Contra. Pro. Strahlenschutz, Dosis und Risiko. Kernenergie vielleicht doch?

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1 Strahlenschutz, Dosis und Risiko Dr. Gerhard Frank KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Großforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft Kernenergie vielleicht doch? Pro relativ hohe Ressourcenkapazität Technik hoch entwickelt kostengünstig Klima schonend Ist mächtig! Contra begrenzte Ressourcenkapazität Technik nicht beherrschbar Gewinn bringend gesundheitsschädlich Ist mir unheimlich!

2 Thema 1:

3 Radioaktive Strahlung gibt es nicht! gibt es nicht! Strahlung - Radioaktivität Wirkung Quelle Licht Glühlampe Ionisierende Strahlung Radioaktives Material Strahlung ist nicht radioaktiv!

4 Umschlossene radioaktive Stoffe Radioaktive Substanz in inaktivem Stoff eingebettet oder umhüllt Austritt radioaktiver Stoffe verhindert Abmessung mindestens 2 Millimeter Daraus folgt für den Umgang mit umschlossenen radioaktiven Stoffen: Keine Inkorporationsgefahr bei üblicher betriebsmäßiger Beanspruchung Offene radioaktive Stoffe Ein radioaktiver Stoff gilt als offen, wenn er nicht umschlossen ist. Beispiele: Flüssigkeiten Pulver Gase Aerosole Feststoffe mit Abmessungen kleiner als 2 mm Beim Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen besteht in der Regel Inkorporationsgefahr!

5 Expositionspfade Man unterscheidet äußere und innere Strahlenexposition: Einatmen (Inhalation) Verschlucken (Ingestion) Aufnahme über Wunden Bestrahlung von außen Inkorporation radioaktiver Stoffe Dosisleistung Kontamination Kontamination (Verstrahlung) Kontamination ist eine Verschmutzung mit radioaktivem Material. Kontamination ist im Allgemeinen nicht festhaftend. Verschleppung ist möglich Kontamination bedeutet Inkorporationsgefahr!

6 Schutz vor Inkorporation Verhaltensregeln beim Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen oder bei Kontamination: nicht essen nicht trinken nicht rauchen nicht schminken kein Zutritt mit offenen Wunden Verschleppung vermeiden ggf. Schutzkleidung tragen Im Prinzip gelten hier die selben Regeln wie beim Umgang mit allen anderen gefährlichen Substanzen auch Schutz vor externer Strahlenexposition Die drei A des Strahlenschutzes: Abstand halten Aufenthaltsdauer beschränken Abschirmung verwenden

7 Abschirmung Alpha-Strahlung Reichweite in Luft: wenige Zentimeter Reichweite in Gewebe: einige Mikrometer Beta-Strahlung Reichweite in Luft: maximal wenige Meter Reichweite in Gewebe: wenige Millimeter Gamma- und Röntgen-Strahlung Reichweite: unendlich Schwächung durch Materialien hoher Dichte (z. B. Blei) Neutronen-Strahlung Reichweite: unendlich Schwächung durch Kombination verschiedener Materialien (z.b. Paraffin + Cadmium + Blei) Die drei A des Strahlenschutzes

8 Gesetzlicher Strahlenschutz Der Umgang mit radioaktiven Stoffen und die Erzeugung ionisierender Strahlung sind verboten! außer, wenn es explizit genehmigt ist! Genehmigungsbedürftige Tätigkeiten Der Umgang mit radioaktiven Stoffen oder Kernbrennstoffen, die Errichtung und Betrieb von Anlagen zur Erzeugung ionisierender Strahlung, der Zusatz radioaktiver Stoffe zu Konsumgütern und Arzneimitteln, Der Umgang mit radioaktiven Stoffen und die Erzeugung ionisierender Strahlung sind verboten! der Betrieb von Röntgeneinrichtungen und Störstrahlern (mit Bauartzulassung oder CE-Kennzeichnung nur anzeigepflichtig) und 3 AtG 4 AtG 6 AtG 7 AtG 9 AtG 7 StrlSchV 11 StrlSchV 15 StrlSchV 16 StrlSchV 19 StrlSchV 23 StrlSchV 106 StrlSchV 3 RöV 5 RöV mit behördlicher Genehmigung erlaubt! die berufliche Strahlenexposition in fremden Betrieben bedürfen einer behördlichen Genehmigung! Zuständigkeiten durch Landesrecht festgelegt!

9 Thema 2: Dosis-Wirrwarr? Ionendosis Gy H (10) P H*(10) Organdosen Oberflächendosis H'(0,07) msv D Konservend osen H (0,07) P w T Ortsdosis

10 Radiologisch bewertete Dosis Die im Strahlenschutz üblicherweise verwendete Dosis (eigentlich: "radiobiologisch bewertete Energiedosis in Gewebe") ist ein Maß für die biologische Wirksamkeit, also für die Gefährlichkeit einer Strahleneinwirkung. Einheit: Sievert (Sv). 1 Sv = 1000 msv 1 msv = 0,001 Sv Dosisleistung Je länger der Aufenthalt im Strahlungsfeld, desto höher die Dosis! Die Dosisleistung gibt die Erhöhung der Dosis pro Zeiteinheit (Stunde) an. Dosisleistung = Dosis Zeit Einheit der Dosisleistung: msv/h bzw. µsv/h

11 Effektive Dosis entspricht einer Ganzkörperdosis wichtigste Größe im Strahlenschutz Maß für das Risiko des Auftretens von stochastischen Strahlenschäden (Krebs, Leukämie, Erbschäden) Bestimmung in der Regel durch Messung der Äquivalentdosis (Personendosis, Ortsdosis) Wichtige und typische Werte für effektive Dosis Tödliche Dosis Schwellendosis für akute Strahlenschäden Jahresgrenzwert für beruflich strahlenexponierte Personen Computertomografie Bauchraum Mittlere jährliche Belastung für den Bundesbürger Jahresgrenzwert für nicht beruflich strahlenexponierte Personen Röntgenaufnahme Schädel Schwellenwert für stochastische Strahlenschäden 7000 msv 250 msv 20 msv 20 msv 4 msv 1 msv 0,1 msv 0 msv

12 Risiko durch ionisierende Strahlung Die Dosis bestimmt das Risiko auf stochastische Strahlenschäden. Risiko auf tödlichen Krebs: 5 % pro Sv bzw. 0,005 % pro msv Risiko auf schwere Erbschäden: 1 % pro Sv bzw. 0,001 % pro msv Statistisch gesehen: Bestrahlung von Personen mit je 1 msv führt zu 50 Krebstoten Risikobetrachtungen Krebs allgemein: ca. 25 % Raucherkrebs: ca. 8 % (für Raucher) Beispiele für Todesrisiken Strahlenkrebs: 0,005 % pro msv Straßenverkehr: ca. 0,008 % pro Jahr Akzeptables Risiko: 0,1 % pro Jahr

13 Strahlenexposition in Deutschland Medizin: 1,8 msv natürliche innere Bestrahlung: 1,4 msv kosmische Strahlung: 0,3 msv terrestrische Strahlung: 0,4 msv Industrie Tschernobyl Kernwaffentests Flugreisen Beruf fossile Energieträger Kernkraftwerke Industrieprodukte 0,01 msv 0,01 msv 0,005 msv 0,005 msv 0,002 msv 0,002 msv 0,001 msv 0,001 msv Mittlere Gesamtexposition pro Jahr: 3,9 msv Strahlenexposition in Deutschland Ursache der Strahlendosis Natur kosmische Strahlung terrestrische Strahlung innere Bestrahlung effektive Dosis in msv/jahr Mittelwert Bevölkerung 0,3 0,4 1,4 Wertebereich für exponierte Einzelpersonen 0,3 bis 0,5 0,2 bis 3 0,5 bis 8 Natur gesamt 2,1 1 bis 10 Zivilisation Medizin Erhöhung der natürlichen Dosis durch industrielle Tätigkeit Kernwaffentests, Tschernobyl Flugreisen Beruf fossile Energieträger Kernkraftwerke Industrieprodukte 1,9 0,01 0,01 0,005 0,002 0,002 0,001 0,001 0,1 bis 20 0,1 bis 2 0,005 bis 0,04 0,01 bis 5 0,5 bis 5 0,001 bis 0,01 0,001 bis 0,01 0,1 bis 2 Zivilisation gesamt 1,9 0,1 bis 20 gesamt 4,0 1 bis

14 Strahlendosis Die in der Einheit Sievert (Sv) angegebene Dosis ist ein Maß für die Gefährlichkeit einer Strahleneinwirkung. 1 Sv effektive Dosis Risiko Dosis ist = 5 % tödliche Krebsfälle eines von vielen Risiken Je geringer die Dosis, desto geringer die Wahrscheinlichkeit, einen Strahlenschaden zu erhalten. 1 Sv = 1000 msv (Millisievert) 1 msv = 1000 µsv (Mikrosievert) Häufigkeit verschiedener Krebsursachen ,5 1,5 1 <1 0,5 0,01 ~0,01 ~0,002 ~0,0001 Fortpflanzung Beruf Alkohol Luft- Wasserverunreinigung Sonnenlicht (UV) Natürliche Strahlung Medikamente Nahrungszusätze, Haushalt Medizinische Strahlenexposition Kernwaffenversuche Tschernobyl (Südbayern) Tschernobyl (BRD) Kernkraftwerke Normalbetrieb Tabak Nahrung 0 % 10 % 20 % 30 % 40 %