strahlenschutz - Freiwillige Feuerwehr Rohrbach

Feuerwehr Rohrbach/Thüringen
Strahlenschutz
Grundlagen des
Strahlenschutzes
@Markus Voigt
Ortsbrandmeister
Strahlenschutz
Grundlagen des Atomaufbaus
 Ein Atom besteht aus einer
negativ geladenen Hülle
und einem positiv geladenen Kern.
 Größenverhältnis
Hülle/Kern
 Die primären Bausteine
eines Atoms sind
Protonen
(+ el. Ladung)
Neutronen
Elektronen
(- el. Ladung)
 Gewichtsverhältnisse im Atomaufbau
Strahlenschutz
Grundlagen des Atomaufbaus
 Vereinfachter Aufbau und Nomenklatur (Bsp. Heliumatom)
Massenzahl
Gesamtzahl der Protonen
und Neutronen
Kernladungszahl
Anzahl der Protonen,
bestimmt das Element
Anzahl Protonen=Anzahl Elektronen,
d.h. elektrische Neutralität.
4
2 He
Symbol des
chem. Elements
Ist das Atom elektrisch nicht neutral,
handelt es sich um ein Ion.
Strahlenschutz
Der radioaktive Zerfall
Bestimmte
Nuklide
(Atomarten)
haben im Kern ein Ungleichgewicht
der bindenden Kräfte.
Diese
Nuklide
streben
einen
energetisch günstigeren Zustand an.
Dies geschieht unter Aussendung
radioaktiver Strahlung.
Strahlenschutz
Wechselwirkung von Strahlung mit Materie
Radioaktive Strahlung
a, b oder g-Strahlung
trifft auf
wird abgebremst,
abgelenkt oder
absorbiert
Materie
Je häufiger die Wechselwirkungen, desto geringer die
Energie der Strahlung
Atomstruktur wird verändert
durch Ionisation oder Anregung
Die
veränderte
Atomstruktur kann sich negativ
auf die Biogenetik auswirken :
„Strahlenschäden“
Strahlenschutz
Strahlenarten und ihre Eigenschaften
a-Strahlung
b-Strahlung
g-Strahlung




 Durch die Größe sehr
Positiv geladen
leicht abschirmbar
2 Protonen
 Reichweite in Luft ca.
2 Elektronen
4-7cm
Sehr energiereich (4-5 MeV), deswegen
 Abschirmung durch
sehr gefährlich bei Inkorporation
Kleidung Papier
 negativ geladen
 1 Elektron
 Energie ca. (0,3-3 MeV)
 Wellen/Quanencharakter
 kaum Wechselwirkung
 Energie bis zu 10 Mio mal stärker
als Licht
 Reichweite in Luft ca.
1-2m
 Abschirmung durch
4mm Aluminium
 Schlecht abschirmbar
 Reichweite in Luft bis
zu mehreren km
 Abschirmung durch
Werkstoffe großer
Dichte
Strahlenschutz
Das Abstandsgesetz
Das Abstandsgesetz für „isotrope“ Strahlenquellen
Strahlenschutz
Abschirmung
Die Halbwertsschichtdicke
Abschirmungen
a
b
g
1/1
1/2
1/4
1/8
1/16
1 Blatt Papier
231 mm Wasser
oder
103 mm Beton
oder
28 mm Stahl
oder
14 mm Blei
103 mm Beton
4 mm Aluminium
oder 15 Blatt Papier
Strahlenschutz
Strahlendosimetrie und Einflußfaktoren
Die Energiedosis [Gray]
Der Zeitfaktor
1 kg
Strahlenquelle
(Energie 1Joule)
Strahlungsenergie
Energiedosis =
Masse
Die Äquivalentdosis [Sievert]
Äquivalentdosis = Energiedosis x Q
Q=1
für b- und g-Strahlung
Q=20 für a-Strahlung
„Es
gilt,
daß
die
Wirkung
der
Energiedosis geringer ist, je größer die
zeitlichen Abstände der Teildosen ist!“
Strahlenschutz
Die Äquivalentdosis/Dosisrichtwerte für Feuerwehren
 Ein Alphateilchen führt in einer Zelle etwa 1000
mal mehr Wechselwirkungen aus als ein
Betateilchen
Ausbildung
5mS/Jahr
Schutz von Sachwerten
15mS/Jahr
 Dichtere Ionisation in einem kleinen Zellbereich
ist viel schädlicher
Gefahr für Personen
100mS/Einsatz
Menschenleben
250mS/Leben
 Berücksichtigung dieser stärkeren
Schädigung durch Qualitätsfaktor (20fach)
Zum Vergleich
Natürliche Strahlenbelastung 2,4mS/Jahr
Grenzwert für beruflich strahlenexponierter
Personen
50mS/Jahr
b-Strahlung
Energiedosis 1 Gy
a-Strahlung
Energiedosis 1 Gy
Schwellendosis
250mS/einmal
Strahlenschutz
Strahlendosimetrie, Strahlenwirkung
Ca. 7 Sievert
Tödliche Dosis
Sicherer Tod
5 Sievert
Kreislaufschwäche,
Schock, Durchfall
Sterblichkeit 50%
3 Sievert
0,5 Sievert
Strahlenkater
Übelkeit Hautrötung
Sterblichkeit 20%
1,5 Sievert
Übelkeit und Erbrechen
Strahlenschutz
Kontamination und Inkorporation
Kontamination
Inkorporation
 Verunreinigung
von
Oberflächen
mit
radioaktiven Stoffen
 Aufnahme von radioaktiven Stoffen in den
Körper
 Gefahr
der
Verschleppung
und
Gefährdung
anderer
Bereiche
 Durch
Körperöffnungen oder Atmung
 Strahlungsintensität
besonders hoch, da
geringer Abstand
 Verweilzeit im Körper
kann sehr lange sein
(Radiotoxizität
bzw.
biologische
Halbwertzeit)
Strahlenschutz
Kennzeichnungen
Betriebliche Strahlenschutzbereiche
Transporte
Versandstücke Kategorie-I
max. 0,005 mSv/h an
Oberfläche
Sperrbereich
3 mSv/h
Versandstücke Kategorie-II
max. 0,5 mSv/h an
Oberfläche
Kontrollbereich
15 mSv/a
Betriebliche Überwachung
5 mSv/a
Außerbetr. Überwachung
0,3 mSv/a
Versandstücke Kategorie-II
max. 2-10 mSv/h an
Oberfläche
Strahlenschutz
Schutzmaßnahmen und Einsatztaktik
Gefahrengruppe I
 Keine besondere Schutzausrüstung
notwendig
Gefahrengruppe II
 Tätigkeiten nur unter Überwachung
und Sonderausrüstung. Abweichung
nur
nach
Absprache
mit
dem
Strahlenschutzbeauftragten
Gefahrengruppe III
 Wie unter II, jedoch muß hier ein
Sachverständiger zur Verfügung stehen
 Inkorporation vermeiden!
 Kontamination vermeiden!
 Abstand halten!
 Aufenthaltsdauer begrenzen!
 Abschirmung ausnutzen!
 Jede unnötige Strahlenexposition vermeiden!
 Absperrgrenze mind. 25m !
Strahlenschutz
Schutzmaßnahmen und Einsatztaktik