Strahlenschäden und Strahlenschutz

Transkript

1

2 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz

3 5A Quellen: Strahlenschäden und Strahlenschutz Physik 10, Geipel, Jäger, Rausch Natur und Technik, Cornelsen Wikipedia umweltlexikon-online.de

4 5A Aktivität A Strahlenschäden und Strahlenschutz Energiedosis D Äquivalentdosis H

5 5A Aktivität A A= Strahlenschäden und Strahlenschutz Energiedosis D Äquivalentdosis H Anz. d. Kerne t D= W Energie m Masse H = D Q Energiedosis Qualitätsfaktor

6 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz Grenzwerte (pro Jahr): Zum Schutz der Bevölkerung vor Strahlenexpositionen aus zielgerichteter Nutzung radioaktiver Stoffe und ionisierender Strahlung wird der Grenzwert von 1,5 auf 1 Millisievert im Kalenderjahr abgesenkt; der Grenzwert für beruflich strahlenexponierte Personen wird von 50 auf 20 msv gesenkt.

7 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz Aus lenschutz/rechtsvorschri ften_technische_regeln/ doc/6887.php

8 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz

9 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz

10 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz

11 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz

12 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz

13 5A Strahlenschäden und Strahlenschutz 5A

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29 STRAHLENWIRKUNG AUF MENSCHLICHE GEWEBE Die beschriebenen biologischen Einflüsse ionisierender Strahlung auf biologisches Gewebe bedingen den möglichen schädigenden Einfluss der Röntgenstrahlung auf den menschlichen Organismus. Hierbei müssen prinzipiell verschiedene Formen von Strahlenschäden unterschieden werden: "SOMATISCHE STRAHLENSCHÄDEN": hierunter versteht man Folgeerscheinungen am Körper des Individuums, das der Strahlung ausgesetzt war. "GENETISCHE STRAHLENSCHÄDEN": Diese bezeichnen solche, die als Veränderungen des Genmaterials sich erst in der Nachkommen-Generation bemerkbar machen. Insbesondere ist aber auch die Differentierung nach dem Entstehungsmechanismus wichtig: man unterscheidet "deterministische" von "stochastischen" Strahlenschäden. "DETERMINISTISCHE STRAHLENSCHÄDEN": Hierunter versteht man Schäden, die als Summe vieler elementarer Strahlenwirkungsprozesse auftreten. Sie können erst oberhalb von Dosisschwellenwerten auftreten, sind also nicht zufallsabhängig: bis zu einer bestimmten Dosis tritt keine Schädigung auf, ab dem Schwellenwert jedoch regelhaft. Zu den deterministischen Strahlenschäden gehören z.b. das Hauterythem und die Trübung der Augenlinse. "STOCHASTISCHE STRAHLENSCHÄDEN": Stochastische Schäden entstehen durch die Wirkung eines einzigen Röntgenquants. Ein Röntgenquant alleine setzt dabei die Schädigung in vollem Umfang, die Dosis der Strahlung hat keinen Einfluß auf das Ausmaß des Schadens (Alles-oder-Nichts-Gesetz), sondern nur auf die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines solchen. Die stochastischen Schädigungen sind also den Gesetzmäßigkeiten des Zufalls unterworfen.

30 3. Überwachungsbereich: (Röntgenverordnung!) An Kontrollbereiche angrenzende Räumlichkeiten, in denen das Personal Ganzkörperdosen von 1 bis 5 msv pro Jahr erhalten kann Das hier arbeitende Personal gehört zu den "beruflich strahlenexponierten Personen der Kategorie B". SPERRBEREICH > 3 msv / Stunde Aufenthalt nur mit Sondergenehmigung KONTROLLBEREICH > 6 msv / Jahr -> Beruflich strahlenexponierte Personen der Kategorie A ÜBERWACHUNGSBEREICH 1-5 msv / Jahr -> Beruflich strahlenexponierte Personen der Kategorie B

31 Neutronen für Diagnostik und Therapie In der Therapie mit Neutronen gibt es vor allem zwei Ansätze: die direkte Bestrahlung mit Neutronen (FNT) und die Nutzung von Neutronen,um damit einen vorher in der Krebszelle eingelagerten Stoff zur Spaltung zu bringen (BNCT). Bei der Bestrahlung von Tumoren mit schnellen (hochenergetischen) Neutronen (fast neutron therapie, kurz FNT) nutzt man Neutronen als Alternative oder Ergänzung für Röntgenstrahlung zum abtöten von Tumorzellen. Sie wird bei oberflächennahen Tumoren eingesetzt, so zum Beispiel bei Hautkrebs, Brustkrebs oder Kehlkopftumoren. Bei der BNCT-Therapie benutzt man Neutronen zu Zerstörung von Krebszellen, allerdings nimmt man in diesem Falle langsame (niederenergetische) Neutronen, um damit einen vorher in der Krebszelle eingelagerten Stoff zur Spaltung zu bringen. Die Neutronen selbst sind es also gar nicht mehr, die die Krebszelle schädigen, sie dienen vielmehr nur noch als Zündfunke. Als spaltbares Material nimmt man 10B (deshalb auch BNCT: Borean Neutron Capture Therapie), was sich in 7Li in 4He spaltet.

32

33 Für den Strahlenschutz ist es notwendig, stochastische und deterministische Strahlenwirkungen in die Überlegung einzubeziehen. Man unterscheidet daher zwei Strategien des Strahlenschutzes: 1. Zur Minimierung deterministischer Schäden: Festlegung von Dosis-Maximalwerten, in der Diagnostik nur in Extremfällen ein Problem, da durch die technischen Möglichkeiten heute die Belastungen im Rahmen diagnostischer Maßnahmen normalerweise weit unter den Dosisgrenzwerten liegen. 2. Die Reduzierung stochastischer Strahlenschäden ist nur durch die Verminderung der Wahrscheinlichkeit für ihr Auftreten möglich, d.h. wenige Aufnahmen - niedrige Dosis! Letzteres zeigt eines der Hauptprobleme beim Strahlenschutz: Strahlenschutzmaßnahmen (z.b. niedrige Dosis) stehen häufig in Konflikt mit den Notwendigkeiten der Diagnostik (z.b. ausreichende Dosis für erforderliche Bildqualität)! Bei gegensätzlichen Tendenzen von Maßnahmen zur Steigerung der Bildqualität einerseits und zur Reduzierung der Strahlenexposition des Patienten andererseits muß ein sinnvoller Kompromiß gefunden werden. Die Einschätzung des Risikos durch eine Strahlenexposition beruht auf Angaben in der Literatur, die aus strahlenbiologischen Erkenntnissen, experimentellen Untersuchungen, quantitativen Angaben zu medizinischen Strahlenbehandlungen, Unfällen und Atomwaffenwirkungen zusammengetragen wurden. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, eine Strahlenbelastung hinsichtlich ihrer schädigenden Wirkung einzuschätzen, wenn die konkreten Dosiswerte an risikorelevanten Organen bekannt sind, und die jeweils resultie-renden Risikowerte für den gesamten Körper summiert werden. Hierbei lassen sich natürlich nur statistische Aussagen treffen, der wirkliche Schadenseintritt im individuellen Fall bleibt im statistischen Sinne nach wie vor ungewiß. Sinnvoll ist die Einschätzung dieser quantitativen Angaben nur, wenn sie zu anderen Risiken in Relation gesetzt wird: so z.b. zur natürlichen bzw. zivilisatorischen Strahlenexposition durch terrestische und kosmische Strahlung (der Anteil der Strahlenexposition durch medizinische Maßnahmen bezogen auf die Gesamtbevölkerung beträgt in Mitteleuropa etwa 40%) und zur spontanen Krebsentstehung, z.b. auch zum Risiko der Krebsentstehung bei bekannten Risikofaktoren. Zu beachten bleibt letztlich immer das eventuell höhere gesundheitliche Risiko, das entsteht, wenn notwendige diagnostische Maßnahmen unterbleiben.

34 Damit bleibt als Grundsatz des Personenschutzes: 1. Sinnvolle Indikationsstellung Diese ist nur gegeben, wenn die Röntgenaufnahme eine Konsequenz für die weitere Diagnostik und/oder Therapie hat und keine äquivalente, nicht oder weniger belastende Untersuchungsmethode zur Verfügung steht. 2. Ist eine Aufnahme medizinisch indiziert, hat sie - unter Berücksichtigung der Strahlenschutzmaßnahmen - so durchgeführt zu werden, daß sie die notwendige diagnostische Aussage zuläßt! (Merke: Eine Aufnahme, die aufgrund verminderter Strahlenexposition und schlechter Bildqualität etc. an diagnostischer Aussagekraft entscheidend verliert, ist keine Strahleneinsparung für den Patienten, sondern im Gegenteil eine unnötige Belastung ohne diagnostischen Nettonutzen!) Wichtige Einflußfaktoren auf die Strahlenexposition des Patienten: Vermeidung unnötiger Röntgenuntersuchungen! Auswahl geeigneter Bilderzeugungssysteme Sicherung der optimalen Funktion des Bilderzeugungssystems durch technische Qualitätskontrollen Sicherung optimaler Einstellungs- und Belichtungstechnik, Einblendung! Anwendung von Strahlenschutzmitteln (Gonadenschutz). Maßnahmen zur Reduzierung der Strahlenexposition des Personals: 13. Mahnahmen zur Reduzierung der Strahlenexposition des Patienten dienen gleichzeitig auch dem Strahlenschutz des Personals 14. Vermeidung von Manipulation im Nutzstrahlenfeld 15. Abschirmung der vom Patienten herrührenden Streustrahlung durch Bleigummiabdeckungen 16. Tragen von Schutzkleidung 17. Ausnutzung des Abstandsgesetzes: Die Dosis fällt mit dem Quadrat des Abstandes! Daraus ergeben sich die drei großen "A" des Strahlenschutzes: A bschirmung A bstand A ufenthaltsbegrenzung.