Notwendigkeit der Sondereinheit»Strahlenschutz«Definitionen, Daten, Fakten
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- Rolf Weber
- vor 7 Jahren
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1 Sondereinheit»Strahlenschutz«der FF Bamberg - Angewandter Strahlenschutz- Notwendigkeit und Organisation Einführung ins Thema Strahlenschutzeinsatz Strahlenschutzeinsatz Stand: Notwendigkeit des LZ Strahlenschutz (1) Notwendigkeit des LZ Strahlenschutz (2) Notwendigkeit des LZ Strahlenschutz (3) Menschen sind radioaktiver Strahlung permanent ausgesetzt natürliche radioaktive Strahlung Einsatz / Verwendung radioaktiver Substanzen und Strahlung in der Medizin und in technischen Anlagen und Einrichtungen Transport radioaktiver Substanzen über die Straßen erforderlich Substanzen überall anzutreffen Gefahr für Mensch und Umwelt bei unsachgemäßer Handhabung und/oder Beschädigung der Aufbewahrungsbehältnisse Feuerwehr als im Gefahrenfall reagierende Hilfsorganisation muss für jeweiligen Gefahrensituation gewappnet sein. radioaktive Stoffe sind in vielen Bereichen anzutreffen: im Straßenverkehr / Straßentransport ca Transporte pro Jahr in Deutschland nur Verpackung nur sehr eingeschränkt präventive Einsatzplanung möglich in Industriebetrieben bspw. Stärke-, Schichtdicke-, Füllstandsmessungen Störfallverhalten planbar, Informationen i. d. R. vorhanden in Kliniken, Laboratorien bspw. radioaktive Kontrastmittel, Implantate (zur Krebsbehandlung) Störfallverhalten planbar, Informationen i. d. R. vorhanden Terrorismus ( dirty bomb) spezieller Schutz und spezielle Maßnahmen (und Ausbildung!) erforderlich, wenngleich Schadenereignisse nur selten eintreten Spezieller Schutz, spezielle Maßnahmen und besondere Ausbildung erforderlich Kennen und Erkennen von Gefahren durch Radioaktivität Wissen und Können, den Gefahren durch Radioaktivität mit geeigneten Maßnahmen begegnen zu können Schutz der eigenen Gesundheit Einsatzauftrag / -spektrum der FF Bamberg Feuerwehr ist gem. StörfallV und StrlSchV eine der bei derartigen Ereignissen beteiligte Organisationen KKW-Störfälle, Atomwaffen-Angriffe werden von den Einsatzkräften der Feuerwehr grundsätzlich nicht bearbeitet werden können Feuerwehr wird nur Klein-Ereignisse bewältigen können
2 Notwendigkeit des LZ Strahlenschutz (4) Definitionen, Daten, Fakten (1) bisher: nur mäßig koordinierte Ausbildung, die aber gerade für den Strahlenschutz-Einsatz von besonderer Bedeutung und Notwendigkeit ist lediglich bei LG 51 weitere Kenntnisse vorhanden, primär jedoch im Bereich Dekontamination Notfallstation Bayern vorab: theoretische Ausbildung, Vermittlung von Fachwissen anschließend: Praxis (Übungen, Einsatzübungen) fortführend: vertiefende Ausbildung, Wiederholungen Strahlenschutzeinsatz Begriffe Grundlagen (1) Aufbau der Materie aus Atomen Atomaufbau Kern Protonen Neutronen Hülle Elektronen Definitionen, Daten, Fakten (2) Definitionen, Daten, Fakten (3) Definitionen, Daten, Fakten (4) Begriffe Grundlagen (2) Element ( Chemie) Atomart, die sich nach der Anzahl der Protonen im Atomkern unterscheiden 89 natürliche + 23 künstliche Elemente bekannt Beispiel: Kohlenstoff Charakterisierung über 6 Protonen im Kern Nuklid ( Physik) allgemeine Bezeichnung Atomart, die sich nach Anzahl der Protonen und der Neutronen im Atomkern unterscheiden etwa Nuklide bekannt nur 256 Nuklide sind stabil (darunter eine große Anzahl der Elemente), die übrigen verändern sich / zerfallen sie sind instabil radioaktiv Beispiele für Nuklide: Kohlenstoff C12 (6 Protonen und 6 Neutronen im Kern) stabil Kohlenstoff C14 (6 Protonen und 8 Neutronen im Kern) instabil Uran 238 (92 Protonen und 146 Neutronen im Kern) instabil Begriffe Grundlagen (3) Isotope eines Elements spezielle Nuklide eines Elements Anzahl Protonen im Kern ist gleich der Anzahl Elektronen in der Hülle Anzahl der Neutronen im Kern variiert nahezu gleiche chemische Eigenschaften, aber unterschiedliche physikalische Eigenschaften gewisse Isotope sind radioaktiv Bsp.: 1) Wasserstoff H1 // Deuterium H2 // Tritium H3 1 Proton im Kern, 1 Elektron in der Hülle kein Neutron // ein Neutron // zwei Neutronen stabil // stabil // instabil Element = Wasserstoff; H1, H2, H3 = Isotope des Wasserstoff-Atoms 2) Kohlenstoff C12 // Kohlenstoff C14 6 Protonen im Kern, 6 Elektronen in der Hülle C12: 6 Neutronen im Kern // C14: 8 Neutronen im Kern C12: stabil // C14: instabil Element = Kohlenstoff; C12, C14 = Isotop des Kohlenstoff-Atoms Begriffe Grundlagen (4) Ion mehr oder weniger Elektronen in der Hülle als Protonen im Kern Bsp.: Chlor Chlorid (17 Protonen, 18 Elektronen) Molekül Zusammenschluss von Atomen Bsp.: Wasser: H 2 O zwei Wasserstoff-Atome, ein Sauerstoff-Atom
3 Definitionen, Daten, Fakten (5) Definitionen, Daten, Fakten (6) Definitionen, Daten, Fakten (7) Begriffe Grundlagen (4) Halbwertszeit Zeit, nach der die Hälfte der anfänglich vorhandenen Anzahl an Kernen zerfallen ist Begriffe Grundlagen Zusammenfassung Atom Grundbaustein der Materie Protonen und Neutronen im Atomkern, Elektronen in der Atomhülle Element ( Chemie) allgemeine Bezeichnung Atomkern: x Protonen; Anzahl Neutronen für Charakterisierung unrelevant Atomhülle: x Elektronen Nuklid ( Physik) allgemeine Bezeichnung Atomkern: x Protonen, Anzahl Neutronen muss berücksichtigt werden Atomhülle: x Elektronen Isotope spezielle Nuklide spezielle Nuklide ein und desselben Elements / mit gleicher Ordnungszahl Atomkern: x Protonen; Anzahl Neutronen variiert Atomhülle: x Elektronen Ion Atomkern: x Protonen; Anzahl Neutronen für Charakterisierung unrelevant Atomhülle: y Elektronen Radioaktive Strahlung α-strahlen (Alpha-Zerfall) Emission eines Heliumkern (positiv geladen) Entstehung eines neuen Elements β-strahlen (Beta - -Zerfall) Umwandlung eines Neutrons in ein Proton und ein Elektron Emission eines Elektrons (negativ geladen) Entstehung eines neuen Elements γ-strahlen elektromagnetische Wellen Entstehung u. a. als Folge eines Alpha- oder Beta-Zerfalls Entstehung keines neuen Elements Bild-Quelle: Definitionen, Daten, Fakten (8) Definitionen, Daten, Fakten (9) Definitionen, Daten, Fakten (10) Begriffe Einheiten (1) Aktivität Zerfälle pro Sekunde Einheit: Becquerel; 1 Bq = ein Zerfall/Sekunde jeder Zerfall ist mit der Emission ionisierender Strahlung verbunden Tropfen pro Sekunde keine Angabe über die Tropfengröße Dosis Menge der Energie einer ionisierenden Strahlung, die ein Körper, bezogen auf seine Masse, aufnimmt Einheit: Sievert; 1 Sv = 1 Joule/kg Schwamm wenige Tropfen geringe Wasseraufnahme Schwamm viele Tropfen (gleiche Größe) große Wasseraufnahme Begriffe Einheiten (2) Äquivalentdosis Maß für die Beurteilung der gesundheitlichen Risikos durch ionisierende Strahlung ( Qualitätsfaktor»Q«) Berücksichtigung der dem Gewebe übertragenen Energie und der unterschiedlichen biologischen Wirkung der Strahlenart auf das Gewebe Akutschäden (Frühschäden), Spätschäden, genetische Schäden α-strahlen, Ionen, Kerne: Q = 20 β-strahlen: Q = 1 γ-strahlen, Röntgenstrahlung: Q = 1 Neutronenstrahlung: Q = 10 niedrige Äquivalentdosis: kleiner Wassertropfen tropft stetig auf einen Stein (bspw. 1 Tr./sec.) Schaden nach 10 Jahren gering hohe Äquivalentdosis: großer Wassertropfen tropft stetig auf einen Stein (bspw. 1 Tr./sec.) Schaden nach 10 Jahren groß Begriffe Einheiten (3) effektive Dosis, Ganzkörperdosis zusätzliche Berücksichtigung der unterschiedlichen Strahlenempfindlichkeit der Organe bezüglich Krebs und Erbschäden lokal einwirkende Dosis wird auf die Ganzkörper-Belastung umgerechnet Wassertropfen auf Edelstahlblech (= weniger empfindliches Organ) geringer (Rost-)Schaden geringe Wertminderung am Blech (= geringer Schaden für den Gesamt-Organismus) Wassertropfen auf Stahlblech (= empfindlicheres Organ) großer (Rost-)Schaden große Wertminderung am Blech (= großer Schaden für den Gesamt-Organismus)
4 Definitionen, Daten, Fakten (11) Definitionen, Daten, Fakten (12) Begriffe Einheiten (4) Dosisleistung Berücksichtigung der Zeitdauer der Einwirkung Bsp.: 1 Sv pro Stunde 2 Sv pro 30 Minuten 4 Sv pro 15 Minute aber: Maximal-Dosis beachten! Größe des Tropfens entscheidend: kleines Leck kleiner Tropfen Auffanggefäß bspw. nach 1 Std. voll = mittelgroßes Leck mittelgroßer Tropfen Auffanggefäß bspw. nach 1/2 Std. voll = großes Leck großer Tropfen Auffanggefäß bspw. nach 1/4 Std. voll Ergebnis: Gefäß in Abhängigkeit der Tropfengröße unterschiedlich schnell gefüllt Begriffe Einheiten (5) Ortsdosis: an einem bestimmen Ort gemessene Dosis direkt unter Wasserstrahl hohe Wasser- Dosis neben Wasserstrahl nur Wasserspritzer geringe Wasser- Dosis Ortsdosisleistung: Berücksichtigung der Ortsdosis innerhalb eines Zeitintervalls direkt unter dickem Wasserstrahl hohe Wasser- Dosis direkt unter dünnem Wasserstrahl mittlere Wasser- Dosis neben Wasserstrahl nur Wasserspritzer geringe Wasser- Dosis Strahlenschutzeinsatz Gesundheitsgefährdung (1) Gesundheitsgefährdung (2) Gesundheitsgefährdung (3) Gefährdungswege durch radioaktive Strahlung Kontamination Kontakt mit Körper-Oberfläche wichtig: Verschleppung vermeiden Inkorporation Einatmen, Verschlucken, Eindringen durch sonstige Öffnungen und Verletzungen / Wunden, etc. Einwirkung von außen mechanische Energie, Strahlung, etc. Wirkungsweise radioaktiver Strahlung α-strahlen energiereich großes Zerstörungspotential messtechnisch für Feuerwehr schwer erfassbar Kontamination weniger kritisch, sehr gefährlich bei Inkorporation β-strahlen mäßig energiereich mittleres Zerstörungspotential gefährlich bei Kontamination (β-burns) und Inkorporation γ-strahlen sehr energiereich hohe Durchdringungsrate gut messbar Entstehung von γ-strahlen bei vielen α- und β-zerfällen Exkurs: Gefahren im Feuerwehr-Einsatz (allgemein) unterschiedliche gefährliche Stoffe Cyanwasserstoff, Chlorwasserstoff Plutonium, Polonium, Uran polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe Kobalt, Caesium polyhalogenierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane Vorkommen im Brandeinsatz und auf kalten Brandstellen hochtoxisch werden im Einsatz nicht gemessen gesundheitliche Folgen? radioaktive Substanzen Strahlung messbar, daher Vorwarnung möglich Kontamination nachweisbar, daher: klare Behandlung möglich relativ geringe zulässige Dosis-Grenzwerte
5 Dosis-Richtwerte (1) Dosis-Richtwerte (2) Messgeräte, Messmittel (1) Dosis-Richtwerte für Feuerwehren biologische Wirkung Absperrbereich im Strahlenschutz-Einsatz 0,025 msv Ausbildung: 1 msv / Jahr natürliche Strahlung: 2,4 msv / Jahr Schutz von Sachwerten: 15 msv / Jahr Grenzwert bei beruflicher Exposition: 20 msv / Jahr Abwendung von Gefahr für Personen: 100 msv / Einsatz u. Jahr Verhinderung wesentl. Schadenausweitung: 100 msv / Einsatz u. Jahr Einsatz zur Menschenrettung: 250 msv / Leben zeitweilige Änderung des Blutbildes: 250 msv Strahlenkatharrh: 500 msv kritische Dosis (Auftreten Strahlenkrankheit): msv Übelkeit, Erbrechen: msv tödliche Dosis: msv Dosis-Richtwerte für Feuerwehren Vergleichswerte Absperrbereich im Strahlenschutz-Einsatz: 0,025 msv Röntgenaufnahme Brustkorb: 0,05 msv 15 Tage Zugspitz-Aufenthalt: 0,05 msv fünf- bis sechs-stündiger Flug: 0,05 msv Schilddrüsenszintigramm: 0,9 msv Ausbildung: 1,0 msv / Jahr natürliche Strahlung: 2,4 msv / Jahr Knochenszintigramm: 4,4 msv Äquivalentdosis durch Rauchen (20 Zig./Tag) 9 msv / Jahr Schutz von Sachwerten 15 msv / Jahr Abwendung von Gefahr für Personen: 100 msv / Einsatz u. Jahr Lungendosis durch Rauchen (20 Zig./Tag) 110 msv / Jahr Einsatz zur Menschenrettung: 250 msv / Leben tödliche Dosis: msv tödliche Dosis für Wespe: msv Filmdosimeter trägt jede Einsatzkraft im Gefahrenbereich Auswertung im Labor Dosiswarngerät trägt jede Einsatzkraft im Gefahrenbereich Addition der aufgenommenen Dosis Warnung bei eingestellter Warnschwelle Messgeräte, Messmittel (2) Einstufung radioaktiver Stoffe (1) Dosisleistungsmessgerät Nachweis der (aktuellen) Ortsdosisleistung mit akustischer Warneinrichtung Teleskop-Sonde, Teletector-Sonde Verwendung in Kombination mit dem Dosisleistungsmessgerät Ziel: Abstand halten Kontaminationsnachweisgerät Nachweis von radioaktiver Kontamination auf Oberflächen Einstufung radioaktiver Stoffe in Betrieben und Einrichtungen Gefahrengruppe IA, IIA, IIIA Zuordnung zu den Gefahrengruppen in Abhängigkeit ihrer Dosis bzw. der Überschreitung der zulässigen Freigrenzen Einstufung radioaktiver Stoffe beim Transport Transport-Kategorien I, II, III ( Gefahrengruppen!) Kategorie I Kategorie II Kategorie III Dosisleistung an Außenseite Versandstück 5 µsv / h 500 µsv / h µsv / h Dosisleistung in 1 m Abstand zum Versandstück keine 10 µsv / h 100 µsv / h Gefahrzettel Gefahr erkennen Kennzeichnung Kenntnis über mögliche Gefahren korrekte Einstufung und Bewertung der Gefahr Schutzmöglichkeiten? (Abschirmung, Abstand, etc.) Stufenkonzept der Informationsquellen Absperrmaßnahmen vornehmen äußere Einflüsse / Witterung beachten (Wind, Niederschlag, etc.) Verschleppung vermeiden Menschenrettung durchführen Training von Handlungsabläufen Eigenschutz beachten Spezialkräfte alarmieren Strahlenschutzbeauftragte Umweltamt
6 (2) (3) (4) Gefahr erkennen (1) Informationen aus Feuerwehr-Einsatzplänen Objekt-Kennzeichnung Transport-Kennzeichnung Gefahrzettel Quelle: Gefahr erkennen (2) Lagefeststellung welche Dosisleistung liegt vor? um welches Radionuklid handelt es sich? welche Strahlung wird erzeugt? in welcher Form liegt der radioaktive Stoff vor? besteht Gefahr, dass die Umhüllung des radioaktiven Stoffes zerstört wurde? sind radioaktive Stoffe frei geworden? welcher Art ist die vorhandene Abschirmung? besteht die Gefahr der Ausbreitung radioaktiver Stoffe durch Brandrauch oder Löschwasser? Absperrmaßnahmen treffen Gefahrenbereich: 25 m vor Objekt Windrichtung beachten! Absperrgrenze: 5 m vor Objekt oder 25 µsv / h Grenze ausmessen und permanent kontrollieren Bild-Quelle: FwDV (5) (6) Dekontamination (1) Menschenrettung durchführen Eigenschutz beachten! erforderlich Schutzausrüstung bei Gefahrengruppe IA Feuerwehr-Schutzkleidung ausreichend Gefahrengruppe IIA Körperschutz Form 1 Kontaminationsschutzhaube Gefahrengruppe IIIA Körperschutz Form 2 Kontaminationsschutzanzug oder Form 3 (= CSA) weitere Einsatz-Grundsätze Abstand halten α-strahlen Reichweite in Luft: 5 7 cm β-strahlen Reichweite in Luft: 0,5 1,5 m γ-strahlen Reichweite in Luft: mehrere m km Verringerung der Dosisleistung im Quadrat des Abstands zur Strahlenquelle doppelter Abstand 1/4 Intensität Aufenthaltszeit beschränken Abschirmung nutzen α-strahlen ein Blatt Papier β-strahlen 5 mm Aluminium oder 15 Blatt Papier γ-strahlen 100 cm Beton oder 20 cm Blei Abschalten Kontaminationsverschleppung vermeiden! Dekontamination Grobreinigung von Einsatzkräften und persönlicher Schutzausrüstung durch die Feuerwehr eigentliche Dekontamination obliegt Fachbehörden Einrichtung Kontaminationsnachweisplatz Bild-Quelle: FwDV
7 Dekontamination (2) Dekontamination Dekon-Stufen / Stufenkonzept Dekon-Stufe 1 allgemeine Einsatzstellenhygiene für jeden FW-Angehörigen Dekon-Stufe 2 bei jedem ABC-Einsatz unter persönlicher Sonder-Schutzausrüstung (CSA, Kontaminationsschutzanzug) Dekon-Stufe 3 erweiterte Dekontamination im ABC-Einsatz Not-Dekon bei größerer Anzahl an Personen oder / und schwer löslicher Verschmutzung muss eingerichtet sein, wenn der erste Trupp in den Gefahrenbereich vorgeht Dekontamination (3) Hinweise zur Personen-Dekontamination Zeit entscheidend sofort mit Wasser und Reinigungsmittel (im Notfall auch Seife) abwaschen nicht zwangsläufig Bürste verwenden Fingernägel reinigen gezielt dekontaminieren, Kontaminationsverschleppung vermeiden (Augenschutz aufziehen, Ohren verschließen) weitere Hinweise Besonderheiten bei Gefahrengruppe IIIA fachkundige Person muss zur Beratung der Einsatzkräfte anwesend sein bei bestimmten Anlagen / Einrichtungen muss die fachkundige Person der betriebliche Strahlenschutzbeauftragte oder der fachkundige Strahlenschutzverantwortliche des Betriebs sein Abweichung von den Einsatzgrundsätzen Rettung von Menschenleben auch ohne Beisein einer fachkundigen Person bei Gefahrengruppe III Einsatz auch ohne vollständige Schutzausrüstung zur Menschenrettung, mindestens aber mit Isoliergerät als Atemschutz Zusammenfassung (1) Zusammenfassung (2) Strahlenschutzeinsatz 3 Strahlenarten Charakterisierung β-strahlen γ-strahlen Reichweite in Luft cm bis m m bis km Gefährdungspotential α-strahlen wenige cm äußerlich: gering; bei Inkorporation: hoch erhöht (β-burns) hohe Material- / Gewebe- Durchdringung Abschirmung 1 Blatt Papier Messmöglichkeiten schwierig (Kont-Nachweisgerät) 5 mm erschwert Aluminium (Kont-Nachweisgerät, oder Teletector mit 15 Blatt Papier β-sonde) 1 m Beton oder 20 cm Blei gut (Dosiswarner, Dosisleistungswarner, Kont-Nachweisgerät) Messgrößen Aktivität Zerfälle pro Sekunde; 1 Bq = ein Zerfall/Sekunde Tropfen pro Sekunde keine Angabe über die Tropfengröße Dosisleistung Berücksichtigung der Zeitdauer der Einwirkung Bsp.: 1 Sv pro Stunde 2 Sv pro 30 Minuten 4 Sv pro 15 Minute Größe des Tropfens entscheidend: kleines Leck kleiner Tropfen Auffanggefäß bspw. nach 1 Std. voll = mittelgroßes Leck mittelgroßer Tropfen Auffanggefäß bspw. nach 1/2 Std. voll = großes Leck großer Tropfen Auffanggefäß bspw. nach 1/4 Std. voll
8 Zusammenfassung (3) Zusammenfassung (4) beachten Gefahr erkennen Kennzeichnung an Anlage, Raum, etc. Gefahrzettel an Fahrzeug und auf Versandstück Informationen aus Feuerwehrplänen, etc. Absperren Gefahrenbereich: 25 m vor Objekt Absperrgrenze: 5 m vor Objekt oder 25 µsv / h Menschenrettung durchführen Eigenschutz beachten Einsatzgrundsätze beachten (4 x A) Spezialkräfte alarmieren Einsatzgrundsätze Abstand halten (doppelter Abstand 1/4 der Dosisleistung) Aufenthaltszeit begrenzen Abschirmung nutzen Abschalten Kontaminationsverschleppung vermeiden Dekontamination Not-Dekon ab Einsatz des ersten Trupps Kont-Nachweisplatz einrichten Kontrolle / Messen aller Personen und Gegenstände sorgfältiges Arbeiten erforderlich Strahlenschutzeinsatz Weiteres Vorgehen, Ausbildung (1) Weiteres Vorgehen, Ausbildung (2) Ende Ausbildungsthemen Theorie Technik ohne Taktik ist sinnlos, Taktik ohne Technik ist hilflos Grundlagen Strahlenschutz; spezielle Stoffeigenschaften, Wirkungen und Gefahren durch radioaktive Stoffe Kennzeichnung, Informationsquellen Einsatzgerätschaften und Messtechnik Schutzausrüstung zusätzliche Erste Hilfe-Ausbildung Einsatzgrundsätze, Einsatztaktik bei Einsätzen in Objekten / festen Örtlichkeiten bei Einsätzen im Straßenverkehr Besonderheiten des Schienenverkehrs und der Binnenschifffahrt Ausbildungsthemen Praxis Handhabung von Einsatzgerätschaften Handhabung von Schutzausrüstung Spüren und Messen, Handhabung von Messgeräten Einrichten eines Kont-Nachweis-Platzes Objektbesichtigungen Übungen, Einsatzübungen Vielen Dank
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