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
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