AAAAAAAAA BBBBBBBBBB AAAAAAAAA 14. Sommerschule für Strahlenschutz, Berlin, 20. - 24. Juni 2005...

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

14. Sommerschule für Strahlenschutz, Berlin, 20. - 24. Juni 2005

Radon: Nutzen und RisikoAlexander Kaul, Wolfenbüttel

1. Radon als Heilmittel

1.1 Indikationen und klinisch kontrollierte Studien

1.2 Wirkungsmechanismus

1.4 Medikamentös bedingtes Risiko und Risikovergleich

1.3 Strahlenbedingtes Risiko für Patient und Personal

2. Geogen bedingte Radonexposition und Risiko

2.2 Messung von Radon in Luft

2.3 Dosis und Risiko

2.1 Diffusion von Radon in die Umwelt

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

1. Radon als Heilmittel:

1.1 Indikationen und klinische Studien

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Chronisch rheumatische Erkrankungen Spondylarthritis ankylopoetica (Morbus Bechterew)

Spondylosen

Spondylarthrosen

Osteochondrosen

Ziele der Therapie Schmerzlinderung

Behebung funktioneller Einschränkungen

Verminderung des Medikamentenverbrauchs

Wesentliche Indikationen und Ziele der Radon-Therapie

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Über die Haut (Diffusion durch die Epidermis)

Wannenbad mit radonhaltigem Wasser

Radon-Trockengasbad

Radon-Dunstbad

Über die Lunge (Diffusion durch die Lungenepithelien) Heilstollen

Thermal-Heilstollen Radongas-Therapie

Über den Magen-Darm-Trakt (Diffusion durch die

Magenschleimhaut)

Applikationsformen der Radon-Therapie und Diffusionswege des Radons

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

3 Studien mit Radon-Thermalwasserbädern:

prospektive, randomisierte, placebo-kontrollierte Doppelblind- Studien

2 Studien im Radon-Stollen:

randomisierte klinische Studien

Therapie: degenerative Wirbelsäulenerkrankungen, rheumatische

Arthritis, ankylosierende Spondylitis (Morbus Bechterew)

Zielparameter: Schmerzausmass, d.h. Druckschmerzschwellen, funktionelle Einschränkungen und Medikamentenverbrauch

Metaanalyse ( 378 Patienten): Einfluss von Radon auf das Schmerzausmass und den Medikamentenverbrauch

Klinisch kontrollierte Studien zur Radon-Therapie (540 Patienten)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Autor, Jahr

Erkrankung

Anzahl Patienten, Art der Therapie

Zielparameter

Befund

Pratzel et al., 1993; 1999

degeneratives HWS-Syndrom

46

Best'sche Wanne, 3 kBq L-1, bzw. Leitungswasser 9 x 20 min

Druckschmerzschwelle der paravertebralen Muskulatur

2 - 4 Monate nach der Rn-Therapie signifikanter schmerzlindernder Effekt

Pratzel et al., 1999

degenerative Wirbelsäulen- oder Gelenkbeschwerden

52

Best'sche Wanne, 0,8 kBq L-1, bzw. Leitungswasser 8 x 20 min

Druckschmerzschwelle bzw. Schmerzintensität

2 bzw. 4 Monate nach der Rn-Therapie signifikante, länger andauernde Schmerzlinderung

Franke et al., 2000

Rheumatoide Arthritis

60

Best'sche Wanne, 1,3 kBq L-1 222Rn + 1,6 g L-1 CO2; alleinige CO2 - Bäder; 15 Bäder

Schmerzintensität und funktionelle Einschränkung

6 Monate nach Rn-Therapie signifikant besseres Ergebnis

Ergebnisse kontrollierter klinischer Doppelblind-Studien zur Radon-Therapie rheumatologischer Erkrankungen

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Autor, Jahr

Erkrankung

Anzahl

Patienten, Art der

Therapie

Zielparameter

Befund

Lind - Albrecht, 1994; 1999

Morbus Bechterew

262

(100 in random. Studie) Radonstollen, 30 - 130 kBq m-3

Schmerzausmass, Funktionsein- Schränkung, Medikamenten-verbrauch

Monate (auch>12) anhaltender, z.T. signifikant günstigerer Effekt der Rn-Therapie

Tubergen et al., 2000

Morbus Bechterew

120

randomisiert drei Behandlungen zugeführt; Radongruppe: Radon-Thermalstollen; 44 kBq m-3

Schmerzintensität und Dauer der Morgensteife

6 - 9 Monate nach Studienbeginn Zielparameter signifikant besser nur noch bei der Radongruppe

Ergebnisse kontrollierter randomisierter klinischer Studien zur Radon-Therapie rheumatologischer Erkrankungen

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Ergebnisse der Metaanalyse der klinisch kontrollierten Studien (378 Patienten)

Untersuchung des Schmerzausmasses und des Medikamentenverbrauchs als Funktion der Zeit nach Therapie

Ergebnisse

Unmittelbar nach der Behandlungsphase kein signifikanter Unterschied zwischen Radon-Therapie und Kontrollgruppen

In der Folgezeit nach 3 Monaten (p=0,02) und 6 Monaten (p=0,002) war das Schmerzausmass bei den mit Radon behandelten Patienten und damit der Medikamentenverbrauch signifikant geringer

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Kontrollierte klinische Studien, soweit prinzipiell möglich als prospektiv randomisierte, placebo-kontrollierte Doppelblind-studien durchgeführt, zeigen, dass die Wirksamkeit der bal-neologischen Radon-Therapie in Form anhaltender Schmerz-linderung und verminderten Medikamentenverbrauchs im Vergleich zu Kontrollen über viele Monate nach Therapie-ende signifikant erhalten bleibt.

Zusammenfassung

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA


1.2 Wirkungsmechanismus

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Aufnahme, Verteilung und Ausscheidung von Radon und Zerfalls-produkten im Organismus (Biokinetik) am Beispiel Radon-Badekur

Biokinetik des Radons und seiner kurzlebigen Zerfallsprodukte

physikalische Diffusion von Rn in die Epidermis, das subbasale Hautgewebe und die Blutkapillaren des Hautgewebes

Lösung des Radons im Blut, Verteilung im gesamten Körper entsprechend seiner spezifischen Löslichkeit in den einzelnen Geweben, Transport der durch Zerfall im Organismus gebildeten Zerfallsprodukte

Verteilungskoeffizienten im Diffusionsgleichgewicht:0,43 für Blut/Luft

11,2 für Fettgewebe/Blut0,66 für Niere/Blut0,71 für Leber/Blut0,36 für Knochen

Ausscheidung des Rn durch Exhalation und Diffusion über die Haut

Adsorption von kurzlebigen Zerfallsprodukten an der Epidermis

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Exhalation von Radon während der Therapie im Wannenbad (v. Philipsborn, 2000)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Fluenz (Alphateilchen von 5 MeV Anfangsenergie, Energie- dosis in der Epidermis ≤ 2 mGy): 80/mm2

Zellquerschnitt: 100 μm2 = 0,0001 mm2

→bei diesen sehr niedrigen Energiedosen werden die weit- aus meisten Zellen von keinem Alphateilchen getroffen

LET (α, 5 MeV): 750 keV/μm

Zelldicke: 5 μm

→etwa 25 000 Ionisationsprozesse, d.h. sehr hohe lokale Energiedeposition und damit starke biologische Wirkun- gen in den getroffenen Zellen und in deren Nachbar- schaft (Reichweite der α-Teilchen etwa 35 μm und By- stander-Effekt durch Botenstoffe)

Energiedeposition von Alphateilchen in Zellen der Epidermis

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Molekularer und zellulärer Reaktionsweg der Schmerztherapie chronischer Entzündungen bei der Radon-Badetherapie

Energiedeposition von Alphateilchen in einem kleinen Bruchteil der Zellen der Epidermis

Herunterregulierung der transendothelialen Leukozy- tenmigration (Wanderung der weissen Blutzellen durch die zelluläre Innenauskleidung der Blutgefässwände) sowie der Makrophagen- und Neutrophilenaktivitäten (enzyma- tischer Abbau von phagozytierten Zellen zu kleineren Mole- külen) mit Hilfe anti-inflammatorischer Zytokine mit einer schützenden Rolle bei Entzündungen (Zytokine: durch Zellen produzierte Proteine, die als Botenstoffe das Verhal- ten anderer Zellen beeinflussen)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Experimentelle Hinweise für eine radonbedingte Immunmodulation

Forschungsergebnisse zur Immunmodulation mit UV-B-Strahlung

• durch strahlenbedingte Zell-Apoptose bei den apoptotischen

Zellen selbst oder bei phagozytischen Nachbarzellen

Auslösung der Sezernierung anti-inflammatorischer Zytokine

(Apoptose: programmierter Zelltod aufgrund der Akti-

vierung eines zellinneren enzymatischen Abbauprozesses)

Forschungsergebnisse von Untersuchungen mit Alphateilchen

• Schmerzlinderung durch Radonbehandlung bei Morbus

Bechterew korreliert mit einer vermehrten Aktivität eines

Zytokins mit regulierender Funktion für Immunreaktionen

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Zusammenfassung

Als molekularer und zellulärer Mechanismus des nachhaltigen Thera-

pieerfolges lässt sich die Herunterregulierung der zellulären Immun-

antwort als Folge der Zell-Apoptose durch geringe Alphateilchen-

Dosen und der anschliessenden Freisetzung entzündungshemmender

Botenstoffe erkennen.

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA



1.3.1 Patienten

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Aufgaben des Strahlenschutzes bei der Radon-Therapie

Patientenschutz

• Die mit der therapeutischen Anwendung des Radons verbundene

Strahlendosis des Patienten und das daraus möglicherweise re-

sultierende Strahlenrisiko gegen den Nutzen der Therapie abzu-

wägen (= Aufgabe des Arztes)

Schutz des Personals

• Die Strahlenschutzmassnahmen bei der therapeutischen Anwen-

dung des Radons so zu optimieren, dass beim Personal die ge-

setzlich geforderten Grenzwerte der Dosis möglichst weit unter-

schritten werden, ohne den Nutzen der therapeutischen Massnahme

in Frage zu stellen (= Aufgabe der für den Strahlenschutz verantwort-

lichen Personen)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Werte der Energiedosis in Organen/Geweben (berechnet nach Daten von Hofmann, 1999) und der effektiven Dosis einer Kur

Wannenbad-Kur

662 Bq 222Rn/L, 10x20 min

0,1 μGy Knochen

0,3-0,5 μGy Leber,Muskel,Blut, Gonaden,Niere

3 μGy Lunge, tracheo-bronchialer Bereich

800 μGy Epidermis

(425 μGy Haut)

effektive Dosis0,2 mSv

Thermal-Heilstollen-Kur

44 kBq 222Rn/m3, 10x1h

1,6–2,2 μGy Muskeln, Gonaden,Knochen

3,3-8,8 μGy rotes Knochenmark,Nebenniere, Leber,

Blut

22 μGy Niere

410 μGy Lunge, tracheo-bronchialer Bereich

495 μGy Epidermis

(265 μGy Haut)

effektive Dosis1 mSv

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Applikationsform

Äquivalentdosis

(mSv)

Effektive

Dosis (mSv)

Bruchteil der jährl. nat.

Strahlendosis von 2,1 mSv

(%) Lunge

Epidermis

Badekur, 10x20 min Bad Gastein, 662 Bq/L Bad Schlema, 1 550 Bq/L

0,05

0,1

20

50

0,2

0,5

10

25

Inhalationskur, 10x1h Bad Gastein, 44 kBq/m3

10

10

1

50

Luftbadekur Bad Gastein, 140 kBq/m3

0,0001

4

0,05

2

Äquivalentdosis von Lunge und Epidermis sowie effektive Dosis von Patienten bei unterschiedlichen Arten der Radon-Therapie (1-malige Kur)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Bewertung von Strahlendosis und Strahlenrisiko des Patienten (1-malige Kur)

Vergleich der effektiven Dosen

Badekur: maximal 0,5 mSv

Thermalstollen-Inhalationskur: maximal 2 mSv

Jährliche natürliche Strahlendosis: 2,1 mSv

(Variationsbreite 1 – 10 mSv)

Vergleich des Lungenkrebsrisikos

Thermalstollen-Inhalationskur: Lungendosis 10 mSv

Lungenkrebsrisiko (LNT-Modell, ICRP 60):

10 x 10-3 Sv x 85 x 10-4 Sv-1 = 0,01%

Bevölkerung (Nichtraucher und Raucher): etwa 5%

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Bewertung der Radon-Exposition des Patienten (mehrmalige Thermalstollen-Inhalationskur)

Patienten 6 Kuren (Mittelwert)

8 Stunden mittl. Aufenthaltsdauer im Stollen pro Kur

44 kBq/m3 Radon-Aktivitätskonzentration (Mittelwert) Exposition: 6 x 8 x 44 000 Bq/m3 = 2,1 x 106 Bq h/m3

Bevölkerung 75 Jahre mittlere Lebenserwartung

19 h/d Aufenthaltsdauer in Wohnungen

5 h/d Aufenthaltsdauer im Freien

40 Bq/m3 in Wohnungen (Median)

10 Bq/m3 im Freien (Median)

Exposition: 75 x 365 x (19 x 40 + 5 x 10) Bq h/m3 = 2,2 x 107 Bq h/m3

Verhältnis der Radon-Exposition Patient/Bevölkerung: < 10 %

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

222Rn-Exposition und rechnerisches Lungenkrebsrisiko von Patienten nach mehrmaligen Kuren in einem Radon-Thermalstollen

6 Kuren, 8h mittlere Aufenthaltsdauer im Stollen pro Kur, mittlere 222Rn-Aktivitätskonzentration 44 kBq/m3

Exposition: 2,1 x 106 Bq h/m3, d.h. 10% der Exposition durch Radon inWohnungen in 75 Jahren

Lungenkrebsrisiko (berechnet auf der Grundlage der LNT-Hypothese und nach Angaben von S. Darby et al., 2005)

Nichtraucher: 0,1 x 0,413% = 0,04% (gem. Risikokoeff. von ICRP: 0,05%) Raucher: 0,1 x 10,7% = 1,07%

Zusätzliches Lungenkrebsrisiko durch Radon-Balneotherapie und Radon in Wohnungen

Nichtraucher: (0,413 + 0,04)% = 0,417%Raucher: (10,7 + 1,07)% = 11,77%

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Zusammenfassung

Das auf der Grundlage der „linear non-threshold“ – Hypothese LNT des

prospektiven Strahlenschutzes unter dem Vorsorgeaspekt berechnete

Lungenkrebsrisiko einer einmaligen Radon-Thermalstollen-Inhalations-

Kur beträgt auf der Grundlage der Risikokoeffizienten der ICRP maximal

0,01% im Vergleich zum spontanen Lungenkrebsrisiko der Bevölkerung

von etwa 5%.

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Zusammenfassung

Das hypothetische Lungenkrebsrisiko von Patienten (Nichtraucher und Raucher) als Folge von mehreren radon-balneotherapeutischen Kuren in einem Thermal-Heilstollen ist rechnerisch um maximal 10% gegenüber dem durch Radon in Wohnungen erhöht.

Die effektive Dosis des Patienten einer 1-maligen radon-balneotherapeu-tischen Kur liegt mit 0,05 bis 2 mSv deutlich unter bzw. maximal bei demWert der mittleren effektiven jährlichen Strahlendosis von 2,1 mSv (Variationsbereich: 1-10 mSv).

Die Gesamtexposition des Patienten einer mehrmaligen Inhalationskur imThermal-Heilstollen beträgt maximal 10 % der Radon-Exposition einer Person der Bevölkerung über eine Lebenszeit von 75 Jahren bei einem Aufenthalt in Wohnungen und im Freien mit Medianwerten der Radon-Aktivitätskonzentration von 40 bzw. 10 Bq/m3.

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA



1.3.2 Personal

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Effektive Jahresdosis des Personals bei verschiedenen therapeutischen Applikationsformen von Radon

Applikationsform Eff. Jahresdosis

(mSv)

Bruchteil des Grenzwertes

berufl. Strahlenexp. von

20 mSv/a

(%)

BadekurSibyllenbad

800 Bq/m3 Raumluft,

2 000 h/a Aufenthalt

450 Bq/m3 Raumluft,

400 h/a Aufenhalt

260 Bq/m3 Raumluft,

Kohlesäuerling-Mischbad

max 2,5

0,25

0,2

10

1

1

InhalationskurBad Gasteiner Thermalstollen, 44 kBq/m3

Bad Schlema, Rn-Gas-Therapie, 500 Bq/m3

Raumluft

8 (Ärzte)

- 15 (Lokführer)

1,5

< 50 – 75

< 10

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Zusammenfassung

Die jährliche effektive Dosis des Personals liegt abhängig vom Therapie-

verfahren und der Aufenthaltsdauer im Therapieraum zwischen 0,2 und

15 mSv und damit maximal bei 75% des Grenzwertes der jährlichen be-

ruflichen Strahlenexposition. Die Strahlendosis des Personals kann bei

der Radon-Balneotherapie im Thermal-Heilstollen im Sinne einer Opti-

mierung des Strahlenschutzes durch einfache Strahlenschutzmassnahmen

weiter reduziert werden.

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA


1.4 Medikamentös bedingtes Risiko und Risikovergleich

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Wirkungsmechanismus der nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAR)

Prostaglandine PG (Gewebshormone): Mediatoren der Entzündungs-

reaktion und Schmerzempfindung

Hemmung der Biosythese der PG: antiinflammatorische und anal-

getische Wirkung

Schlüsselenzym der Biosynthese der PG: Cyclooxygenase COX,

insbesondere der konstitutiven für die Magenschutzfunktion wichtigen

COX-1

D.h., weitere wichtige Bedeutung der PG: Schutzfunktion für die Magen-

schleimhaut u.a. durch Drosselung der Magensäuresekretion

→ Hemmung der Biosynthese der PG durch ein Medikament stellt eine

unmittelbare Gefahr für die Integrität der Magenschleimhaut dar

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Medikamentös bedingtes Risiko schmerzstillender und entzündungshemmender NSAR

Unerwünschte Wirkungen der NSAR

oberflächliche Schleimhautläsionen: 70 %

blutende Ulcera (Magen- oder Zwölffingerdarmgeschwüre): 20 %

Perforation (Magendurchbruch): 2 %

→ Erwartete Todesfälle in Deutschland:

1 100-2 200 pro Jahr

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Vergleich des strahlenbedingten hypothetischen Risikos durch Radon und des beobachteten medikamentös bedingten Risikos durch NSAR

Strahlenbedingtes hypothetisches Lungenkrebsmortalitätsrisiko:

< 0,01%

Medikamentös bedingtes reales Mortalitätsrisiko durch nicht-

steroidale Antirheumatika NSAR (berechnet aus der Zahl jährlich mit

NSAR behandelter Patienten und der Zahl jährlich erwarteter

Todesfälle in Deutschland):

0,05%

→ Strahlenbedingtes / medikamentös bedingtes Risiko 1 : 5

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Zusammenfassung

Das medikamentös bedingte reale Mortalitätsrisiko durch nicht-

steroidale Antirheumatika liegt mit etwa 0,05% um den Faktor

von wenigstens 5 über dem hypothetischen strahlenbedingten

Lungenkrebsrisiko von 0,01%.

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Zusammenfassung

Die Ergebnisse

Mortalitätsrisiko der NSAR etwa 5-fach höher als das hypothetische strahlenbedingte Lungenkrebsrisiko von Radon-Patienten

und

hypothetisches strahlenbedingtes Lungenkrebsrisiko von Radon- Patienten maximal 10% des rechnerischen Risikos der Bevölkerung durch Radon in Wohnungen

sind neben der Indikation Grundlage für die Entscheidung des Arztes bei der Wahl der Therapie bei Patienten mit Erkrankungen des rheuma-tischen Formenkreises.

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

2. Geogen bedingteRadonexposition und Risiko:

2.1 Diffusion von Radon in die Umwelt

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Entstehung und Transport von Radon in geologischen Formationen (nachA. Kaul in „Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

e.g.15 Bq/m3

e.g.2000 Bq/m3

e.g.50 Bq/m3

e.g.120 Bq/m3

e.g.300 Bq/m3

Diffusion von Radon in Häuser und Verteilung in Wohnungen (nach A. Kaul in „Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

2. Geogen bedingte Radonexposition und Risiko:

2.2 Messung von Radon-Aktivitäts- konzentrationen in Luft

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Carbonabsorber

Drying agen t

Filter

GasketCover Cover

Filter

Detector

Method Measured radiation

Detector Lower detection limit

Influenced by

Main application

Absorption of radon in a carbon filter

-rays -spectrometer 5 Bq m-3 in 0.5m3 air

air humidity temperature

short time measurement

Absorption of radon in a carbon collector with entrance filter

-rays or -particles

-spectrometer or liquid scintillation counter

10 Bq m-3 (3 h measurem.)

air humidity temperature

short time measurement up to 3 d

Diffusion chamber with entrance filter

-particles etched track detector (CR-39, LR-115 etc.)

105 Bq h m-3 air pressure, temperature

long time measurement 1-12 months

Diffusion chamber with entrance filter

ionising charged particles

electret detector

103 Bq h m-3 air pressure, dose rate, -radiation

long time measurement 1 w – 1 a

Passive Detektorsysteme für die Messung von Radon in Luft (nach G. Dietzein “Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

PMAmplifier

Multichannel-analyser

Counter

Quartzglass

ZnS

Amplifier HV

Electrometer

PP

PumpPump

Filter

Drying filter

Chamberwall

DetectorFilter

Lucas-Kammer Ionisations-Kammer Diffusions-Kammer

Aktive Detektorsysteme für die Messung von Radon in Luft (nach G. Dietzein „Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Method Measured radiation

Detector Lower detection limit

Influenced by

Main application

Ionisation chamber with entrance filter

- and - particles

charge or charge pulse measurement

5 Bq m-3 (103 cm3 volume, 3 h measurem.)

air humidity

single or continuous measurement

Multi-wire ionisation chamber with entrance filter

-particles

charge pulse measurement, -spectrometry


air humidity vibration


Scintillation chamber with entrancefilter

-particles

ZnS(Ag) scintillator



Chamber with entrance filter, electrostatic deposition

-particles

silicon surface barrier detector


air humidity


Diffusion chamber with -spectromery

-particles

silicon surface barrier detector


air humidity


Two filter method (also for thoron)

activity of 2nd filter

activity determination of filter, various detectors


single measurement

Eigenschaften aktiver Detektorsysteme für die Messung von Radon in Luft (nach G. Dietze in „Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Zusammenfassung

Passive und aktive Detektorsyteme erlauben es, therapeutisch oder

geogen bedingte Radon - Aktivitätskonzentrationen bzw. - Expositio-

nen im Freien sowie in Wohnungen ab etwa 5 Bq/m3 bzw. 103 Bq h/m3

zu messen. Integrierende Detektorsysteme können Radon-Expositio-

nen über Messzeiten von bis zu 12 Monaten erfassen.

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

2. Geogen bedingteRadonexposition und Risiko:

2.3 Dosis und Risiko

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

In 90% der untersuchten Wohnungen liegt die 222Rn-Aktivitäts-konzentration unter 100 Bq/m3

Häufigkeitsverteilung der 222Rn-Aktivitätskonzentration in Wohnungen

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Berechnung der effektiven Dosis durch Inhalation von 222Rn („epidemiological approach“; nach UNSCEAR 2000)

Effektive Dosis: Heff = a x F x t x heff

a: Radon-Aktivitätskonzentration in Bq m-3

F: Gleichgewichtsfaktor für die potentielle α-Energiekonzentration von 222Rn und seinen kurzlebigen Zerfallsprodukten

t: Aufenthaltsdauer in Räumen bzw. im Freien in h a-1

heff: Effektive Dosis pro Einheit Exposition in nSv (Bq h m-3)-1

Medianwert der effektiven Dosis Heff (μSv a-1)

a: 40 Bq m-3 (in Wohnräumen); 10 Bq m-3 (im Freien)

F: 0,4 (in Wohnräumen); 0,6 (im Freien)

t: 7 000 h a-1 (in Wohnräumen); 1 760 h a-1 (im Freien)

heff: 9 nSv (Bq h m-3)-1

Heff = 1 095 μSv a-1 (durch Radon in Wohnräumen und im Freien)

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Exposition und rechnerisches Lungenkrebsrisiko durch 222Rn in Wohnungen

Medianwert der 222Rn – Aktivitätskonzentration: 40 Bq/m3

Mittlere jährliche Aufenthaltsdauer: 7 000 h/a

Exposition während einer Zeit von 75 Jahren: 2,1 x 107 Bq h/m3

Lungenkrebsrisiko bis zum Alter von 75 Jahren (berechnet auf der Grundlage der LNT-Hypothese und nach Angaben von S. Darby et al., 2005)

Nichtraucher: 0,41% + 0,0007% (Bq/m3)-1 x 40 Bq/m3 = 0,413%Raucher: 10,1% + 0,0147% (Bq/m3)-1 x 40 Bq/m3 = 10,7%

• AAAAAAAAA

• BBBBBBBBBB

• AAAAAAAAA

• AAAAAAAAA

Zusammenfassung

Unter der Annahme der LNT-Hypothese ohne Schwelle, d.h. ohne Berücksichtigung von biologischen Anpassungsmechanismen bei niedrigen Strahlendosen und -dosisleistungen im Schwankungsbereich der natürlichen Strahlenexposition, ergibt sich das Lungenkrebsrisiko von Nichtrauchern durch Radon in Wohnungen über eine Lebenszeit von 75 Jahren zu weniger als 0,5%, von Rauchern zu etwa 10%.

In mehr als 90% der Wohnungen beträgt die 222Rn – Aktivitätskonzen-tration weniger als 100 Bq/m3; der Medianwert liegt bei 40 Bq/m3.

AAAAAAAAA BBBBBBBBBB AAAAAAAAA 14. Sommerschule für Strahlenschutz, Berlin, 20. - 24. Juni 2005...

Documents

Transcript of AAAAAAAAA BBBBBBBBBB AAAAAAAAA 14. Sommerschule für Strahlenschutz, Berlin, 20. - 24. Juni 2005...