Offene radioaktive Stoffe. Allgemeiner Umgang... 2

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1 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe DER UMGANG MIT OFFENEN RADIOAKTIVEN STOFFEN... 2 Allgemeiner Umgang... 2 Umgang mit offenen Stoffen... 2 Strahlenschutzgrundsätze bei offenen Stoffen... 2 Inkorporation von radioaktiven Stoffen... 3 Kontaminationskontrollen... 4 Dekontamination... 5 Ausstattung von Radionuklidlaboratorien STRAHLUNG, KONTAMINATION UND DEKONTAMINATION KONTAMINATIONSMESSUNGEN Seite 4.3-1

2 L. Sempere, G. Paffrath, E. Foßhag, S. Prys, M. Lerch Fachkunde im Strahlenschutz Der Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen Allgemeiner Umgang Beim Umgang mit radioaktiven Stoffen ist stets auf äußerste Sorgfalt zu achten, es sind die entsprechenden Bestimmungen der StrlSchV anzuwenden, insbesondere das Minimierungsgebot. Vor Aufnahme einer Tätigkeit ist der Arbeitsablauf genau zu planen. Strahlenschutzbereiche müssen beachtet werden. Es muss die Kontrolle von Orts- und Personendosen gewährleistet werden. Strahlenschutzbelehrungen sind durchzuführen und entsprechend zu dokumentieren. Personen sind in die Arbeit durch sachkundiges Personal einzuweisen. Für den Umgang mit geschlossenen Strahlern sind folgende Strahlenschutzgrundsätze zu beachten: Abstand wahren Aufenthaltszeit minimieren Abschirmen Strahler müssen darüber hinaus an geeigneten Orten (möglichst Tresor) aufbewahrt werden, es ist regelmäßig eine Inventur durchzuführen. Verlust von Strahlern ist unbedingt den zuständigen Behörden anzuzeigen. Wer mit radioaktiven Stoffen umgeht muss entsprechende taugliche Messgeräte haben und in der Bedienung sachkundig sein. Umgang mit offenen Stoffen Strahlenschutzgrundsätze bei offenen Stoffen Generell ist bei jedem Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen erhöhte Vorsicht geboten, da zusätzlich zur äußeren Strahlenexposition die Gefahr von Kontamination und Inkorporation radioaktiver Stoffe besteht. Die zu beachtenden Strahlenschutzgrundsätze ( 6 StrlSchV) lauten: Jede unnötige Strahlenexposition oder Kontamination von Personen, Sachgütern oder der Umwelt ist unbedingt zu vermeiden; Jede Strahlenexposition bzw. Kontamination von Personen, Sachgütern oder der Umwelt ist unter Beachtung des Standes von Wissenschaft und Technik, sowie unter Berücksichtigung aller Umstände des speziellen Arbeitsplatzes auch unterhalb der in der StrlSchV festgesetzten Grenzwerte so gering wie möglich zu halten. Seite 4.3-2

3 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe Für die praktische Durchführung des Strahlenschutzes beim Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen getroffen, deren Aktivitäten oberhalb der jeweiligen Freigrenze sind: Vor Beginn der Arbeit sind Arbeitspläne zu erstellen; Es sind Arbeitsverfahren zu verwenden, bei denen die Inkorporation radioaktiver Stoffe und die Kontamination der beteiligten Personen und Sachgüter möglichst gering bleiben; Offene radioaktive Stoffe dürfen an Arbeitsplätzen nur so lange und in solchen Aktivitäten vorhanden sein, wie das Arbeitsvorhaben es erfordert; Es ist Schutzkleidung zu tragen und die erforderlichen Schutzausrüstungen sind zu verwenden; Essen, Trinken, Rauchen, Verwendung von Arzneimitteln oder Kosmetika ist im Arbeitsbereich untersagt; Beim Verlassen des Arbeitsbereiches sind Personen und auszubringende Gegenstände auf mögliche Kontaminationen zu überprüfen; Den Anweisungen der SSB ist unbedingt Folge zu leisten Für den Umgang mit offener Radioaktivität sind die folgenden Grundsätze unbedingt einzuhalten: Abstand wahren Aufenthaltszeit minimieren Abschirmen Schutzkleidung tragen Kontamination und Inkorporation vermeiden Anweisungen des Strahlenschutz beachten Kontaminationskontrollen Inkorporation von radioaktiven Stoffen Beim Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen muss die Inkorporation radioaktiver Stoffe unbedingt vermieden werden. In der StrlSchV sind in der Anlage abgeleitete Grenzwerte der Aktivitätskonzentration einzelner Radionuklide in Luft angegeben. Es besteht die Verpflichtung zur Einhaltung dieser Inkorporationsgrenzwerte. Für beruflich strahlenexponierte Personen der Kategorie A ist der Grenzwert der Aktivitätsaufnahme (Inhalations- bzw. Ingestionsgrenzwerte) in Seite 4.3-3

4 L. Sempere, G. Paffrath, E. Foßhag, S. Prys, M. Lerch Fachkunde im Strahlenschutz den Körper drei mal so hoch wie für Strahlenexponierte der Kategorie B, für nicht beruflich strahlenexponierte Personen liegt der Grenzwert bei einem Zehntel der Kategorie A. Die Aktivitätszufuhr darf außerdem in drei aufeinander folgenden Monaten die Hälfte des Grenzwertes der jährlichen Zufuhr nicht überschreiten. Die im Folgenden zur Inkorporation radioaktiver Stoffe gemachten Aussagen gelten nur, wenn keine äußere Strahlenexposition berücksichtigt werden muss. In der Praxis trifft das nur in wenigen Fällen zu (z.b. bei Tritium-Anwendungen). In anderen Fällen ist stets die äußere Strahlenexposition bei Dosisabschätzungen zusätzlich zu berücksichtigen. Die innere Strahlenexposition lässt sich von Experten mit Hilfe spezieller Dosisfaktoren (veröffentlicht in der ICRP 30 oder im Bundesanzeiger Nr. 185 a vom 05. September 1989) abschätzen. Diese geben die bei Inkorporation von 1 Bq des Radionuklids (Inhalation und Ingestion) erhaltene innere Strahlenexposition für den Ganzkörper bzw. einzelne Organe in Sv an. Der Dosisfaktor für Tritium beträgt z. B. für die effektive Dosis 1, Sv. Bq -1. Kontaminationskontrollen In der StrlSchV werden Kontaminationskontrollen in Kontrollbereichen und Überwachungsbereichen verlangt. Personen, die Strahlenschutzbereiche verlassen, in denen mit offenen radioaktiven Stoffen gearbeitet wird, müssen Kleidung und Haut vorher auf Kontamination prüfen. Die regelmäßige Durchführung von Kontaminationskontrollen gehört zu den Pflichten des Strahlenschutzbeauftragten. Kontaminationskontrollen sind an Gegenständen, in der Luft, im Abwasser und an Personen durchzuführen. Der Kontaminationsnachweis kann nach zwei Methoden erfolgen: Direktmessung (bei geringer Umgebungsstrahlung) Wischtest (bei erhöhter Umgebungsstrahlung oder z.b. bei Messungen an schwer zugänglichen Stellen) Werden Kontaminationen mit Aktivitäten oberhalb der in der StrlSchV angegebenen Oberflächenkontaminationsgrenzwerte gefunden, sind unverzüglich Maßnahmen einzuleiten um eine Weiterverbreitung oder Inkorporation zu verhindern. Dekontaminationen dürfen nur Personen durchführen, die die dazu notwendigen Kenntnisse haben (diese können z.b. in Strahlenschutzbelehrungen vermittelt werden). Es ist sinnvoll, in Kontrollbereichen oder betrieblichen Überwachungsbereichen Tabellen mit zuvor errechneten Richtwerten (z.b. Aktivitätsangaben für Wischteste auf Arbeitstischen) bei Handlungsbedarf für die dort tätigen beruflich strahlenexponierten Personen anzubringen. Seite 4.3-4

5 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe Kontaminationen können nicht fest haftend oder fest haftend sein. Nicht fest haftende Kontaminationen sind außer auf Arbeitsflächen im Kontrollbereich generell zu entfernen. Sind unter normalen Arbeitsbedingungen auftretende fest haftende (nicht übertragbare) Kontaminationen oberhalb der Oberflächenkontaminationsgrenzwerte vorhanden, müssen Maßnahmen zum Schutz vor der daraus resultierenden äußeren Strahlenexposition (z.b. Verwendung einer Abdeckung der kontaminierten Fläche) erfolgen und der Ort gekennzeichnet werden. Um eine Verschleppung von Kontaminationen möglichst zu verhindern, sind in Radionuklidlaboratorien Kontaminationskontrollen an Orten und Gegenständen, die von vielen Personen angefasst werden, von besonderer Bedeutung. Dazu zählen: Lichtschalter, Türklinken, Fenstergriffe, Wasserhähne, Griffe zum Öffnen von Abzügen oder Boxen, Griffe an Schubfächern. Kontaminationskontrollen auf dem Fußboden sollten ebenfalls nicht vergessen werden. Messungen an Kleidung und Personen sollen freihändig erfolgen, dabei muss die Gefahr der Kontaminationsverbreitung über den Griff des Messgerätes beachtet werden. In der StrlSchV Anlage III Tabelle 1 werden Oberflächenkontaminationsgrenzwerte angegeben. in einer Empfehlung der Strahlenschutzkommission vom 8. Februar 1990 wird für die Haut bei radioaktiver Kontamination ein Richtwert der flächenbezogenen Aktivität von 10 Bq/cm 2 festgelegt, bei dessen Unterschreitung weitere Dekontaminationsmaßnahmen unterbleiben können.(siehe hierzu Abschnitt Dekontamination der Haut) Wird eine gefahrbringende Kontamination oberhalb der Oberflächenkontaminationsgrenzwerte gemessen, sind folgende Entscheidungen zur Reduzierung der Strahlenexposition und Verhinderung einer Kontaminationsverbreitung möglich: Abklingen der Aktivität an einem gesicherten Ort; Dekontamination der kontaminierten Gegenstände oder Bereiche; Verpacken der kontaminierten Gegenstände, bzw. Abschirmen und ggf. entsprechend den Anforderungen der Landessammelstellen in den radioaktiven Abfall überführen: Oft ist es jedoch erforderlich, schnell und wirkungsvoll zu dekontaminieren um Gegenstände und Arbeitsbereiche von radioaktiven Stoffen oberhalb der Oberflächenkontaminationsgrenzwerte zu befreien. Dekontamination Allgemeines Seite 4.3-5

6 L. Sempere, G. Paffrath, E. Foßhag, S. Prys, M. Lerch Fachkunde im Strahlenschutz Kontaminationen beim Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen können trotz guter Arbeitspraxis nie ausgeschlossen werden. Nur fachkundige, erfahrene Personen können die Gefahr, die von einer Kontamination ausgeht, beurteilen. Dies erfolgt z.b. durch Vergleich der gemessenen Aktivität mit den Oberflächenkontaminationsgrenzwerten und Abschätzung der auftretenden Strahlenexposition. Der Strahlenschutzbeauftragte muss dafür sorgen, dass bei entsprechend gefährlich eingestuften Kontaminationen eine Dekontamination sofort erfolgen kann. Das Durchführen einer Dekontamination ist nach jedem Dekontaminationsschritt messtechnisch zu kontrollieren, bei Stör- und Unfällen sind diese Werte zu protokollieren, (z.b. zur späteren Abschätzung möglicher Strahlenexposition von Personen). Prävention Für Dekontaminationen im Falle von Störfällen oder Unfällen sind auch präventive Vorkehrungen zu treffen, da man gerade bei Kontaminationen mit hohen Aktivitäten schnell und wirkungsvoll zu einer Reduzierung von Kontamination und Strahlenexposition gelangen muss. Grundregeln für die Prävention: Räume, in denen mit offenen radioaktiven Stoffen gearbeitet wird, müssen gut dekontaminierbare Oberflächen haben. Arbeitstische sollten glatte Plastik- oder Edelstahlbeschichtungen haben, Fußböden glatt und fugenlos sein (z.b. durch Epoxidharzbeschichtungen), und die Wände müssen mit gut dekontaminierbaren Anstrichen versehen sein; Für kontaminierte Materialien (z.b. Zellstoff oder Lappen, die zum Aufsaugen verschütteter Radionuklidlösung bei der Dekontamination benutzt wurden) müssen gekennzeichnete Abfallbehälter bereitstehen. Es muss eine ausreichende Anzahl an funktionstüchtigen Kontaminationsmonitoren vorhanden sein (Ersatzbatterien nicht vergessen). Dekontaminationen sind nur an dafür vorgesehenen Orten durchzuführen. Dekontaminationsmittel müssen sofort verwendungsfähig vorhanden sein; obwohl nuklidspezifische Dekontaminationen am wirkungsvollsten sind, reicht die Anwendung gängiger Dekontaminationsmittel in den meisten Fällen aus. Es empfiehlt sich einen Dekontaminationskasten mit Dekontaminationsmitteln und entsprechenden Arbeitsmitteln einzurichten. Dekontamination dürfen nur Personen mit Kenntnissen über Dekontaminationsmethoden durchführen. Ausrüstung Grundchemikalien zur Dekontamination in Radionuklidlaboratorien: Seite 4.3-6

7 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe Geschirrspülmittel oder spezielle Dekolotion, bzw. Dekopaste z.b. DEKONTAM (Lieferant: Amersham Buchler & Co. KG, Postfach 1120, Braunschweig) oder LUO- DERMIN cr (Lieferant: Isotechnik Vertriebs KG, D.E. Schmitt Neukirchen) Zitronensäure 3 %-ig (15 g kristalline Zitronensäure in 500 ml dest. Wasser lösen) Öl (zur Entfernung fettiger Kontaminationen) Weitere Arbeitsmaterialien (im Dekontaminationskasten): Kunststofffolie (ca. 2 m) Zellstoff Gummihandschuhe (mindestens 2 Paar) Galoschen (mindestens 2 Paar) Pinzetten (2) Schere (1) Spatel (1) Signierstift (2 Farben) Plastiksäcke (mindestens 3) Klebestreifen (1 Rolle) Spritzflasche (1) Bechergläser (250 ml, 500 ml) Handwaschbürste (Plastik) Lappen (mindestens 5, ca. 20 x 20 cm) Personen - bzw. Hautdekontamination Arbeitsablauf bei der Personendekontamination: Zunächst werden die kontaminierten Hautbereiche mit einem Kontaminationsmonitor ermittelt. Dabei erfolgt auch eine Kontrolle der Kleidung und die Entfernung kontaminierter Bekleidungsstücke. Meistens handelt es sich um Kontaminationen im Bereich der Hände, der Unterarme oder des Gesichtes, also der bloßen Körperstellen. Die Kontamination soll erst mit milden, normalen Waschvorgängen erfolgen. Nach jedem Waschvorgang muss die Kontrolle am Monitor wiederholt werden; erst wenn ein normales Waschen mit milder Seife und warmem Wasser keinen Erfolg bringt, werden schärfere Dekontaminationsmittel (s. unten) angewandt. Allgemeiner Ablauf der Hautdekontamination: Seite 4.3-7

8 L. Sempere, G. Paffrath, E. Foßhag, S. Prys, M. Lerch Fachkunde im Strahlenschutz Betreffendes Körperteil (z.b. Hände) mit milder Seife und weicher Kunststoffbürste unter lauwarmem, fließendem Wasser 2-3 Minuten sorgfältig waschen und bürsten. Gesamte kontaminierte Hautoberfläche mit dichtem Schaum bedecken und danach ausgiebig mit Wasser abspülen. Waschvorgang mindestens 3-4mal wiederholen, abtrocknen, anschließend Kontrollmessung durchführen, Abriebpaste auf kontaminierte Hautstellen bringen und unter Waschbewegungen gründlich auf der Haut verreiben. Nach etwa 2 Minuten Waschmittelreste unter Verwendung einer weichen Kunststoffbürste und lauwarmem, fließenden Wasser von der Haut entfernen. Waschvorgang mind. 3-4 mal wiederholen, abtrocknen, Kontrollmessung durchführen; Falls immer noch eine Kontamination festgestellt werden kann, sollten die unten beschriebenen Dekontaminationslösungen eingesetzt werden; Kleinere Hautkontamination mit Heftpflaster od. Tesafilm bekleben u. wieder abreißen. Dieser Vorgang kann max. 5-6 mal wiederholt werden (Vorsicht!). Behaarte Hautpartien vorher behutsam rasieren; Nach Dekontamination sind behandelte Hautpartien mit Lanolin-Creme, Eucerin o.ä. einzureiben; Müssen bei zu stark angegriffener Haut die Dekontaminationsmaßnahmen ohne befriedigenden Effekt abgebrochen werden, ist ggf. eine weitere Dekontamination nach h. durchzuführen. Bei anhaltender stärkerer Kontamination eventuell Stoffhandschuhe überziehen oder eine Mullbinde anlegen. Kontamination der Haare Haare mit nach hinten geneigtem Kopf mit Shampoo von Hilfspersonen waschen lassen. Anschl. mit 3%-iger Zitronensäure waschen, nochmals mit Shampoo waschen und abspülen, mit Heißluft trocknen, Kontrollmessung durchführen; Falls noch erforderlich, ist eine Haarwäsche mit Komplexierungslösung (siehe unten) durchzuführen. Bei sehr starker und hartnäckiger Kontamination müssen die Haare evtl. abrasiert werden. Kontamination der Augen Bei Augenkontamination mit gespreizten Augenlidern das Auge unter fließendem Wasser immer vom inneren Augenwinkel (Nasenseite) zum Äußeren gründlich spülen. Gegebenenfalls ist hier eine Augenspülflasche zu verwenden. Kontamination von Schleimhäuten Im Bedarfsfalle können Schleimhäute, Rachen und Nase mit Wasser und 3%-iger Zitronensäure gespült werden. Mundschleimhäute und Zähne ggf. mit Zahnbürste gründlich Seite 4.3-8

9 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe säubern. Zum Gurgeln kann 3%-ige Wasserstoffperoxidlösung (H 2 O 2 ) verwendet werden. Die äußeren Gehörgänge können mit Hilfe einer Ohrenspritze gespült werden. Diffuse Kontamination Gesamte Kleidung entfernen, ohne weitere Verzögerung lauwarm duschen, gründlich abspülen. Vorgang mindestens 3-4 x wiederholen, abtrocknen, Kontrollmessung durchführen. Verbleibende stärkere lokale Kontamination wie oben beschrieben behandeln. Maßnahmen bei Inkorporationsverdacht Besteht neben der Hautkontamination auch Inkorporationsverdacht, soll vorsorglich in ein Filterpapier geschneuzt und dieses auf Aktivität gemessen werden. Weitere Maßnahmen, wie Nasen- Rachen- Abstriche, Body-Counter-Messungen und Ausscheidungsanalysen werden vom Strahlenschutz bzw. vom Strahlenschutzarzt veranlasst. Zusammensetzung von Dekontaminationslösungen Komplexierungslösung (in 1000 ml Wasser folgende Substanzen lösen:) 5 g Titriplex III (Ethylendinitrilotetraessigsäure Dinatriumsalz) 5 g Natriumlaurylsulfat 5 g Stärke 35 g Natriumcarbonat (wasserfrei) Kaliumpermanganatlösung 65 g Kaliumpermanganat in 1000 ml 1%-iger Schwefelsäure auflösen. Natriumbisulfitlösung 18 g Natriumpyrosulfit in 400 ml Wasser auflösen Natriumbleichlauge Diese Lösung ist im Handel erhältlich und muss auf eine Konzentration von 5 % Natriumhypochlorid in Wasser verdünnt werden. Seite 4.3-9

10 L. Sempere, G. Paffrath, E. Foßhag, S. Prys, M. Lerch Fachkunde im Strahlenschutz Ausstattung von Radionuklidlaboratorien Ein Radionuklidlaboratorium besteht aus den Räumen, in denen mit offenen radioaktiven Stoffen umgegangen wird und den notwendigen Sonderräumen, wie z.b. Messraum, Lagerraum für radioaktiven Abfälle, Raum für die Abwasserauffanganlage, Dekontaminationsraum, Raum für lüftungstechnische Einrichtungen, Personenschleuse u.a. In der Norm DIN Teil 1 werden Vorgaben zur Auslegung von Radionuklidlaboratorien in Abhängigkeit von der Höhe der Umgangsaktivität gemacht, die i. a. über die Umgangsgenehmigung für den Genehmigungsinhaber konkretisiert und für verbindlich erklärt werden. Für die Errichtung und Ausstattung nuklearmedizinischer Betriebe gilt für diagnostische Anwendungen die Norm DIN 6844 Teil 1 bzw. für therapeutische Anwendungen die Norm DIN 6844 Teil 2. In Anlehnung an Empfehlungen der IAEA teilt man Radionuklidlaboratorien nach DIN Teil 1 auf der Grundlage von Richtwerten für zulässige Verarbeitungsaktivitäten in drei Labortypen ein: Labortyp C B A Vielfaches der Freigrenze bis bis 10 5 >10 5 Tabelle Verarbeitungsaktivitäten in Radionuklidlaboratorien Der Richtwert für zulässige Verarbeitungsaktivitäten kann je Arbeitsplatz in Anspruch genommen werden, sofern die einzelnen Arbeitsplätze hinreichend getrennt sind, separat entlüftet werden und sonst nicht aufeinander einwirken können. Für die Aufbewahrung ist das fache der Verarbeitungsaktivität zulässig. Zu Fragen der Aufbewahrung radioaktiver Stoffe gibt die DIN Auskunft. In nuklearmedizinischen Betrieben unterscheidet man zwischen aktiven und inaktiven Räumen. In aktiven Räumen wird mit offenen radioaktiven Stoffen umgegangen und im Fall der Therapie gehört auch das Krankenzimmer der Patienten dazu. Aktive Räume sollen soweit wie möglich in unmittelbarer Nachbarschaft angeordnet werden, möglichst nach dem Aktivitätsgefälle (Siehe hierzu. DIN 6844 Teil 1). Das Betreten eines Radionuklidlaboratoriums muss über eine Personenschleuse erfolgen, die eine Umkleidegarderobe, eine Waschgelegenheit und ein Messgerät zur Kontaminationskontrolle enthalten soll. Weiterhin ist folgendes zu beachten: Persönliche Kleidung und personengebundene Arbeitsschutzkleidung sind getrennt aufzubewahren; Seite

11 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe Personen, die Reinigungsarbeiten in Bereichen durchführen, in denen mit offenen radioaktiven Stoffen umgegangen wird, müssen darüber belehrt sein, dass hier nur eine Nassreinigung erlaubt ist (keine Aufwirbelung); Reinigungsgegenstände (z.b. Schrubber, Lappen u. a.) dürfen nur in den Strahlenschutzbereichen, in denen mit offenen radioaktiven Stoffen umgegangen wird, verwendet werden. Aufenthaltsräume sind generell nur außerhalb der Radionuklidlaboratorien vorzusehen. Strahlung, Kontamination und Dekontamination Kontaminationen sind generelle Verunreinigungen von Oberflächen oder Materialien mit nicht fest haftenden Stoffen, Stäuben, Aerosolen, Flüssigkeiten, bzw. mit Schadstoffen verunreinigten Gasen oder Luft. Die StrlSchV definiert Kontamination in 3 wie folgt: Kontamination: Verunreinigung mit radioaktiven Stoffen a. Oberflächenkontamination: Verunreinigung einer Oberfläche mit radioaktiven Stoffen, die die nicht fest haftende, die fest haftende und die über die Oberfläche eingedrungene Aktivität umfasst. Die Einheit der Messgröße der Oberflächenkontamination ist die flächenbezogene Aktivität in Becquerel pro Quadratzentimeter; b. Oberflächenkontamination, nicht fest haftende: Verunreinigung einer Oberfläche mit radioaktiven Stoffen, bei denen eine Weiterverbreitung der radioaktiven Stoffe nicht ausgeschlossen werden kann und Dekontamination als: Dekontamination: Beseitigung oder Verminderung einer Kontamination Derartige offene Kontaminationen bzw. Verunreinigungen in Anlagenbereichen werden in der Regel nach Feststellung unverzüglich gesichert und beseitigt. Materialien können erst dann unbesorgt wieder verwendet werden (Wiederverwendung, Reparaturen außerhalb des Kontrollbereiches, auf Deponien, etc.) wenn ihre Aktivitätsgehalte unter den angegebenen Grenzwerten liegen. Die Strahlenschutzverordnung gibt in den Anlagen III und IV Grenzwerte für kontaminierte Materialien (Gesamtaktivität und spezifische Aktivität) sowie Freigabewerte für kontaminierte Oberflächen, Bauschutt, Altlasten und Metallschrott vor. Seite

12 L. Sempere, G. Paffrath, E. Foßhag, S. Prys, M. Lerch Fachkunde im Strahlenschutz Radionuklid Freigrenze ÜBERSICHT Freigabe ERLÄUTERUNGEN Halbwertszeit Aktivität in Bq spezifische Aktivität in Bq/g Oberflächenkontamination in Bq/cm2 festen Stoffen, Flüssigkeiten mit Ausn. von Sp. 6 in Bq/g uneingeschränkte Freigabe von Bauschutt Bodenaushub von mehr als 1000 t/a in Bq/g Bodenflächen in Bq/g Gebäuden zur Wieder-,Weiterverwendung in Bq/cm 2 festen Stoffen, Flüssigkeiten zur Beseitigung mit Ausn. von Sp. 6 in Bq/g Freigabe von Gebäuden zum Abriss in Bq/cm 2 Metallschrott zur Rezyklierung in Bq/g a 11 H-3 1 E+9 1 E+6 1 E+2 1 E+3 6 E E+3 1 E+3 4 E+3 1 E+3 12,3 a Be-7 1 E+7 1 E+3 1 E+2 3 E+1 3 E E+1 2 E+2 6 E+2 3 E+2 53,3 d Be-10 1 E+6 1 E+4 1,6E+6 a C-11 1 E+6 1 E+1 C-11 Monoxid Dioxid 1 E+9 1 E+1 20,4 m C-14 1 E+7 1 E+4 1 E+2 8 E+1 1 E+1 4 E-2 1 E+3 2 E+3 6 E+3 8 E+1 5,7E+3 a C-14 Monoxid C-14 Dioxid 1 E+11 1 E+11 1 E+8 5,7E+3 a 1 E+7 5,7E+3 a N-13 1 E+9 1 E+2 <10 m Ne-19 1 E+9 1 E+2 <10 m O-15 1 E+9 1 E+2 <10 m F-18 1 E+6 1 E E E+1 2 E+4 1 E+1 109,7 m Na-22 1 E+6 1 E E-1 1 E-1 4 E-3 4 E E-1 2,6 a Na-24 1 E+5 1 E E E+1 7 E+2 1 E+1 15,0 h Mg E+5 1 E+1 20,9 h Al-26 1 E+5 1 E+1 7,2E+5 a Seite

13 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe Si-31 1 E+6 1 E+3 1 E+2 1 E+3 1 E+2 1 E+3 2 E+7 1 E+3 2,6 h Si-32 1 E+6 1 E+3 101,0 a P-32 1 E+5 1 E+3 1 E+2 2 E+1 2 E+1 2 E-2 1 E+2 1 E+3 4 E+5 2 E+1 14,3 d P-33 1 E+8 1 E+5 1 E+2 2 E+2 2 E+2 8 E-2 1 E+3 4 E+4 6 E+5 2 E+2 25,3 d Freidekontaminationen richten sich nach der Art und den Eigenschaften der Kontamination und erfolgen mit mechanischen und chemischen Mitteln. Bei der Beseitigung von offenen Kontaminationen ist die Gefahr einer Inkorporation zu besorgen. Die Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung (PSA), ggfs. Atemschutz, Vollschutz ist erforderlich. Unter äußerer Strahlenexposition wird die Einwirkung durch Strahlungsquellen von außerhalb des Körpers sowohl auf den gesamten Körper (Ganzkörperexposition) bzw. auf einzelne Körperteile (Teilkörperexposition) verstanden. Dabei ist es gleich ob es sich hier um eine offene oder eine umschlossene Quelle handelt. Die Strahlenexposition einer Person, die beim Ausüben einer Tätigkeit oder einer Arbeit entsteht nennt man berufliche Strahlenexposition Als äußere Strahlungsquellen kommen aktivierte Materialien (die Radionuklide sind gleichmäßig im bestrahlten Material enthalten und deshalb durch Dekontamination nicht entfernbar [z.b. Reaktordruckgefäß und Reaktoreinbauten im Kernkraftwerk]) Materialien, die an ihrer Oberfläche, bzw. in den Oberflächenschichten abgelagerte Radionuklide enthalten (z.b. Rohrleitungen und Komponenten außerhalb des Reaktorkerns 1 ). Durch Entfernen dieser aktivitätsführenden Schichten lässt sich die Dosisleistung reduzieren. Vorgeschaltet jeglicher Strahlenschutzmaßnahmen sind jedoch Maßnahmen, die den Aktivitätsaufbau vermeiden lassen bzw. zur Reduktion der Exposition (Kontamination und Dosisleitung) führen (z.b. im Kraftwerk: Vermeidung des Einschleppens von Fremdionen, chemische Fahrweisen zur Minderung der Korrosion, etc.) Erst wenn Kontaminationen und äußere Strahlenbelastungen nicht vermieden werden können sind organisatorische und präventive Maßnahmen im Strahlenschutz zu prüfen. Der Einsatz von Schutzmaterialien (PSA, Atemschutz, etc.) ist erst in zweiter Linie vorgesehen. 1 Man spricht hier auch über aktivierte Korrosionsprodukte Seite

14 L. Sempere, G. Paffrath, E. Foßhag, S. Prys, M. Lerch Fachkunde im Strahlenschutz Eine zusätzliche Maßnahme zur Reduktion der äußeren Strahlenbelastungen im Anlagenbereich bietet die Dekontamination wobei zwischen so genannten sanften Verfahren mit geringem Werkstoffangriff und hartem Angriff (vergleichbar mit konventionellem Beizen) unterschieden wird. Dabei werden die sanften Verfahren bei geplantem Wiedereinsatz, bzw. Wiederverwertung und die harten Techniken bevorzugt zur Freidekontamination bezogen auf die Freigabe entsprechend StrlSchV 29 auf die Abfallminimierung beim Rückbau (Decommissioning) eingesetzt. Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, dass sie auf die Entfernung der kontaminationsführenden, dosisleistungsrelevanten Schichten und bezogen auf ökonomische Aspekte (Rückbau), auf die Minimierung des zu entsorgenden radioaktiven Abfalls abzielen. Die jeweils anzuwendenden Techniken richten sich nach dem zu dekontaminierenden Werkstoff, Art und Aufbau der Kontaminationsschicht und den zu entfernenden Kontaminationen. Betrachtet man metallische Oberflächen, z.b. Edelstähle, handelt es sich um Kontaminationsschichten die aufgrund chemischer und physikalisch-chemischer Eigenschaften entstanden sind (vorwiegend Spinelle [Me II O Me 2 III O 3 ]). Meist findet man auf metallischen Werkstoffen zwei Schichten: eine Schicht, die aus der Werkstoffoberfläche aufgewachsen ist eine Schicht, die durch Sedimentation aus dem Kühlmittel entstanden ist. Beide Schichten unterscheiden sich im Aufbau, in der Zusammensetzung und den Eigenschaften. Die innere, aus dem Werkstoff aufgewachsene Schicht ist meist feinkristallin und hart, während die äußere, dem Kühlmittel zugewandte, Schicht grobkristallin, porig und leicht abwischbar ist. Die Radionuklide sind durch Gleichgewichtsreaktionen bezüglich Lösung und Ionenaustausch in die Oxidschichten eingelagert. Zur Reduktion der Dosisleistung sind diese Aktivitäten zu entfernen, z.b. durch Dekontamination. Seite

15 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe Technisch bieten sich hierzu folgende Verfahrensalternativen an: mechanische Verfahren o harte Techniken (Sandstrahlen, Korundstrahlen, Glasperlenstrahlung) Schleifen, Bürsten, u.. o weiche Verfahren Hochdruckwasserstrahl Eisjet, CO 2 -Strahlen Wischen, u.ä. chemische Verfahren o harte Verfahren (Analogie zum konventionellen Beizen) Salzsäure, Flusssäure, Salpetersäure, Bortrifluorid (HBF 4 ) o weiche Verfahren Einsatz von schwachen Säuren (Oxalsäure, Ascorbinsäure, Zitronensäure, etc.) Einsatz von Oxidationsmitteln (KMnO 4, V 2+ / V 3+, etc.) Einsatz von Komplexbildner (EDTA, Citrat, etc.) elektrochemische Verfahren (vorwiegend weiche Verfahren) mit einem Elektrolyten Dekontaminationen zur Wiederverwendung werden regelmäßig für Einzelkomponenten und neuerdings für ganze Primärkreisläufe (Full- System- Decontamination (FSD)) eingesetzt. Obwohl das Ziel jeder Dekontamination die weitestgehende Entfernung der Aktivität ist, ist bei sanften Techniken eine Dosisleistungsreduktionen > 90 % ein gutes Ergebnis. Bei harten Techniken muss man auf die zu dekontaminierenden Materialien weniger Rücksicht nehmen. Aggressivere Methoden und Chemikalien sowie längere und wiederholte Behandlungen ermöglichen die Unterschreitung der Freigrenzen nach Strahlenschutzverordnung (Anlagen III und IV). Dadurch kommt man den ökonomischeren Zielsetzungen Minimierung des radioaktiven Abfalls und Kostenreduktion wesentlich näher. Seite

16 L. Sempere, G. Paffrath, E. Foßhag, S. Prys, M. Lerch Fachkunde im Strahlenschutz Kontaminationsmessungen Art der Kontamination/ kontaminiertes Medium Luft (Aerosole, Iod) Wasser (Spaltprodukte, Aktivierungsprodukte, - Strahler) Probenahme/Messung Luftprobensammler/ Beladung Filter/ Bestimmung [ips] bzw. Spektroskopie Probenvorbereitung (Fällung, Elektrolyse, Schwebstoffe abtrennen)- Bestimmung [ips] bzw. Spektroskopie Dimension Bq/m³ Bq/m³ Leckagen (feucht) Wischtest, Bestimmung [ips] bzw. Spektroskopie Bq/m 2 Staubablagerungen Wischtest, Bestimmung [ips] bzw. Spektroskopie Bq/m 2 Beläge (Oxidschichten) Ausspritzen und Untersuchung des Spritzwassers Bq/m³ abwischbar Wischteste, Untersuchung meist Spektroskopie Beläge (Oxidschichten) fest durch Dosisleistungsmessung an der Oberfläche (Leitnuklid) Sv/h Haftend Beläge (Oxidschichten) fest Haftend durch - Messung z.b. an der Außenseite der Rohrleitung Bq/m 2 Der Dekontaminationserfolg wird meist durch einen Dekontfaktor bzw. durch die prozentuale Dosisleistungsreduktion angegeben. Es gilt: Dekontfaktor: DF Dosisleistung Dosisleistung vor der Dekonta min ation nach der Dekonta min ation Aktivität oder Aktivität vor der Dekonta min ation nach der Dekonta min ation Proz. Dosisleistungsreduktion: 1 DF[%] 1 DF Allerdings sollte man sich durch beide Größen nicht täuschen lassen, wie folgendes Beispiel zeigt: In einer Wasserkammer eines Dampferzeugers herrscht eine Dosisleistung von 0,5 Sv/h. Nach der Dekontamination zeigt sich ein Dekontfaktor von 100 (5 msv/h) (Vergleich mit der zulässigen Dosis (20 msv/a)) Seite

17 Kapitel 4.3 Offene radioaktive Stoffe Einsatz von Dekontaminationsverfahren in der Kerntechnik (abwischbare Kontamination; festsitzende Kontamination) Komponente Ziel Verfahren Bemerkung/Beispiel Mauerwerk Trennung Material in kontaminiert (Radwaste) und frei (Bauschuttdeponie) Holz Entfernung Farbe, Beschichtung Werkzeug und Material Wiederverwendung, heiße Werkstatt Mechanisch, Oberfläche abfräsen, Strahlverfahren Abwischen, Einsatz Dekontchemikalien Hauptkühlmittelpumpen Dosisleistung, Inspektion Sanfte chemische Techniken Wärmetauscher Dosisleistung, Inspektion, Sanfte chemische Techniken Reparatur Dampferzeuger Dosisleistung, Inspektion, Elektropolitur Reparatur Dampferzeuger Dosisleistung, Inspektion, Sanfte chemische Techniken Reparatur Dampferzeuger Austausch Früher harte chemische und e-chemische Techniken Brennelemente (unbe- Brennelemente strahlt) Sanfte chemische Techniken Einsatz HF Full- System- Dekontamination Full- System- Dekontamination Entfernung CRUD, Korrosionsprodukt-ablagerungen Oberflächenbeizung, Entfernung herstellungsbedingte Verunreinigungen Inspektionen und Reparaturen Rückbau CO 2 Sanfte chemische Techniken Sanfte chemische Techniken z.b. Brennelmentfabrik NUK- EM- Alt, Kahl, Nierderaichbach Vorsicht: Leidenfrostphänomen!!! heiße Werkstatt SWR und LWR- Anlagen Biblis (Rekuperativwärmetauscher) Biblis (geplant) Ringhals, Obrigheim Obrigheim, Beznau, Ringhals PAKs (HU), Loviisa (SF) Biblis Borselle (NL) geplant Stade, Mülheim- Kärlich Seite

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