DATENSAMMLUNG 2. Übersicht über die Strahlenarten 2. Aktivität und Dosiseinheiten 3. Halbwertsschichten 5. Naturkonstanten 5

Transkript

1 DATENSAMMLUNG 2 Übersicht über die Strahlenarten 2 Aktivität und Dosiseinheiten 3 Dosisleistungskonstanten ausgewählter γ - strahlender Nuklide, wichtigste γ - Energien und Halbwertszeiten 4 Halbwertsschichten 5 Naturkonstanten 5 Umrechnung von alten in neue Einheiten 6 Dezimal Vorsätze 6 Literatur 7 Seite 5-1

2 S. Prys Fachkunde im Strahlenschutz Übersicht über die Strahlenarten α-strahlen β-strahlen γ-strahlen X-Strahlen n-strahlen Teilchenart Quellen Energiebereich einige MeV kev...mev kev...mev rund 100 kev (med. Anwendung) Diskret kontinuierlich diskret kontinuierlich und diskret Energieverteilung Wechselwirkungen Reichweite Gefährdung Schutzmaßnahmen bei äußerer Strahlenexposition Kerne des He-4 Elektonen, Positronen Radionuklide: Radionuklide: Pu-239, Ra-226, H-3, C-14, Sr-90, Rn-222, Am-241, Cs-137, Po-210, U-235 Tl-204, Co-60 Photonen Photonen Neutronen Radionuklide: Am-241,Co-60, I- 131, Ba-133, Ba.137m, Tc.99m Röntgenröhre -Ionisation -Anregung für E = 5 MeV in Luft: 3,5 cm -in Wasser: 40 µm vernachlässigbar 10 cm Abstand nicht unterschreiten; vermeiden -Ionisation -Anregung -Bremsstrahlen für E = 1 MeV -in Luft: 4 m -in Wasser: 5 mm Hautexposition Stoffen niedriger Ordnungszahl (1...2 cm Al, PVC); vermeiden -Streuung -Photoeffekt -Comptoneffekt -Paarbildung theoretisch unbegrenzt Ganz- oder Teilkörperexposition Stoffen hoher Dichte und hoher Ordnungszahl (einige cm Pb, Fe, einige dm Beton); vermeiden -Streuung -Photoeffekt -Comptoneffekt -Paarbildung theoretisch unbegrenzt Ganz- oder Teilkörperexposition nicht möglich Stoffen hoher Dichte und hoher Ordnungszahl (bei Energien um 100 kev Pb-Gummi, Pb-Glas mit ca. 1 mm Pb- Gleichwert) -Kernspaltung (Reaktor) -Spontanspaltung (Cf-252) -Neutronenquellen (AmBe) µev...gev kontinuierlich und diskret -Streuung -Moderierung -Kernreaktionen -Kernspaltung nicht definiert Ganz- oder Teilkörperexposition wasserstoffhaltigen Stoffen, zusätzlich Abschirmung der γ- Strahlung; Inkoporation vermeiden Seite 5-2

3 Aktivität und Dosiseinheiten Größe Kurzzeichen Maßeinheit Definition alte Maßeinheit alte Definition Umrechnung X As/kg Röntgen R 1 R = 258 µas/kg 1 Gy 100 R* 1 R 10 mgy* dx/dt As/kg.h R/h 1 R/h = 72 nas/kg.h 1 Gy/h 100 R/h* 1 R/h 10 mgy / h* Aktivität A Bequerel 1Bq = 1/s Curie 1Ci = 37 GBq 1Gbq = 27 mci Bq Ci Energiedosis D Gray Gy 1Gy =1 J/kg rad rd 1rd = 10 mgy 1Gy = 100 rd Energiedosisleistung dd/dt Gy / h 1Gy/h = 1 J/kg.h rd / h 1rd / h =10 mgy/h 1Gy/h = 100 rd/h Äquivalentdosis H Sievert Sv rem rem 1Sv = 100 rem 1rem = 10 msv Äquivalentdosisleistung dh/dt Sv/h rem / h 1Sv/h = 100 rem/h 1rem/h = 10mSv/h Expositionsdosis Expositionsdosisleistung Ionendosis J C/kg Röntgen R Ionendosisleistung dj/dt As/kg.h R/h * Anmerkungen: Im praktischen Strahlenschutz werden die Expositions- und Ionendosis sowie die Expositions- und Ionendosisleistung heute nicht mehr angewendet. Die mit * gekennzeichneten Umrechnungsbeziehungen gelten nur näherungsweise und sind nur für den praktischen Strahlenschutz anwendbar. Für Beta-, Gamma- und Röntgenstrahlen gilt: 1 Gy 1 Sv. Seite 5-3

4 S. Prys Fachkunde im Strahlenschutz Dosisleistungskonstanten ausgewählter γ - strahlender Nuklide, wichtigste γ - Energien und Halbwertszeiten Nuklid Γ H in µsv m 2 h GBq E in MeV F , m Na ,511 u. 1,275 2,6 a Halbwertszeit Mn ,847 u. 2,58 h 1,811 Co ,173 u. 5,27 a 1,332 Tc-99m 16 0,141 6,0 h I ,159 u. 13,2 h 0,530 I ,035 59,41 d I ,31 0,443 u. 25 m 0,527 I ,364 8,02 d Ba ,081 u. 10,52 a 0,356 Cs , a Ir ,317 73,83 d Ra , a U ,17 0,186 7, a Am-241 6,6 0, a ANMERKUNGEN: DIE VERWENDUNG DER IN DIESER TABELLE ANGEGEBENEN DOSISLEISTUNGSKONSTANTEN FÜHRT BEI EINER DOSISBERECHNUNG NUR ZUM γ - ANTEIL DER STRAHLENBELASTUNG. DER WERT FÜR IST DESHALB VOR- ZUGSWEISE FÜR UMSCHLOSSENE RADIOAKTIVE STOFFE ODER AUßERHALB DER β - REICHWEITE DER ENTSPRECHEN- DEN RADIONUKLIDE ZU BENUTZEN. DIE β - DOSIS KANN BEI GERINGEM ABSTAND ZUR QUELLE UM DEN FAKTOR 100 BIS 200 GRÖßER SEIN ALS DIE ERMITTELTE γ - DOSIS. Seite 5-4

5 Halbwertsschichten γ-energie Dicke einer Halbwertsschicht von Luft Wasser Beton Eisen Blei Co m 35 cm 14 cm 3,5 cm 1,5 cm Cs m 30 cm 12 cm 2,8 cm 0,8 cm Anmerkungen: Die angegebenen Halbwertsschichten sind gerundete Werte, deren Genauigkeit für den praktischen Strahlenschutz ausreichend ist. Naturkonstanten (ohne Gewähr) Plancksches Wirkungsquantum h J s h + = h / 2π, J s Boltzmannsche Konstante k B J / K Elementarladung e C Avogadrosche Zahl N A particles / mol Lichtgeschwindigkeit c m / s Dielektrizitätskonstante des Vakuums ε C 2 / J m Elektronenruhemasse m e kg Protonenruhemasse m p kg Neutronenruhemasse m n kg Ladungs-Masse-Verhältnis des Elektrons e / m e C / kg Einheit der Atommasse amu kg Bohrscher Radius a m Elektronenradius re m Gaskonstante R = N A k B m 2 kg/s 2 K mol Molvolumen Vmol m 3 / kmol Faradaysche Konstante F = N A e C/mol Seite 5-5

6 S. Prys Fachkunde im Strahlenschutz Umrechnung von alten in neue Einheiten Bq kbq MBq GBq 1 Ci 3, , , mci 3, , mci 3, , µCi 3, , ,7 10 µci 3, µci 3, ,1 µci 3, ,7 Dezimal Vorsätze Vorsatz Kurzzeichen Faktor Exa E Peta P Tera T Giga G 10 9 Mega M 10 6 Kilo k 10 3 Milli m 10-3 Mikro µ 10-6 Nano n 10-9 Piko p Femto f Atto a Seite 5-6

7 Literatur 1. M. Volkmer, Radioaktivität und Strahlenschutz, Informationskreis Kernenergie, Vogt / Schultz; Grundzüge des praktischen Strahlenschutzes; Carl Hanser Verlag, München, Landesanstalt für Personendosimetrie; Grund- und Spezialkurs im Strahlenschutz, Mecklenburg-Vorpommern, Web-Site der Freien Universität Berlin vom September Web-Site National Institute of Standards: NIST vom September Dosimetrie und Strahlenschutz, G.Jäger u. W. Hübner, Thieme Verlag Stuttgart Seite 5-7