe-Wichtungsfaktoren Organe und Gewebe Keimdrüsen Knochenmark (rot) Dickdarm Lunge Magen Blase Brust Leber Speiseröhre Schilddrüse Haut Knochenoberfläche übrige Organe und Gewebe Gewebe-Wichtungsfaktor w T 0,20 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,05 Beruflich strahlenüberwachte Personen 9

10 Jahreskollektivdosen Verteilung der Jahrespersonendosen 10

11 Mittlere Jahrespersonendosis beruflich strahlenexp. Personen in Deutschland im Jahr 2007 in bestimmten Tätigkeitsbereichen Dosimetrie Gleitschatten- Filmdosimeter Photonen- Ringdosimeter 11

12 Dosimetrie Stabdosimeter Dosimetrie Elektronisches Personen- Dosimeter 12

13 Geschichte der Röntgendiagnostik Kuriose Röntgendiagnostik 13

14 Pioniere der Röntgendiagnostik Gustav Kaiser Wilhelm Conrad Röntgen Erste Röntgenaufnahme Historische Aufnahmen 23. Januar Februar

15 Die ersten medizinisch Indizierten Röntgenuntersuchungen 28. Dezember 1895 Zeittafel der Entwicklung der Radiologischen Diagnostik 1895 W. C. Röntgen stellt das erste Röntgenbild vor Röntgendichte Kontrastmittel werden angewendet W.C. Röntgen erhält den Nobelpreis für Physik Die erste Myelographie wird durchgeführt Die erste Angiographie am lebenden Menschen findet statt Die erste Pyelographie wird durchgeführt Ultraschall wird erstmals medizinisch eingesetzt Charles T. Dotter entwickelt die operative Angioplastie Godfrey Hounsfield wendet die Computer-Tomographie klinisch an Andreas Roland Grüntzig stellt die Perkutane transluminale Katheter- Angioplastie (PTCA) vor Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) wird angewendet Peter Mansfield führt die Magnetresonanz-Tomographie am Menschen durch Die Digitale Durchleuchtung wird vorgestellt Einführung der Spiral-CT Entwicklung der Mehrzeilen-Spiral-CT Die Virtuelle Endoskopie mittels CT und MRT wird vorgestellt. 15

16 Röntgen s 1. Gerät Moderne Geräte CT MRT 16

17 Beispiele künstlicher / zivilisatorischer Strahlenbelastungen Fernsehen 0,003 msv/ a das Bett mit einem Partner teilen 0,0005 msv/ a weniger als 10 km von einem Kernkraftwerk oder Kohlekraftwerk entfernt leben 0,001 msv/ a 17

18 Strahlenbelastungen beim Fliegen Abflug Frankfurt Frankfurt Frankfurt Frankfurt Frankfurt Frankfurt Frankfurt Ankunft Gran Canaria Johannesburg New York Rio de Janeiro Rom San Francisco Singapur Dosisbereich* [µsv] Zonen unterschiedlicher Höhenstrahlung 18

19 Effektive Dosis häufiger Röntgenuntersuchungen Zahnaufnahme < 0,01 Knochendichtemessungen < 0,01-0,3 Brustkorbaufnahme (Thorax) 0,02-0,08 Extremitäten (Gliedmaßen) < 0,01-0,1 Schädelaufnahme 0,03-0,1 Hüfte 0,07-0,4 Mammografie (Brustuntersuchung) 0,2-0,6 Beckenübersicht 0,5-1,0 Wirbelsäule 0,1-1,8 Bauchraum (Abdomen) 0,6-1,1 Magen 6-12 Darm Effektive Dosis häufiger Röntgenuntersuchungen Galle 1-8 Harntrakt 2-5 Bein-Becken-Phlebographie 0,5-2 Arteriographie und Interventionen Computertomografie (CT) CT Schädel 2-4 CT Wirbelsäule 2-11 CT Brustkorb (Thorax) 6-10 CT Bauchraum (Abdomen)

20 Röntgen-, CT und MRT-Untersuchungen pro Jahr Effektive Dosis pro Einwohner 20

21 Untersuchungen in Deutschland 2005 Untersuchungen in Deutschland

22 Untersuchungen in Deutschland 2003 Untersuchungen in Deutschland 1996 und

23 Es sollte NICHT geröngt werden: als sogenannte Routine-Untersuchungen bevor nicht alle anderen bisher erhobenen Befunde kritisch bewertet worden sind und feststeht, dass nur die Röntgendiagnostik die noch fehlende Information liefern kann ausschließlich als Beweismittel aus haftungsrechtlichen oder versicherungsrechtlichen Gründen. Wird die Indikation in dieser Weise eingeschränkt, so bringt die Röntgendiagnostik ihren höchsten Nutzen. 23

24 Schuhkauf bei Kindern Schuhkauf bei Kindern 24

25 Atombomben Trinity Hiroshima Little Boy 25

26 Nagasaki Fat Man Wasserstoffbomben Ivy Mike 26

27 Orte bisher durchgeführter Kernwaffenexplosionen Eniwetok-Atoll 27

28 Eniwetok-Atoll Eniwetok-Atoll 28

29 Tschernobyl Sarkophag in Tschernobyl 29

30 Neuer Sarkophag in Tschernobyl Die wahre Geschichte??? 30