7.11 Grundregeln des Strahlenschutzes

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1 Röntgen- und Atomphysik Dieser Dosisgrenzwert von 1.5 msv gilt z.b. für die Bevölkerung im Umkreis von kerntechnischen Anlagen. Er ist in der EU 1999 auf 1 msv gesenkt worden Grundregeln des Strahlenschutzes 1. Jede Einwirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper ist als schädlich zu betrachten; auch unterhalb festgelegter Dosisgrenzen ist die Belastung so gering wie möglich zu halten. 2. Schutz und Präventivmaßnahmen zur Verhinderung von Strahlenschäden beim medizinischen Einsatz ionisierender Strahlung liegen in der ungeteilten Verantwortung des dafür qualifizierten Arztes. 3. Auf den menschlichen Körper dürfen ionisierende Strahlen nach Maßgabe des jeweiligen Standes der medizinisch-wissenschaftlichen Erkenntnisse ausschließlich für medizinische Zwecke angewendet werden. 4. Der Umgang mit radioaktiven Stoffen und mit Geräten zur Erzeugung ionisierender Strahlen unterliegt strengen und verbindlichen gesetzlichen Regelungen (Strahlenschutzgesetz); die Gefahr durch ionisierende Strahlung ist durch Symbole anzuzeigen (vgl. Strahlungssymbol, Abb 7.1). Für den praktischen Strahlenschutz sind neben der wo immer möglichen Reduktion der Strahlenintensität folgende Maßnahmen entscheidend. Abstand Die Dosisleistung fällt mit wachsendem Abstand zwischen strahlenexponierter Person und punktförmiger Quelle mit 1/r 2 ab (Abstandsquadratgesetz). Für den handlichen Umgang mit Radionukliden erlaubt Distanzwerkzeug die Erhöhung des Abstandes. Abschirmung Die exponentiell abfallende Dosis in Abhängigkeit von Schichtdicke und dem Schwächungskoeffizienten einer zwischen Strahlenquelle und exponierter Person eingebrachten Materie ist eine zusätzliche Schutzmaßnahme. Materien höherer Ordnungszahlen (Blei) sind bei niedrigen Quantenenergien hoch wirksam (Abb. 7.59), bei höheren Energien ist Beton jedenfalls wesentlich billiger. Photonenstrahlung wird nur partiell abgeschirmt, Alpha- und Betastrahlung kann je nach Reichweite vollständig absorbiert werden. Doch kann hinter einer Beta-Abschirmung weitreichende und nicht vollständig abzuschirmende Bremsstrahlung auftreten.

2 7.11 Grundregeln des Strahlenschutzes 545 Schutzschirme, Schutzkleidung (Schürzen, Handschuhe, Brillen) sind bei Röntgen-Untersuchungen zu tragen, der Gonadenschutz für den Patienten ist Pflicht (der Bleigleichwert muß mindestens 0.25 mm betragen). Welchen großen Schutz Bleigummischichten verschiedener Dicke bewirken können, zeigt Abbildung 7.60 für 60- und 100-kV-Rö-Strahlung zur Diagnose. Ein versehentlicher Griff in den Direktstrahl ergibt eine etwa 100mal größere Belastung als im umgebenden Streustrahlmantel (Handschuhe mit nur 0.25 Bleigleichwert können deshalb nur im Streustrahlungsbereich schützen). Expositionszeit Die Expositionszeit ist so kurz wie möglich zu halten. Die Dosis ist umso größer, je länger die Belichtungszeit ist (mas-produkt), halbe Belich- Abb Die erforderlichen Dicken in Zentimetern verschiedener Stoffe, die benötigt werden, um die Intensität von Röntgen-Strahlen verschiedener Quantenenergien (MeV) auf ein Zehntel zu vermindern.

3 Röntgen- und Atomphysik Tab Die Radiotoxizitätsklassen für offene Radionuklide (1 = sehr hohe, 4 = niedrige Radiotoxizität) Radiotoxizität 1 Pb-210, Ra-226, Th-227, U Ca-45, Cs-137, Co-60, Sr-90, J Na-24, P-32, K-42, S-35, Au-198, C-14 4 H-3, Tc-99m, Cs-135, O-15 tungszeit gibt halbe Dosis. Gleiches gilt für die Aufenthaltsdauer in der Nähe von ständig strahlenden Quellen. Inkorporationen und Kontaminationen Inkorporationen und Kontaminationen sind zu vermeiden. Für den Umgang mit offenen Radionukliden gelten eine Reihe von strengen technischen bzw. arbeitstechnischen Auflagen, die nur in dafür zugelassenen Labors erfüllt werden können. Die Gefährlichkeit eines Radionuklids bei Inkorporation hängt von physikalischen und biologischen Faktoren ab wie Art der Strahlung, Halbwertszeit, Ausscheidungsgeschwindigkeit, Anreicherung in Organen etc. Man faßt diese vielen Aspekte durch eine Gruppenteilung in vier Radiotoxizitätsklassen zusammen (1 sehr hohe, 2 hohe, 3 mäßige, 4 niedrige Radiotoxizität), siehe Tabelle Regeln für beruflich strahlenexponierte Personen Für alle Arbeitsplätze, an denen das Risiko einer Strahlenexposition durch ionisierende Strahlen mit einer möglichen Überschreitung von 1 Abb Die Schwächung von diagnostischer Röntgen-Strahlung durch Handschuhe, Schürze oder Wand aus Bleigummi unterschiedlicher Bleigleichwerte (in Millimeter Blei)

4 7.11 Grundregeln des Strahlenschutzes 547 Tab Biologisch-Medizinische Wirkungen A.Wirkung mit Schwellendosis 1. Akute Strahlenwirkungen letal LD50 Immunschwäche 2.Nichtstochastische Späteffekte Trübung der Augenlinse (Katarakt) Fibrosen (Lunge) Nekrosen 3.Strahlenbedingte Entwicklungsanomalien 7-9Sv 3Sv ab 1Sv ab 1Sv 10Sv ab 1-10Sv Präimplantationsphase (bis 10. Tag p.c.): hop-drop Hauptorganbildungsperiode (10.T. bis 8.W.): schwere Missbildungen, Schwelle 50 msv (!!) Verdopplungsdosis: 200mSv 8-15 (25?) Woche Zentralnervöse Entwicklungsanomalien schwere geistige Retardierungen, Schwelle: (genauer Schwellwert noch in Diskussion) 10 bis 100mSv (!!) B. Stochastische Strahlenwirkungen (ohne Schwelle) 1. Maligne Erkrankungen a) Leukämie Latenzzeit: 10 bis 15 Jahre significante Steigerung (statist. gesichert) ab 0,2 bis 0,5 Sv b) Krebs Latenzzeit kann Jahrzente betragen 2. Genetische Mutationen (vererbbare Defekte) Verdopplungsdosis (für Gesamtmutationen), Maüseexp: Linear Extrapolation nach Hiroshimadaten 1Sv 1,5Sv msv pro Jahr oder eine Äquivalentdosis von einem Zehntel der Dosisgrenzwerte für die Augenlinse (150 msv), die Haut (500 msv) und die Extremitäten (500 msv pro Jahr) gegeben ist, sind Strahlenschutzvorkehrungen zu treffen (Richtlinie 96/29 EURATOM des Rates, EU). Überwachungsbereich, dzt bis 15 msv Mehr als 1/30, weniger als 3/10 der BSPJZ-Dosis werden erreicht. BSPJZD ist ein Kürzel für die jährlich zulässige Dosis beruflich strahlenexponierter Personen. Kontrollbereich, msv

5 Röntgen- und Atomphysik Der Kontrollbereich umspannt die Dosis von msv pro Jahr, 3/10 der BSPJZ-Dosis wird überschritten. Strahlenbereich Im Strahlenbereich, dem strahlenquellennahen Teil des Kontrollbereichs werden durch Bestrahlung von außen oder durch Inkorporation 3/10 BSPJZ pro Jahr überschritten. Höchstzulässige Lebensalterdosis Die Summe der in den Keimdrüsen, im roten Knochenmark oder im Fall gleichförmiger Bestrahlung im Ganzkörper oder im Körperstamm bis zu einem bestimmten Lebensalter erhaltenen Dosen darf 5 rem oder 50 msv vervielfacht mit der um 18 verminderten Anzahl der Lebensjahre nicht überschreiten. In einem Vierteljahr (13 aufeinanderfolgenden Wochen) dürfen 30 msv, innerhalb eines Jahres 50 msv nicht überschritten werden. Bei Frauen im gebärfähigen Alter darf die Summe der im Abdomen erhaltenen Dosen in einem Vierteljahr 13 msv nicht überschreiten. Wenn diese höchstzulässigen Werte nicht überschritten werden, dürfen Körperteile folgenden Werten ausgesetzt werden: Haut, Schilddrüse, Knochen: 150 msv im Vierteljahr, nicht mehr als 300 msv im Jahr Hände, Unterarme, Füße, Knöchel: 400 msv im Vierteljahr, nicht mehr als 750 msv im Jahr alle übrigen Organe (ausgenommen Keimdrüsen und rotes Knochenmark): 80 msv im Vierteljahr, nicht mehr als 150 msv im Jahr. Beruflich strahlenexponierte Personen müssen älter als 18 Jahre und gesundheitlich geeignet sein und müssen durch direkt anzeigende, unlöschbare Dosimeter dauernd kontrolliert werden. Zum Ausschluß von Inkorporation sind Ganzkörpermessungen und Körper-Ausscheidungs-Untersuchungen erforderlich. Der bisher übliche Grenzwert einer jährlich zulässigen Dosis betrug 1.67 msv statt nun 1 msv. Diese Dosis war 1/30 der höchstzulässigen Jahresdosis von 50 msv Personendosen und Dosimeter Personen, die sich im Überwachungs- oder Kontrollbereich aufhalten, müssen zur Feststellung der Personendosis Dosimeter tragen, auch wenn sie nur fallweise dort arbeiten. Die Behörde verlangt in vielen Fällen das Tragen eines zweiten selbstablesbaren Dosimeters. Eines der beiden Dosimeter muß dosisintegrierend und nicht löschbar sein. Dieses Dosimeter

6 7.11 Grundregeln des Strahlenschutzes 549 wird in festgelegten Abständen zur Auswertung eingeschickt. Die Dosimeter sollen dabei an der strahlenexponiertesten Stelle des Rumpfes getragen werden. Die selbstablesbaren Dosimeter sind von den Benutzern abzulesen. Für die Personendosismessungen sind folgende Dosimetertypen gebräuchlich. Filmdosimeter Sie gehören zu den ältesten Dosimetern der Personendosimetrie und werden noch heute von manchen Überwachungsstellen als amtliche Meßmethode vorgeschrieben (Abb. 7.61). Bei der Filmdosimetrie wird die Filmschwärzung zum Nachweis von Röntgen- und γ-strahlen ausgenutzt. Filmdosimeter sind innerhalb eines Energiebereichs von 30 kev bis 20 MeV empfindlich. Eine Dosisbestimmung von β-strahlung ist wegen der Absorption der Strahlung in der Filmverpackung nur für höhere Energien möglich. Die Höhe der Bestrahlung wird dadurch ermittelt, daß der bestrahlte Dosimeterfilm gleichzeitig mit einem Testfilm mit bekannten Bestrahlungswerten entwickelt wird. Die Bestimmung der Dosis nach dem filteranalytischen Verfahren ist bei Strahlengemischen nicht eindeutig, da eine Unterscheidung der Strahlenart (z.b. von β-strahlung und weicher Röntgen-Strahlung) nur bedingt möglich ist. Ein weiterer Nachteil der Filmdosimeter ist die ausgesprochen große Abhängigkeit der Anzeige von der Einfallsrichtung der Strahlung. Füllhalterdosimeter Taschenionisationskammern, auch Stabdosimeter oder Füllhalterdosimeter (Abb. 7.62) genannt, werden in Kontrollbereichen meistens als Abb Inhalt einer aufgeklappten Filmplakette zur Personendosimetrie für Röntgen-, γ- und Beta- Strahlung. Numerierter Meßfilm (M), Kupferfilter (C), Bleifilter (P), offenes Fenster (O)