Was ist radioaktive Strahlung?

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1 Strahlenschutzbelehrung 10. Febr 2009 Allgemeines zum Strahlenschutz Spezielle Regelungen am Nikolaus-Fiebiger Zentrum 1) Grundlagen- Wie entsteht radioaktive Strahlung, und was sind ihre Gefahren? 2) Gesetzliche Regeln zum Umgang mit Radionukliden 3) Die Praxis im Umgang mit Radionukliden Was ist radioaktive Strahlung? α Strahlen: β Strahlen: γstrahlen: Heliumkerne Elektronen (Positronen) Elektromagnetische Wellenstrahlung Entstehen durch Zerfall von Atomkernen 1

2 Strahlenschutzbelehrung : Radioaktivität t : Beta- Zerfall 3 H 3He + e- ~ 18keV 14 C 14N + e- ~ kev 32 P 32S + e- 1,3-1,6 MeV γ-strahlen 125 I : kev 51 Cr : 320 kev Strahlenschutzbelehrung : Radioaktivität t : Energieverteilung P-32 P Nicht bei jedem Zerfall eines 32 P Atoms wird die gleiche Energie frei, sondern es wird ein Energiespektrum freigesetzt, das charakterisisch für jedes Radionuklid ist ( 32 P: keV) 2

3 Sekundärstrahlung: Bremsstrahlung Energiereiche Elektronen (z.b. von 32 P) erzeugen in Schwermetallen eine gefährliche Bremsstrahung Daher 32 P nicht mit Blei abschirmen,sondern mit Plastik! Halbwertszeit Halbwertszeit : T(1/2) Zeit nach der 50% der Radionuklide zerfallen sind Radioaktiver Zerfall : Zerfallgesetz Zerfallsrate dn / dt = - k x N(t) k : Zerfallskonstante N(t) = N 0 x e -k t = No x e-[0.693 t / T(1/2)] N 0 50% 25% Für die praktische Handhabung im Radionuklidlabor: Nach 10 Halbwertszeiten gilt, dass die Rest- Radioaktivität vernachlässigbar ist Halbwertszeiten 3

4 Einheiten der Radioaktivität Einheit des radioaktiven Zerfalls : Becquerel; 1/ Bq = 1 Zerfall / sec 1 Ci (Curie) = 3.7 x s -1 = 3.7 x Bq = 37 GBq 1 mci = 37 MBq Halbwertszeit und Reichweite verschiedener Isotope Isotope Decay mode T 1/2 max. Energy Reichweite in Luft ohne Abschirmung H-3 ß- 12,33 years 0,019 MeV 5 mm C-14 ß years 0,156 MeV 20 mm P-32 ß- 14,262 days 1,711 MeV 5 m P-33 ß- 25,34 days 0,249 MeV S-35 ß- 87,51 days MeV 20 mm Ca-45 ß- 163,8 days 0,257 MeV Cr-51 γ 27,702 days 0,753 MeV I = 1/d 2 (2-3m und weiter) J-125 γ 59,408 days 0,186 MeV I = 1/d 2 J-131 ß- 8,04 days 0,971 MeV 4

5 Biologisch-Medizinische Wirkung von Strahlung Die Zellschäden durch Strahlung sind nicht so sehr abhängig von der Energie der Strahlung, sondern von ihrer Ionisationsdichte Ionisierende Strahlung Ionisationsdichte ist abhängig von Strahlungsart Hoch-energetische Gamma Beta-strahlung Harte Röntgenstrahlung Weiche Röntgenstrahlung Alpha Strahlung 5

6 Dosimetrie: : Messung der Strahlungsdosis DOSIS : Wirkung einfallender Strahlung auf Materie Energiedosis D : D = absorbierte Energie/Masse = dw / dm (Physikalisch Einheit : Gray (Gy) (früher : Rad/rd) messbare Größe) 1 Gy = 1 J / kg Beispiel : 1 Gy ~ Treffer P32 ~ 14 Tage/250 µci Äquivalentdosis H : Biologische Wirkung absorbierter Strahlung Definition: H = q x D q : Bewertungfaktor Einheit : Sievert (Sv) (früher : Rem/rem) 1 Sv = 1 J / kg q = 1 für Röntgen, ß und γ-strahlen q = für α-strahlen Strahlenschutzbelehrung : Berechnung der Äquivalentdosis H / Faktor q Faktor : q ~ Wichtungsfaktor Wr (ß-Strahlen) H = q x D 6

7 Die Skala natürlicher und künstlicher Strahlenbelastungen Kosmische Strahlung in 10 km Höhe Terrestrische Strahlung in Bayrischen Wald 20 msv/a Strahlenschutzbelehrung : Strahlenbelastung Kontrollbereich (Isotopenlabor 3.Stock) 7

8 Strahlenschutzverordnng Den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen regelt die Verordnung über den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen (Strahlenschutzverordnung - StrlSchV) in der Fassung vom 20. Juli 2001, zuletzt geändert am 20. Juni 2002 Die Interne Strahlenschutzanweisung des Nikolaus-Fiebiger Zentrums gibt diesbezügliche und verbindliche Betriebsanweisungen! Wo kann im Nik.Fieb.Zentrum mit offenen Radionukliden gearbeitet werden? Nur im Isotopenlabor im III. Stock (Radionuklid Labor, Kontrollbereich) Theoretisch in geringen Mengen (max. 0.5 mci 35 S, 10 μci 32 P) auch in den S1 Isotopenlaboratorien im I. Stock und Erdgeschoß, Nach interner Vereinbarung machen wir das aber nicht! Ausnahme: Verschlossene radioaktiv markierte Substanzen, getrocknete Gele etc. können auch in den S1 Laboratorien (042,1,045,1.077,2.045,2.077)(Betrieblicher Überwachungsbereich) aufbewahrt werden bis max. 10μCi 32 P und 0.5 mci 35 S Pro Labor! Ansonsten gilt die allgemeine Freigrenze für Radionuklide 3H: 3,7 x 10 6 Bq (100 μci) 14,35S, 32P: 3,7 x 105 Bq (10 μci) 125I: 1 μci 8

9 Strahlenschutzbelehrung : Recht : Verantwortlichkeiten Für die Leitung oder Beaufsichtigung des Strahlenschutzes sind von der Uni Erlangen die erforderlichen Strahlenschutzbeauftragten schriftlich zu bestellen. Strahlenschutz-Organisation an der Uni Erlangen Strahlenschutzverantwortlicher der Uni Erlangen : Kanzler Hr. Schöck Strahlenschutzverantwortlicher des NFZ ist der jeweilige Institutsleiter: z. Zt. Prof. Jürgen Behrens Strahlenschutzbeauftragte nach 31 der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) vom (Prof. Klaus von der Mark ) Dr. Dirk Mielenz Dr. Karl Knaup Jeder Strahlenschutzbeauftragte überwacht einen bestimmten Bereich. Dieser ist in der Betriebsanweisung festgelegt. Erster Ansprechpartner ist der Strahlenschutzbeauftragte des entsprechenden Bereiches Strahlenschutzgrundsätze tze Wer (1) mit radioaktiven Stoffen umgeht, (2) eine Anlage zur Erzeugung von ionisierenden Strahlen oder (3) einen Röntgenstrahler betreibt, ist verpflichtet 1. Jede unnötige Strahlenexposition oder Kontamination von Personen, Sachgütern oder der Umwelt zu vermeiden und 2. Jede Strahlenexposition oder Kontamination von Personen, Sachgütern oder der Umwelt auch unterhalb in der StrlSchV und RöV festgesetzten Grenzwerte so gering wie möglich zu halten. Kontaminationen vermeiden (nichts verschütten, Schutzkleidung, Handschuhe!) Inkorporationen vermeiden! In anderen Worten: Sauber arbeiten und jederzeit wissen wo die Radioaktivität ist! 9

10 Strahlenschutzgrundsätze tze Um die Strahlenbelastung so ering wie möglich zu halten, sollte Sie folgende Regeln beachten: 3A Regel: Abstand halten, Abschirmung, Aufenthaltszeit kurz halten Abstand halten Die Strahlenbelastung nimmt mit der Entfernung von der Strahlenquelle ab. Im Falle einer punktförmigen Strahlenquelle nimmt die Strahlenbelastung mit 1 durch Quadrat des Abstands ab. Dies bedeutet, dass in doppelter Entfernung die Strahlenbelastung nur noch ein Viertel usw. beträgt. Abschirmung Bei Arbeiten mit Beta-Strahlung : Plexiglas verwenden KEIN BLEI, da BREMSSTRAHLUNG entsteht! Bei Arbeiten mit Gamma-Strahlern (z.b. 125 Iod, 51 Cr, Tc: Abschirmung mit Blei (Matten, Bleche, Ziegel) Dadurch kann die Dosis-leistung am Arbeitsplatz wesentlich reduziert werden. Strahlenschutzbelehrung : Strahlenschutzgrundsätze tze Aufenthaltszeit (Expositionszeit) verringern Die Strahlenbelastung ist abhängig von zwei Faktoren: der Dosisleistung der Zeit Bei einer zeitlich konstanten Dosisleistung ist die Strahlenbelastung direkt abhängig von der Arbeitszeit an der Strahlungsquelle, d.h. bei doppelter Arbeitszeit wird Ihre Strahlungsbelastung doppelt so hoch. Deshalb: Alle Arbeiten im Strahlenfeld zügig (aber nicht hastig!!) durchführen. Dazu gehört eine genaue und sinnvolle Planung und Vorbereitung. Nach Beendigung der Arbeit oder bei längeren Arbeitspausen einen strahlungsfreien Bereich aufsuchen. Kennzeichnung eines Strahlers Angabe von: Strahlenart - Aktivität - Strahlenenergie - Halbwertzeit 10

11 Verhalten bei Unregelmässigkeiten Verhalten bei erhöhtem Strahlungspegel Wird durch Strahlungsmeßgeräte oder durch Dosimeter mit Alarmschwelle ein erhöhter Strahlungspegel signalisiert, ist der Raum sofort zu verlassen. Das Strahlenschutzpersonal ist zu alarmieren, damit die notwendigen Maßnahmen eingeleitet werden. Gefahrenbereich für Zutritt sperren Verhalten bei Inkorporationsverdacht Bei Verdacht auf Inkorporation z.b. infolge Verschlucken Einatmen radioaktiver Stoffe etc. ist die Arbeit sofort einzustellen und das Strahlenschutzpersonal zu informieren Verhalten bei Unfällen Sofortmaßnahmen bei einem Unfall im Kontrollbereich sind: Retten Personen aus dem unmittelbaren Gefahrenbereich entfernen Verletzte unter Beachtung des Selbstschutzes und der Ersten Hilfe aus dem Gefahrenbereich bringen Bei lebensgefährlicher Verletzung hat konventionelle Hilfe Vorrang Alarmieren : Strahlenschutzbeauftragte des Institutes (siehe oben Ermächtigter Arzt Strahlenschutz Verwendung von S-35S Besondere Eigenschaften von 35 S Energie ca. 160 kev Reichweite in der Luft: ca. 20 mm Kann flüchtige Verbindungen bilden: SO 2 deswegen: Inkorporation (auch Einatmen) vermeiden! Probleme treten auf bei : Inkubationen bei erhöhter Temperatur Einsatz von 35 S Nukleotiden in PCR Reaktionen Zellkultur! daher: Verwendung von Filterkassetten mit Aktivkohle! 11

12 Dr. Dirk Mielenz Problem : Jod 12

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14 Unbeschriftete Proben werden OHNE Vorwarnung von den Strahlenschutzbeauftragten Entsorgt!! 14

15 !! 15

16 Wichtig : Isotopen-Protokollb Protokollbücher sind die Basis der Jahresmeldung 16

17 Wie arbeite ich? Ziel / Idee Nachdenken Belehrung / Ersteinweisung Dosimeter Nachdenken Immer rechtzeitig zurückgeben Dr. Karl Knaup,Raum , Tel Eintragen Freimessen Wer nicht freimisst, ist selber schuld und putzt. Nachdenken Arbeiten Freimessen Abfall entsorgen Austragen 1. Niemals mit dem Radioaktivitätszeichen markierte Abfälle in den Müll werfen; d.h. alles schwarz übermalen oder wegkratzen 2. So wenig Abfall wie möglich produzieren 3. Die Abfallproduzierer bringen den Abfall ins Lager. Sorting out waste CAN be fun volunteers wanted 17

18 Ein Gramm Hirn schützt besser als eine Tonne Blei! 18