Strahlenwirkung und Strahlenschutz. Medizintechnik Bildgebende Verfahren

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1 Strahlenwirkung und Strahlenschutz Medizintechnik Bildgebende Verfahren

2 Die Deutsche Röntgen-Gesellschaft hat festgestellt, dass die Hälfte der Röntgenaufnahmen in Deutschland überflüssig ist. aus: Strahlenthemen, Bundesamt für Strahlenschutz

3 Inhalt Strahlenarten und physikalische Größen allgemeine Strahlenbelastung Strahlenwirkung medizinische Strahlenbelastung Strahlenschutz Prävention

4 Strahlenarten α-strahlen β-strahlen γ-strahlen Röntgenstrahlung

5 Größen Aktivität Energiedosis Äquivalentdosis Organdosis effektive Dosis

6 Größen Aktivität Energiedosis Äquivalentdosis Anzahl der Zerfälle pro Sekunde 1 Bequerel: 1 Bq = 1/s absorbierte Energie pro kg 1 Gray: 1 Gy = 1 J/kg biologische Wirkung auf Standardgewebe 1 Sievert: 1 Sv = 1 J/kg

7 Bewertungsfaktor q Äquivalentdosis = q Energiedosis Strahlung Bewertungsfaktor q α-strahlung 20 β-strahlung 1 ϒ-Strahlung 1 Röntgenstrahlung 1

8 Größen Aktivität Energiedosis Äquivalentdosis Organdosis effektive Dosis Anzahl der Zerfälle pro Sekunde 1 Bequerel: 1 Bq = 1/s absorbierte Energie pro kg 1 Gray: 1 Gy = 1 J/kg biologische Wirkung auf Standardgewebe 1 Sievert: 1 Sv = 1 J/kg biologische Wirkung auf Einzelorgane 1 Sv = 1 J/kg biologische Wirkung auf bestimmte Organe, gemittelt über den ganzen Körper 1 Sv = 1 J/kg

9 Gewichtungsfaktor w effektive Dosis = w Organdosis Organ/Geweb" Gewichtungsfaktor w Haut 0,01 Schilddrüse 0,05 Brust, Speiseröhre 0,05 Lunge 0,12 Knochenmark (rot) 0,12 Keimdrüsen 0,20

10 Grenzwerte Für medizinische Anwendungen gibt es keine Grenzwerte!

11 Grenzwerte Körperbereich beruflich in msv/a Bevölkerung in msv/a Ganzkörper 20 1 Augenlinse Haut Keimdrüsen, Gebärmutter, rotes Knochenmark 50 Schilddrüse, Knochenoberfläche 300 Brust, Lunge, Magen, Blase 150 effektive Dosen Organdosen

12 Gewichtungsfaktor w effektive Dosis = w Organdosis Organ/Geweb" Gewichtungsfaktor w Haut 0,01 Schilddrüse 0,05 Brust, Speiseröhre 0,05 Lunge 0,12 Knochenmark (rot) 0,12 Keimdrüsen 0,20

13 Grenzwerte Körperbereich beruflich in msv/a Bevölkerung in msv/a Ganzkörper 20 1 Augenlinse Haut Keimdrüsen, Gebärmutter, rotes Knochenmark 50 Schilddrüse, Knochenoberfläche 300 Brust, Lunge, Magen, Blase 150 effektive Dosen Organdosen

14 Beispiel: Brust effektive Dosis = w Organdosis Grenzwer# Organdosis Grenzwer# eff. Dosis Organdosis/ Bestrahlung Faktor w effektiv" Dosis ,05 7, ,05 15 Angaben in msv

15 allgemeine Strahlenbelastung natürliche Strahlenque$e% kosmische Strahlung terrestrische Strahlung Nahrung Radon künstliche Strahlenque$e% Medizin Sonstiges 0, ,05 1,1 0,4 gesamt: 4,15 0,3 in msv/a 2,00

16 allgemeine Strahlenbelastung natürliche Strahlenque$e% kosmische Strahlung terrestrische Strahlung Nahrung Radon sonstige künstlich" Strahlenque$e% Kerntechnik Atombombenversuche Tschernobyl Forschung, Technik 0, ,010 0,010 1,1 0,3 0,4 gesamt: 4,15 0,015 0,010 in msv/a

17 Wirkungen durch Strahlen physikalische Effekte Ionisation von Atomen und Molekülen Erwärmung von Zellen biochemische Effekte Zerbrechen von Molekülen Bildung von Giften Veränderung der DNS

18 Schäden somatische Frühschäden Appetitlosigkeit Haarausfall Hautschäden Entzündungen der Luft- und Speisewege innere Blutungen, Entzündungen

19 Schäden somatische Frühschäden somatische Spätschäden Krebs Leukämie Unfruchtbarkeit

20 Schäden somatische Frühschäden somatische Spätschäden genetische Schäden Missbildungen Mongolismus Erbkrankheiten

21 Schäden somatische Frühschäden somatische Spätschäden genetische Schäden deterministische Schäden abhängig von kurzfristig hoher Dosis (> 500 msv) Schaden proportional zu Dosis tritt innerhalb weniger Wochen auf Blutbildungsorgane, Keimdrüsen (z. B. Sterilität), Luftwege, Magen-Darm-Trakt, Haut (Rötung)

22 Strahlenschäden bei kurzzeitiger Belastung Dosis in msv Strahlenschäde% Veränderungen am Blutbild, Schäden bei Embryos 1000 beginnende Strahlenkrankheit (Übelkeit, Erbrechen, Haarausfall) 2000 Strahlenkrankheit, Hautschäden, ca. 10 % Todesfälle 3000 Blutungen, schwere Veränderungen im Blutbild, ca. 20% Todesfälle 4000 schwere Entzündungen, 50 % Todesfälle in 5 Wochen ab 6000 mehr als 90 % Todesfälle, selbst Knochenmarktransplantation kann die Mehrzahl nicht retten

23 Schäden somatische Frühschäden somatische Spätschäden genetische Schäden deterministische Schäden stochastische Schäden treten nach vielen Jahren auf Wahrscheinlichkeit abhängig von Dosis Schwere des Schadens unabhängig von Dosis Krebs, Leukämie, Erbkrankheiten

24 stochastische Krebsmortalität 80 Millionen Deutsche Exposition 4,15 msv/a Gesamtexposition Sv 5 % Gesamtkrebsmortalität pro Sievert Krebssterbefälle pro Jahr

25 Schäden somatische Frühschäden somatische Spätschäden genetische Schäden deterministische Schäden stochastische Schäden Unser Immun- und Reparatursystem kann Schäden wenn sie nicht zu gravierend sind beheben.

26 medizinische Strahlenbelastung 2001 Gesamtbelastung: 2,0 msv/a davon 0,12 msv/a Nuklearmedizin 1,88 msv/a Röntgenbelastung 94,0 %

27 Anteil an Häufigkeit und effektiver Dosis Skelett Verdaungstrakt Angiographie & Intervention Mammographie Zahnmedizin CT Thorax Sonstiges Häufigkeit in % 48 effektive Dosis

28 Anteil an Häufigkeit und effektiver Dosis Skelett Verdaungstrakt Angiographie & Intervention Mammographie Zahnmedizin CT Thorax Sonstiges Häufigkeit in % 48 effektive Dosis

29 effektive Dosis

30 aktiver Strahlenschutz Röntgen ist keine Routineuntersuchung Röntgenpass Röntgenbilder mitbringen über Risiko au'lären lassen, anderes Verfahren möglich? Strahlenschutz (Bleiweste) richtig positioniert Abstand halten: doppelter Abstand ein Viertel Dosis viele Langstreckenflüge vermeiden (0,009mSv/h) Tipps zur Senkung der Radonkonzentration in Wohnhäusern beachten

31 Quellen Bundesamt für Strahlenschutz Datenbank des Deutschen Bundestages Informationskreis Kernenergie Physik für Gymnasium, Band 3 BW, Cornelsen Berlin 1995 Spektrum Physik 10, Schroedel, Hannover 2001