Aktuelles zur Radioaktivität

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1 Aktuelles zur

2 (lat. radius, Strahl) ist die spontane Umwandlung (Zerfall) von Atomkernen. Dabei ändert sich Masse, Kernladung und oder die Energie unter Aussendung einer Strahlung. Radioaktive (instabile) Atomkerne heißen Radionuklide. Die wichtigsten Zerfallsarten sind Alpha-Zerfall Beta-Zerfall Gamma-Zerfall Beispiele weiterer Zerfallsarten, die seltener vorkommen Protonenemission / Neutronenemmission / Spontane Spaltung / Clusterzerfall / Elektroneneinfang

3 Häufige Grundbegriffe Begriff Definition Einheit Aktivität Anzahl der Atomkerne, die in einer Sekunde zerfallen Aktivitätskonzentration Aktivität pro Masse oder Volumen Strahlendosis Größe für die Aufnahme ionisierender Strahlung in Materie Gray (J/kg) Äquivalentdosis Maß für die Wirkung einer ionisierenden Strahlung Sievert (Sv) auf den Körper Halbwertzeit Zeit, nach der die Hälfte einer Menge eines Radionuklids zerfallen ist

4 Die wichtigsten Strahlungsarten der Alpha-Zerfall Kern sendet einen Heliumkern aus Alphastrahlung Beta-Zerfall Kern sendet Elektron/Positron aus Beta(-)strahlung Beta(+)strahlung Gamma-Zerfall Kern sendet ein Gammaquant aus (Photon) Gammastrahlung

5 Eigenschaften ionisierender Strahlungen Alphastrahlung ausgesandtes Teilchen Heliumkern Geschwindigkeit [km/s] bis Reichweite in Luft/Haut [bei Energie von 1MeV] 0,3cm / 4µm Abschirmung Blatt Papier Betastrahlung Elektron Positron 0 bis ~ ~3m / 4,75mm Plexiglas ~3mm Gammastrahlung Photon ~ Blei ~20cm Beton ~1m

6 Radionuklid Herkunft Exposition durch Kalium-40 natürlich (0,012% in Kalium) Nahrung 1,3 Milliarden Jahre Beta C-14 natürlich, kosmogen Nahrung 5730 Jahre Beta Radon-222 natürlich, Boden Luft 3,8 Tage Alpha Uran-238 natürlich, Boden (Berührung) 4,5 Milliarden Jahre Iod-131 Halbwertszeit Plutonium- 239 Caesium-137 Strontium-90 künstlich, Kernkraftanlagen künstlich, KKA, Kernwaffen künstlich, KKA, Kernwaffen künstlich, KKA, Kernwaffen Freisetzung (Fukushima,Tchernobyl) Freisetzung (Fukushima,Tchernobyl) Freisetzung (Fukushima,Tchernobyl) Freisetzung (Fukushima,Tchernobyl) Zerfall Alpha 8 Tage Beta Jahre Alpha 30 Jahre Beta 29 Jahren Beta

7 Wichtige Kennzahlen der 1. Anzahl der Zerfälle pro Sekunde Die Mess-Einheit heißt Becquerel (Bq) [1/s]. 2. Übertragene Energie Die Mess-Einheit heißt Gray [J/kg]. 3. Äquivalentdosis Die Äquivalentdosis ist ein Maß für die Schädlichkeit der Strahlung auf den Körper. Die Einheit ist Sievert [Sv=J/kg]. Sie ist das Produkt aus der übertragenen Energie und einem "Wichtungs-"Faktor (Qualitätsfaktor). Zur Ermittlung der Strahlenbelastung wird die Äquivalentdosis auf die Zeit bezogen (z.b. msv/h).

8 Ionisationskammer Geiger-Müller-Zählrohr Luft + - Anode Kathode Edelgas - Kathode + Anode R Gammaspektroskopie Halbleiterdetektor (Diode) R Interface Elektronik - +

9 Künstliche Medizin Kerntechnik u. AKW-Unfälle Kernwaffen Rauchen Kohlekraftwerke Berufliche Strahlenexposition Fernseher Flugverkehr Natürliche Kosmische Strahlung Nahrung Radon Innere Strahlung Bodenstrahlung

10 Die Wirkung ist abhängig von: 1. Art der Strahlung 2. Energie der Strahlung 3. Welches Körperteil getroffen wird 4. Reparaturfähigkeit des Körpers 5. Welche Gesamtmenge aufgenommen wird Mögliche Folgen sind: z.b. Krebs/Immunschwäche/Erbgutschäden/Tod

11 Künstliche Natürliche 0,7 msv/a + 2,5mSv/a = 3,2 msv/a

12 Künstliche Natürliche 0,7 msv/jahr + 2,5mSv/Jahr Grenzwerte: = 3,2 msv/jahr Die Empfehlung der Internationalen Strahlenschutzkommission von 1991 liegt bei einer Strahlenaussetzung von 0,4 Sievert über die Lebenszeit 5mSv/Jahr

13 Strahlenbelastungen lassen sich zum Teil reduzieren Medizin Kerntechnik u. AKW-Unfälle Kernwaffen Rauchen Kohlekraftwerke Berufliche Strahlenexposition Röhrenfernseher Flugverkehr Kosmische Strahlung Nahrung Radon Innere Strahlung Bodenstrahlung

14 Strahlenbelastungen lassen sich zum Teil reduzieren Medizin Eine Lungenuntersuchung (2E) entspricht 0,2mSv = Flug Paris-Tokio = mittlere Bodenstrahlung pro Jahr = 2 Monate Aufenthalt auf der Zugspitze = 1 Tag Aufenthalt im Weltall Nahrung Radon Rauchen Fernsehen Fliegen Möglichkeiten zur Reduzierung: Unnötige Röntgen- und CT-Untersuchungen vermeiden Reduzierung der Strahlenbelastung: 0,2-1,5mSv/a

15 Strahlenbelastungen lassen sich zum Teil reduzieren Medizin Nahrung Radon Rauchen Fernsehen Fliegen Möglichkeiten zur Reduzierung: Waldpilze, Wild, Nahrung aus belasteten Regionen meiden Reduzierung der Strahlenbelastung: 0,1-0,3 msv/a

16 Strahlenbelastungen lassen sich zum Teil reduzieren Medizin Möglichkeit zur Reduzierung: Bodenplatte/Fugen abdichten Staub vermeiden Tägliches Stoßlüften/Querlüften Unterdruck vermeiden Schlafräume möglichst oben Langes Duschen vermeiden Nahrung Radon Rauchen Fernsehen Fliegen Reduzierung der Strahlenbelastung: 0,1-0,8 msv/a

17 Strahlenbelastungen lassen sich zum Teil reduzieren Medizin Möglichkeit zur Reduzierung: Rauchen aufgeben/reduzieren Passivrauchen vermeiden Nahrung Radon Rauchen Fernsehen Fliegen Reduzierung der Strahlenbelastung: 30 Zigaretten / Tag: 80 msv / Jahr

18 Strahlenbelastungen lassen sich zum Teil reduzieren Medizin Möglichkeit zur Reduzierung: LCD und LED Technik verwenden Nahrung Radon Rauchen Fernsehen Fliegen Reduzierung der Strahlenbelastung: 0,01 msv / Jahr

19 Strahlenbelastungen lassen sich zum Teil reduzieren Effektive Dosis (µsv/h) Höhe [km] Medizin Nahrung Radon Rauchen Fernsehen Fliegen Möglichkeit zur Reduzierung: unnötige Flüge meiden Reduzierung der Strahlenbelastung: 0,1 msv / Jahr

20 Mögliche Reduktion Medizin >1,5 msv/a Nahrung 0,3 msv/a Radon 0,8 msv/a Rauchen >>10 msv /a Fernsehen 0,01 msv/a Fliegen >0,1 msv /a >12,7 msv/a

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