Klinik für Kleintiere -Chirurgie(Prof. Dr. Dr. h.c. M. Kramer) Justus Liebig Universität Gießen. Röntgenverordnung & Strahlenschutz

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1 Klinik für Kleintiere Chirurgie(Prof. Dr. Dr. h.c. M. Kramer) JustusLiebigUniversität Gießen & Strahlenschutz Nele Ondreka und Kerstin von Pückler Antje Hartmann und Sebastian Schaub Dr. med. vet., Dipl. ECVDI, FTÄ Radiologie Strahlenschutz Gesetzliche Grundlagen Grundgesetz, Atomgesetz, Dosimetrie Strahlenquelle Natürliche Strahlenquellen, künstliche Strahlenquellen Praktischer Strahlenschutz 1

2 Warum Strahlenschutz? Rechtliche Einordnung 29 RöVo Berechtigte Personen VetMed Röntgenstrahlung darf nur angewendet werden von (1) Personen, die erforderliche Fachkunde besitzen (2) Personen, die über Kenntnisse im Strahlenschutz verfügen und unter Aufsicht eines Fachkundigen tätig sind. 2

3 Rechtliche Einordnung Grundgesetz Atomgesetz Strahlenschutzverordnung Richtlinie Strahlenschutz in der Tierheilkunde (2005) Rechtliche Einordnung Grundgesetz Atomgesetz Strahlenschutzverordnung Richtlinie Strahlenschutz in der Tierheilkunde (2005) 3

4 2 Begriffsbestimmungen Dosis Äquivalentdosis Effektive Dosis (Energie) Dosis Absorbierte Energie pro Masse Einheit: Gray [Gy] " 1Gy = 1Joule/kg 1 kg Veraltet: rad [rd] = 0,01 Gy 4

5 Energiedosis Aus praktischen Gründen nicht direkt gemessen Sondern über die Hilfsgrößen Ionendosis oder Kerma bestimmt Aus Ionendosis kann leicht entsprechende Energiedosis in Luft abgeleitet werden Ionendosis Elektrische Ladung von Ionen gleichen Vorzeichens, die in Luft durch ionisierende Strahlung entstehen, geteilt durch Masse der durchstrahlten Luft Dimension: Ladung/Masse Einheit Coulomb [C]= Joule/kg Alte Einheit: Röntgen [R] Verwendet in Stabdosimetern 5

6 Zusammenhang Ionendosis Energiedosis Energiedosis = Ionendosis x f f = Korrekturfaktor z.b. Luft f = 35 1 C 1,6 x J 1,6 x C 1eV Weichteilgewebe f = 37 Gy/C/kg Benötigte Energie um in Luft 1Coulomb freier Ionen zu produzieren = 35 ev 35 ev 1 C 1,6 x J 1,6 x = 35 J C 1eV à 1Coulomb Ionendosis 35 Joule Energiedosis 6

7 Äquivalentdosis Produkt aus Energiedosis (absorbierte Dosis) und Qualitätsfaktor (ω R ) H= Dosis x ω R Äquivalentdosis Nicht jede Art von Strahlung verursacht gleichen biologischen Schaden Grund: Energieübetragung auf durchstrahltes Gewebe abhängig von Art der Strahlung e Niedriger linearer Energietransfer α Hoher linearer Energietransfer 7

8 Strahlenarten Röntgen & Gammastrahlen Interaktion mit Materie über sehr langen Weg Allerdings nicht besonders dicht à geringer Energietransfer auf Gewebe Strahlenarten Röntgen & Gammastrahlen 8

9 Strahlenarten Protonenstrahlung } Protonen = positiv geladene Teilchen } Beschleunigte Protonen werden in der Medizin im Rahmen der Protonentherapie zur Tumorbehandlung eingesetzt Strahlenarten Protonenstrahlung Schonender als Röntgentherapie Grund: Energieabgabe findet in eng begrenztem Bereich statt & nicht schon auf dem Weg zum Ziel Proton 9

10 Strahlenarten Protonenstrahlung Welt.de Wichtungsfaktoren Äquivalentdosis Strahlenart Röntgen, Gammastrahlen, Elektronen, ßPartikel Wichtungsfaktor/ Qualitätsfaktor Protonen (>2MeV) 5 Neutronen 520 α Partikel

11 Effektive Dosis Summe der gewichteten Organdosen Einheit: Sievert [Sv] Gewichtete Organdosen Nicht jedes Gewebe ist gleich strahlenempfindlich à Gewebespezifische Wichtungsfaktoren (ω T ) Organ Wichtungsfaktor Gonaden 0,2 Rotes Knochenmark 0,12 Schilddrüse 0,05 Haut 0,01 11

12 Ionendosis (X) = Menge an Ionisation pro Masse Luft C/kg (alt: Röntgen) Energiedosis (D) = Menge an weitergeleiteter Energie pro Masse Gy = J/kg (alt: rad) Äquivalentdosis (H) = Größe zur Bestimmung des strahlenartspezifischen Schadens (Strahlenwichtungsfaktoren) Sv (alt: rem) Effektive Dosis (E) = Größe zur Bestimmung von strahlenart und organspezifischem Schadens (Strahlen& Organwichtungsfaktoren) Sv (alt: rem) 12

13 2 Begriffsbestimmungen Personendosis = Äquivalentdosis 3 Betrieb von Röntgeneinrichtungen (1) Wer eine Röntgeneinrichtung betreibt bedarf einer Genehmigung. (2) Genehmigung ist zu erteilen wenn notwendige Anzahl an Strahlenschutzbeauftragten vorhanden ist. 13

14 4 Anzeige von Röntgeneinrichtungen (1) Eine Genehmigung bedarf nicht Röntgenstrahler bauartzugelassen ist 1315 Strahlenschutzverantwortlicher & beauftragter Strahlenschutzverantwortlicher Betreiber Verantwortlich für Einhaltung der Schutzvorschriften Jede unnötige Strahlenexposition ist zu vermeiden Fachkunde nicht erforderlich 14

15 1315 Strahlenschutzverantwortlicher & beauftragter Strahlenschutzbeauftragter Voraussetzung: Fachkunde Pflicht: Einhaltung von 1632,36,40,42 Qualitätssicherung der Röntgeneinrichtung (regelmäßige Überprüfung), Einrichtung von Strahlenschutzbereichen (Überwachungs & Kontrollbereich, Ablauf d. Röntgens, Schutzvorkehrung (Schutzkleidung), Zutrittskontrolle (z.b. Schwangere), Rechtfertigende Indikation, Aufklärung von Personen über Risiken, Dosimetrie, ärztl. Untersuchung, jährliche Unterweisungen 18a Fachkunde Geeignete Ausbildung ( Bestehen einer staatlichen (...)Berufsausbildung ) Praktische Erfahrung à Anerkennung der Ausbildung durch Regierungspräsidium Durch geeignete Kurse alle 5 Jahre aufgefrischt 15

16 18a Kenntnisse im Strahlenschutz Geeignete Einweisung Praktische Erfahrung Röntgenstrahlung darf nur angewendet werden von 29 RöVo Berechtigte Personen VetMed (1) Personen, die erforderliche Fachkunde besitzen (2) Personen, die über Kenntnisse im Strahlenschutz verfügen und unter Aufsicht eines Fachkundigen tätig sind. 19 Strahlenschutzbereiche Kontrollbereich Mögliche effektive Dosis > 6 msv/jahr Oder Überschreitung spez. Organdosen Überwachungsbereich Mögliche effektive Dosis > 1 msv/jahr Oder Überschreitung spez. Organdosen Nur während der Einschaltzeit! 16

17 Kontrollbereich Flur Überwachungsbereich 19 Strahlenschutzbereiche Kontrollbereich Abzugrenzen Kennzeichnung Kein Zutritt Röntgen Kennzeichnung nicht nur während Einschaltzeit, sondern während Betriebsbereitschaft Mobile Geräte: Einrichten & Kennzeichen eines Kontrollbereiches 17

18 19 Strahlenschutzbereiche Kontrollbereich Schutzkleidung Dosimetrie Unterweisung 19 Strahlenschutzbereiche Kontrollbereich Zutritt nur wenn 1. Sie zur Durchführung der Betriebsvorgänge nötig sind 2. Patient 3. Auszubildende/Studierende wenn zum Erreichen des Ausbildungsziel notwendig 18

19 20 Wo darf geröngt werden Röntgeneinrichtung darf nur in geschlossenem Raum betrieben werden Muss von Sachverständigem benannt sein Ausnahmen Außerhalb nur, wenn Zustand v. Person oder Tier oder dessen Größe dies zwingend erfordern Seedshirt.de 29 Berechtigte Personen VetMed Röntgenstrahlung darf nur angewendet werden von (1) Personen, die erforderliche Fachkunde besitzen (2) Personen, die über Kenntnisse im Strahlenschutz verfügen und unter Aufsicht eines Fachkundigen tätig sind. 19

20 29 Berechtigte Personen VetMed Technische Durchführung MTRA MTA mit Fachkunde Andere Personen (Tierarzthelferinnen) mit Kenntnissen im Strahlenschutz unter ständiger Aufsicht und Kontrolle von Personen mit Fachkunde 31 Dosisgrenzwerte 1. Beruflich strahlenexponierte Personen effektive Dosis pro Jahr < 20 msv Kath. A : > 6 msv/ Jahr möglich Kath. B : > 1 msv/ Jahr möglich 20

21 31 Dosisgrenzwerte Effektive Dosis (Ganzkörperdosis) darf 20 msv im Jahr nicht überschreiten Verschiedene Organdosen, z.b. Keimdrüsen : < 50 msv/jahr Extremitäten : < 500 msv/jahr Personen unter 18 Jahren effektive Dosis < 1 msv / Jahr Auszubildende o. Studierende zw Jahren effektive Dosis < 6 msv / Jahr Ausbildungsziel! 21

22 Gebärfähige Frauen < 2 msv / Monat an Gebärmutter (unter Schürze) Ungeborenes Kind (Schwangere) < 1 msv von Bekanntgabe Geburt (Messung wöchentl.) Dosimetrie Filmplakette (Schwärzung) Stabdosimeter (Ionisation) Digitale Dosimeter (Ionisation) Ringdosimeter (Thermolumineszens) 22

23 Dosimetrie Amtliches Dosimeter Im Kontrollbereichen zu tragen Filmplakette Ermittlung der Körperdosis Auswertung durch amtliche DosimeterAuswertestelle Mitteilung ermittelter Dosis an verantwortlichen Strahlenschutzbeauftragten Dosimetrie Filmplakette Dünne Kunststoffkassette Unterschiedlich dicke Metallfiltern Röntgenfilm 23

24 Dosimetrie Geeignet für Röntgen oder γstrahlung Grad der Schwärzung des Films à Maß für aufgenommen Strahlendosis Strahlungsenergie à Durchdringung der dicken Metallfilter à Zahl geschwärzter Felder Dosimetrie Stabdosimeter Nicht zugelassen! 24

25 Dosimetrie Digitale Dosimeter Prinzip GeigerMüllerZählers Dosimetrie Ionisierende Strahlung trennt Hüllenelektronen des Edelgases von ihren Atomkern Digitale Dosimeter Elektronen à zur Anode beschleunigt, dabei Kollision mit weiteren Gasatomen à weitere Ionisation 25

26 Dosimetrie Digitale Dosimeter Stromfluss zwischen Anode und Kathode Mittels eines in den Stromkreis eingeschalteten Widerstandes à Umwandlung in Spannungssignal Dosimetrie Meßelektronik wertet Spannungssignal aus Korrespondierende Dosis wird im Display angezeigt Nicht amtl. zugelassen Akustisches oder optisches Signal möglich Digitale Dosimeter Uniheidelberg.de 26

27 Dosimetrie Ringdosimeter Funktionsprinzip Thermolumineszenz Thermolumineszenz = Fähigkeit bei Erhitzen Licht abzugeben Aufbau: Thermolumineszenzfähigen Kristall (i.d.r. Lithiumfluorid dotiert mit Magnesium und Titan oder Magensium und Kupfer) Dosimetrie Ringdosimeter Durch radioaktive Strahlung werden Atome aus ihren Gitterplätzen herausgeschlagen und gelangen nicht mehr in ihre Ursprungsposition zurück à Kristallfehler à Energiespeicherung 27

28 32 Strahlenexposition der Bevölkerung Bevölkerung max. effektive Dosis < 1mSv/Jahr Natürliche Strahlenquellen Kosmische Strahlen Ursprüngliche Radionuklide (Ursprung: Urknall) 28

29 Natürliche Strahlenquellen Kosmische Strahlung Extraterrestrischer Strahlung Ursprung: Supernovaexplosionen & Röntgenausbrüche um Schwarze Löcher u.a., ggr. Sonne Natürliche Strahlenquellen 84% Protonen, 12% Helium Sekundärstrahlung (Neutronen, Elektronen, ) Jährlich Dosis ~270µSv ~9% der natürliche Strahlung Juliansalomon.de 29

30 Natürliche Strahlenquelle Natürliche Strahlenquellen Ursprüngliche Radionuklide Seit dem Urknall auf der Erde Bestrahlung von außen, Inhalation, Inkorporation Bestrahlung von außen Alleine Zerfallskette von Thorium 232 (Th 232) & Kalium 40 (K 40) à ~280µSv ~9% der natürliche Strahlung 30

31 Natürliche Strahlenquellen Ursprüngliche Radionuklide Bestrahlung von außen Monazit Sand Hohe Thorium232 Konzentration Strahlungsbelastung 50µGy/h Natürliche Strahlenquellen Belastung durch Inhalation Radon 222 (Rn222) signifikantestes inhaltiertes Radionuklid Ablagerung tracheobronchial Belastung pro Jahr: ~2mSv 68% der natürlichen Strahlung 31

32 Natürliche Strahlenquellen Belastung durch Inkorporation Kalium 40 (K40) am signifikantesten Skelettmuskulatur höchste Menge an Kalium Jährliche Dosis: ~400µSv ~13% der der natürlichen Strahlung Natürliche Strahlenquellen Belastung durch natürliche Strahlung Ursprung Art der Belastung; Betroffenes Gewebe Jährl. Effektive Dosis [msv] % Inhaliertes Radionuklide (v.a Rn222) Aufgenomme Radionuklide (v.a K40) Bestrahlung durch terrestrische Radionuklide Kosmische Strahlung Kosmogene Radionuklide Intern; Bronchiales Epithel Intern; gesamter Körper Extern; Gesamter Körper Extern; Gesamter Körper Intern; Gesamter Körper ,4 13 0,28 9 0,27 9 < 0,01 <1 32

33 Technologiebasierte Strahlenquellen Verstärkung natürlicher Quellen Technologisch hergestellte Verstärkte natürliche Quellen Viele Bereiche V.a. Verbrauchsprodukte V.a. Tabak Jährliche Äquivalentdosis für das Bronchialepithel ~0,28mSv (280µSv) 33

34 studio5555.de Verstärkte natürliche Quellen Aber auch in Baumaterial z.b. Beton, Granit (Uran, Thorium, Kalium) Jährliche Äquivalentdosis ~30µSv 34

35 Künstliche Quellen Medizinische Diagnostik und Therapie Jährliche Äquivalentdosis 540µSv >95% der erzeugten künstlichen Strahlung aus 88% der technologiebasierten Strahlung 35