Grundzüge des praktischen Strahlenschutzes

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1 Hans-Gerrit Vogt Heinrich Schultz Grundzüge des praktischen Strahlenschutzes unter Mitarbeit von Jan-Willem Vahlbruch 6., überarbeitete Auflage Mit 161 Abbildungen, 56 Tabellen und 76 Diagrammen HANSER

2 VII Inhalt 1 Einleitung 2 Aufbau der Materie Strahlungsarten Materiestrahlung Wellenstrahlung Eigenschaften der Strahlung Strahlungsquellen Radioaktive Stoffe Aktivität Kernprozesse Halbwertzeit Natürliche und künstliche Radioaktivität Aktivitäten bei Umwandlungsreihen Kenngrößen radioaktiver Stoffe Radioaktive Quellen Strahlungsgeneratoren Röntgenröhre Teilchenbeschleuniger Gleichspannungsfeld-Beschleuniger Wechselspannungsfeld-Linearbeschleuniger Ringbeschleuniger mit konstantem Magnetfeld Ringbeschleuniger mit veränderlichem Magnetfeld Strahlungsfelder an Beschleunigern Kernreaktor Störstrahler Ausbreitung von Strahlung in Materie Strahlungsfelder und Wechselwirkungen Direkt ionisierende Strahlung Alphastrahlung Beta- und Elektronenstrahlung Indirekt ionisierende Strahlung Photonenstrahlung Neutronenstrahlung Kernreaktionen Kernspaltungskettenreaktionen Teilchenkaskaden Änderung von Materialeigenschaften...56

3 VIII Inhalt 6 Strahlungswirkungsgrößen Dosis Energiedosis Ionendosis Kerma Dosisbegriffe im Strahlenschutz Operative Größen Äquivalentdosis Ortsdosis Personendosis Bisher gebräuchliche Messgrößen Schutzgrößen Organdosis Effektive Dosis Dosisleistung Potenzielle Alphaenergie-Exposition Biologische Wirkung ionisierender Strahlung Grundlagen Deterministische Strahlenschäden Stochastische somatische Strahlenschäden Genetische Strahlenschäden Natürliche und zivilisatorische Strahlungsquellen Arbeiten in natürlichen Strahlungsfeldern Strahlungsmessung Messaufgaben Strahlungsdetektoren Ionisationskammer Proportionalzählrohr Auslösezählrohr Szintillator Photoemulsion Lumineszenzdetektor Halbleiterdetektor Festkörper-Kernspurdetektor Sonstige Detektoren Strahlenschutzmessgeräte Einsatzweise von Messgeräten Personendosismessgeräte Photonenstrahlung Neutronenstrahlung Beta- und Photonenstrahlung Alphastrahlung Anwendungshinweise

4 Inhalt IX Ortsdosis- und Ortsdosisleistungsmessgeräte Photonenstrahlung Neutronenstrahlung Beta- und Photonenstrahlung Anwendungshinweise Oberflächenkontaminations-Messgeräte Mobile Geräte Stationäre Geräte Anwendungshinweise Aktivitätsmessgeräte Messung an Festsubstanzproben Messung an Flüssigkeiten Messung an Luft Messung inkorporierter radioaktiver Stoffe Anwendungshinweise Messsystem der Spektrometrie Aufbau von Impulshöhenanalysatoren Messungen mit Vielkanalanalysatoren Messungen mit Bonnerkugeln Anwendungshinweise Berechnung von Aktivitäten aus Impulsraten Statistische Messunsicherheit bei Impulszählungen Messungen bei Vernachlässigung des Nulleffekts Messungen bei Berücksichtigung des Nulleffekts Erkennungsgrenze und Nachweisgrenze Schutzmaßnahmen gegen Strahlungsfelder Grundregeln für den Schutz gegen Strahlungsfelder Begrenzung der Quellstärke Beschränkung der Aufenthaltsdauer Einhaltung großer Abstände zur Quelle Alphastrahlung Beta- und Elektronenstrahlung Gammastrahlung und monoenergetische Photonenstrahlung Röntgen- und Bremsstrahlung Neutronenstrahlung Abschirmung von Strahlungsfeldern Alphastrahlung und schnell bewegte Atomkerne Beta- und Elektronenstrahlung Gammastrahlung und monoenergetische Photonenstrahlung Röntgen- und Bremsstrahlung Neutronenstrahlung

5 X Inhalt 9.6 Schutz gegen Oberflächenstreustrahlung Photonenstrahlung Neutronenstrahlung Schutzmaßnahmen gegen Kontaminationen Gefährdung durch Kontaminationen Grundregeln für den Schutz gegen Kontaminationen Kontamination der Luft Kontamination des Wassers Kontamination von Oberflächen Kontamination von Nahrungsmitteln Abschätzung der Folgedosis Inhalation Ingestion Permeation Abschätzung der zugefiihrten Aktivität Messung von Aktivitätskonzentration und spezifischer Aktivität Ganzkörper- und Teilkörpermessung Ausscheidungsmessung Strahlenexposition bei kontaminierter Umgebung Submersion und Immersion Bodenkontamination Strahlenexposition nach Aktivitätsfreisetzung in die Umgebung Kurzzeitige Ausbreitung in der Atmosphäre Aktivitätsverteilung in der Luft Wirkungen von Aktivitätskonzentrationen Langzeitige Ausbreitung in der Atmosphäre Ausbreitung über die Nahrungskette Ausbreitung durch Verschleppen bei Ortsveränderungen Rechtsvorschriften im Strahlenschutz Grundlagen Rechtsvorschriften in Deutschland Anwendungsbereich von Strahlenschutz- und Röntgenverordnung Strahlenschutzverordnung Röntgenverordnung Personengruppen Grenzwerte beruflicher Strahlenexposition Tätigkeiten Arbeiten Strahlenschutzbereiche Personenüberwachung Schutz der Bevölkerung Organisatorische Schutzmaßnahmen

6 Inhalt XI Beförderung radioaktiver Stoffe Eichung von Strahlenschutzmessgeräten Strahlenschutz in speziellen Tätigkeitsbereichen Umgang mit umschlossenen radioaktiven Stoffen Allgemeine Gesichtspunkte Mess- und Regeltechnik Zerstörungsfreie Prüfung Strahlungsgeneratoren Röntgeneinrichtungen Allgemeine Gesichtspunkte Mess- und Regeltechnik Zerstörungsfreie Prüfung Prüfung, Erprobung, Wartung und Instandsetzung Teilchenbeschleuniger Störstrahler Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen Allgemeine Gesichtspunkte Arbeitsplanung und Handlungsweisen Verhaltens- und Arbeitsregeln Überwachungsmessungen Abfallbehandlung Kerntechnische Anlagen Beförderung radioaktiver Stoffe Maßnahmen bei Stör- und Unfällen sowie außergewöhnlichen Ereignisabläufen Pflichten nach Strahlenschutz- und Röntgenverordnung Anhang Anwendungsbeispiele Tabellen und Diagramme Fachverzeichnisse Bezugsquellen für Literatur, Formblätter und Dienstleistungen Online-Nukleardaten/Programm-Service Computer-Programme Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis