Strahlenschutzunterweisung Praktikum

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1 Strahlenschutzunterweisung Praktikum Inhalt Grundlagen Strahlung Aktivität Dosis Strahlenexpositionen externe Bestrahlungen Inkorporation Deterministische Schäden Stochastische Schäden Schutzmaßnahmen Strahlenschutzbereiche ALARA, Abstandsquadratgesetz Abschirmungen

2 Energi ie Strahlung "Transport von Energie" 60 Co (1.3 MeV Quant) Röntgenröhre (150 kev) Ultraviolett-Bereich sichtbares Licht Infrarot Haushaltsmikrowelle 2.45 GHz HR MHz f / Hz / m Elektron Positron kev MeV n Neutron 0.025eV...GeV Masse Heliumkern MeV

3 Strahlenarten im F.-Praktikum Strahlenart t Versuch Energie -Strahlung -Spektroskopie Comptoneffekt* Koinzidenzmethoden E g < 3 MeV Aktivierungsanalyse* i Höhenstrahlung Neutronen Aktivierungsanalyse* E n < 3 MeV * Im Tandem-Labor

4 Aktivität Die Aktivität ist ein Maß für die Menge einer radioaktiven Substanz Sie gibt an, wie viele Atomkerne dieser 1.0 Substanz pro Sekunde zerfallen Teilchen Bq 15 O Einheit: 1 Becquerel, 1 Bq 1 s -1 keine geeignete Angabe für ein Gefahrenpotential Masse in Gramm Teilchen Bq Zeit in Sekunden

5 Dosisbegriffe Energiedosis D E "physikalische Dosis" D E = Energie pro Masse, Einheit 1 Gray, 1 Gy, 1 J/kg Äquivalentdosis H Abschätzung eines Risikos Berücksichtigung unterschiedlicher Wirkung verschiedener Strahlenarten auf den lebenden Organismus Energiedosis g wird mit einem Wichtungsfaktor multipliziert Wichtungsfaktor hat keine Einheit H=w R D E Einheit: 1 Sievert, 1 Sv

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7 Effektive Dosis / Dosiswichtungsfaktoren Effektive Dosis: E eff = R,T w R w T D T,R D T,R : mittlere Energiedosis im Organ oder Gewebe T durch externe Strahlungskomponente R w T : Gewebe-Wichtungsfaktor für Organ oder Gewebe T w T = 1 : Strahlungs-Wichtungsfaktor für Strahlungungskomponente R w R Strahlungsart Photonen Elektronen Neutronen, E < kev n, kev < E < 0 kev n, 0 kev < E < 2 MeV n, 2 MeV < E < 20 MeV Protonen E > 5 MeV Alphateilchen Schwerionen w R Gewebeart Keimdrüsen Brust Knochenmark Lunge Schilddrüse Blase Darm Haut w T

8 Übersicht-Dosisbegriffe Energiedosis gibt die durch die Strahlung auf das Gewebe übertragene Energie an Multiplikation mit dem Strahlungs-Wichtungsfaktor Äquivalentdosis wichtet die Energiedosis unter der Berücksichtigung der biologischen Wirksamkeit der Strahlenarten Effektive Dosis wichtet die Äquivalentdosis unter der Berücksichtigung der Strahlenempflindlichkeit der Organe und Gewebe Multiplikation lik mit dem Gewebe- Wichtungsfaktor

9 Jahresgrenzwerte für die effektive Dosis: beruflich nicht strahlenexponierte Personen: 1 msv Praktikum wie beruflich nicht exponierte Personen: 1mSv (typische Dosen 1- Sv) berufliche Strahlenexposition Kategorie A: 20 msv ( jährliche Untersuchung, vor Antritt ) Kategorie B: 6 msv ( Untersuchung nur nach Behördenanordnung ) Jugendliche: Schwangere: 1 msv 1 msv (ungeborenes Kind während der Schwangerschaft) Berufslebensdosis: 400 msv + Jahresgrenzwerte für Organdosen bei einzelnen Personengruppen

10 Strahlenexposition in Deutschland Medizin: 2,0 msv Industrie 0,01 msv natürliche innere Bestrahlung: 1,4 msv kosmische Strahlung: 0,3 msv terrest errestrische Strahlung: 0,4 msv Tschernobyl 0,01 msv Kernwaffentests 0,005 msv Flugreisen 0, msv Beruf 0,002 msv fossile Energieträger 0,002 msv Kernkraftwerke 0,001 msv Id Industrieprodukte ti dkt 0,0001 msv mittlere Gesamtexposition pro Jahr: 4,1 msv

11 Natürliche Strahlenexpositionen Mittlere Gesamtexposition pro Jahr: ca. 4.1 msv Natürliche Strahlungsquellen ca. 2.1 msv kosmische Strahlung: 0.3 msv terrestrische Strahlung: 0.4 msv innere Bestrahlung: 1.4 msv ( 40 K, 222 Rn, 220 Rn) Künstliche Strahlungsquellen ca. 2.0 msv Medizin 2.0 msv Industrie 0.01 msv Tschernobyl 0.01 msv Kernwaffentests K t t msv Flugreisen msv Beruf msv fossile Energieträger msv Kernkraftwerke msv Industrieprodukte msv

12 Expositionspfade Einatmen (Inhalation) Verschlucken (Ingestion) externe Strahlung von außen über Wunden Inkorporation

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14 Strahlenexpositionen Externe Bestrahlungen Natürliche N h Strahlungsquellen ll kosmische Strahlung (, e -, Neutronen, Mesonen, sek. Protonen ) terrestrische Strahlung ( Zerfallsketten 232 Th, 238 U, 235 U => Inhal. v. Radon, 40 K ) Künstliche Strahlungsquellen Röntgenstrahlung ( z.b. beim Arzt, Kavitäten, Klystrons ) Gammastrahlung ( Gammaquelle, Aktivierungen ) Beta Strahlung ( Betaquelle ) Neutronenstrahlung ( Teilchenbeschleuniger, Neutronenquelle ) Überwachung im Praktikum mit direkt ablesbaren elektronischenpersonendosimetern TLD Albedo Personendosimeter

15 Strahlenexpositionen III Deterministische Schäden oberhalb eines Schwellwertes (250 msv) tritt mit Sicherheit ein Schaden auf Schwere des Schadens ist abhängig von der Dosis Dosisrate spielt eine große Rolle Beispiele: Veränderung der Haut (Verbrennung), Veränderungen des Blutbildes, Übelkeit

16 Strahlenexpositionen III Deterministische Schäden oberhalb eines Schwellwertes (250 msv) tritt mit Sicherheit ein Schaden auf Schwere des Schadens ist abhängig von der Dosis Dosisrate spielt eine große Rolle Beispiele: Veränderung der Haut (Verbrennung), Veränderungen des Blutbildes, Übelkeit nach 3 Tagen nach Tagen 192 Ir-Präparat für 6h in hinterer Hosentasche (0Gy)

17 Strahlenexpositionen III Deterministische Schäden oberhalb eines Schwellwertes (250 msv) tritt mit Sicherheit ein Schaden auf Schwere des Schadens ist abhängig von der Dosis Dosisrate spielt eine große Rolle Beispiele: Veränderung der Haut (Verbrennung), Veränderungen des Blutbildes, Übelkeit nach 3 Tagen nach Tagen 192 Ir-Präparat für 6h in hinterer Hosentasche (0Gy)

18 Strahlenexpositionen IV Stochastische Schäden Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Schadens ist abhängig von der Dosis kein Schwellwert Schwere des Schadens ist unabhängig von der Dosis Dosisrate spielt in der Regel keine Rolle Beispiele: Leukämie, Krebs, Erbschäden stochastische Schäden sind auf Veränderung der Erbsubstanz in den Zellen zurückzuführen

19 Strahlenschutzbereiche Zaun außerbetrieblicher Bereich: D < 1mSv/8760h Sperrbereich D > 3mSv/h Kontrollbereich D > 6 msv/2000h Überwachungsbereich D > 1 msv/2000h Betriebsgelände, nicht kontrollierter Bereich D < 1 msv/2000h Keine Absperrungen überschreiten! (Kette, Band, Warnschild) Aufenthaltsdauer = 2000 Stunden pro Jahr ( 50 Wochen * 40 Stunden / Woche )

20 Kennzeichnung der Strahlenschutzbereiche Strahlenschutzverordnung Überwachungsbereich Kontrollbereich Sperrbereich Röntgenverordnung

21 Schutzmaßnahmen Grundsätze im Umgang g mit ionisierenden Strahlen Unnötige Expositionen mit ionsierender Strahlung vermeiden ALARA Prinzip "As Low As Reasonably Achievable" Die drei A des Strahlenschutzes: Abstand halten Aufenthaltsdauer beschränken Abschirmung verwenden

22 Abstandsquadrat Gesetz Punktquelle gilt nur für Punktquellen (Ausdehnung der Quelle ist klein gegenüber dem Abstand zur Quelle) bei großer Ausdehnung: Dosis ~ 1/Abstand gilt für alle Strahlenarten Abstand 1 fach 2 fach 3 fach 4 fach Dosis 1 fach 1/4 1/9 1/16

23 Gretchenfrage: Abstand / Dauer a) b) cm 0 cm

24 Abschirmung von Strahlung -Strahlung z.b. 60 Co (1.3 MeV) 40 K (1.5 MeV ) Abschirmmaterial mit hoher Ordnungszahl (Blei, Kupfer,...) keine feste Reichweite -Strahlung z.b. 90 Sr (0.55 MeV) 32 P (1.7 MeV) 14 C (0.16 MeV) Reichweite in Wasser ca. 1cm Abschirm-Material Plexiglas, Aluminium (niedrige Ordnungszahlen) Materialien hoher Ordnungszahl produzieren Bremsstrahlung -Strahlung z.b. 222 Rn (5.5 MeV), 252 Cf (6.1 MeV) Reichweiten in Luft: wenige Zentimeter Reichweite in Materie: wenige Hundertstel eines Millimeters Neutronen Strahlung Entstehung durch Kernreaktionen Zehntelwertschichtdicke in Beton ca. 1m (E MeV... GeV) Abschirm-Materialien mit hohem Wasserstoffgehalt (Polyethylen, Beton) generell: Materialien mit hoher Dichte

25 Verhaltensregeln Schutz vor Inkorporation beim Umgang g mit radioaktiven Stoffen: nicht essen nicht trinken nicht rauchen nicht schminken Hände waschen

26 Maßnahmen Im Praktikum: Einweisung durch Betreuer (Gegen Unterschrift)! Dosimeter tragen! Anweisungen unbedingt beachten! Ausliegende Strahlenschutzanweisung lesen!

27 Strahlenschutzanweisung liegt aus bei: Praktikumsversuchen mit radioaktiver Strahlung enthält: Verhaltensregeln im Umgang mit entsprechender Apparatur Alamierungskette/plan (Telefonnummern, zuständige Personen) Brandfall Unfall Lesen und beachten

28 Vielen Vee Dank für Ihre Aufmerksamkeit! e

29 Strahlenexpositionen II Inkorporation Inhalation ( Einatmen einer radioaktiven Substanz ) Ingestion ( Verschlucken einer radioaktiven Substanz ) über Wunden über die (un-)verletzte Haut

30 Strahlenexpositionen in Deutschland Mittlere Gesamtexposition pro Jahr: ca. 4.1 msv Natürliche Strahlungsquellen ca. 2.1 msv kosmische Strahlung: 0.3 msv terrestrische Strahlung: 0.4 msv innere Bestrahlung: 1.4 msv ( 40 K, 222 Rn, 220 Rn) Künstliche Strahlungsquellen ca. 2.0 msv Medizin 2.0 msv Industrie 0.01 msv Tschernobyl 0.01 msv Kernwaffentests K t t msv Flugreisen msv Beruf msv fossile Energieträger msv Kernkraftwerke msv Industrieprodukte msv