Anwendung von Radioanalytik: Inkorporationskontrolle

Anwendung von Radioanalytik:

Inkorporationskontrolle

• Begriffe

• Notwendigkeit

• Ziele

• Erfordernis

• Verfahren

• Durchführung

• Beispiel: 137Cs

•Qualitätssicherung

•

Begriffe aus der Inkorporationskontrolle:

Strahlenexposition

Die Einwirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper nennt man Strahlenexposition.

innere → Quelle im Körper → ,, ecäußere → Quelle ausserhalb des Körpers → hauptsächlich (externe) -Submersion

-Submersion: -Strahlung trifft den Körper von außen. • Person in einer radioaktiv kontaminierten Wolke • Kontamination der Haut mit hochenergetischen -Strahlern

Quantitative Beschreibung der Wirkung der Strahlenexposition

effektive Äquivalentdosis und die Organ- bzw. Gewebedosis. quantitative und einheitliche Beschreibung der Wirkung von ionisierender Strahlung zur Gewährleistung eines ausreichenden Schutzes der Einzelperson vor den schädlichen Auswirkungen ionisierender Strahlung

Dosis als Detriment = Eintrittswahrscheinlichkeit ·Schadenshöhe

Risiko R, an einer strahleninduzierten Tumorerkrankung zu sterben und genetische Schäden bei den Nachkommen zu verursachen. Die Einheit der Äquivalentdosis ist das mSv (milliSievert).


Dosis

Innere Äquivalentdosis:Folgeäquivalentdosis (committed dose equivalent)

Effektive Äquivalentdosis oder Organ- bzw. Gewebeäquvalentdosis, die verursacht wird durch die Zufuhr von Radionukliden vom Zufuhrzeitpunkt bis zu einer festgelegten Integrationszeit (50 Jahre, bzw. 70 Jahre) durch die Einwirkung der bei den Zerfällen der Radionuklide im Körper in diesem Zeitraum emittierten ionisierenden Strahlung auf die relevanten Organe bzw. Gewebe.


Innere Äquivalentdosis

Inkorproation ist die Zufuhr von Radionukliden in den menschlichen KörperMan unterscheidet:

• Weg der Zufuhr - Inhalation, wenn die Zufuhr des Radionuklids mit der Atemluft erfolgt. - Ingestion, bei Zufuhr der Radionuklide mit der Nahrung. - Wundkontamination

• Zeitlicher Verlauf der Zufuhr - akut, einmalige Zufuhr zu einem bestimmten Zeitpunkt (Einheit: Bq) - chronisch, andauernde tägliche Zufuhr (Einheit: Bq/d)


Inkorporation

Inkorporation und Dosiskoeffizient bei akuter Zufuhr

Die effektive Äquivalentdosis Ek bzw. die Organdosis DOk ist bei einmaliger Zufuhr der Ak des Radionuklids k durch den Zufuhrpfad j zu ermitteln:

Ek = EjkAk effektiv

und

DOk = OjkAk Organ bzw. Gewebe

: DosiskoeffizientDie Einheit der Dosiskoeffzienten ist: [] = 1 SvBq-1


Dosiskoeffizient


Dosiskoeffizienten

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%

Verteilung

< 9,9·10-11

10-10 bis 9,9·10-10

10-9 bis 9,9·10-9

10-8 bis 9,9·10-8

10-7 bis 9,9·10-7

10-6 bis 9,9·10-6

10-5 bis 9,9·10-5

10-4 bis 9,9·10-4

e /

Sv/

Bq


Dosiskoeffizienten

Nuklide Nuklide Nuklide NuklideInhalation Ingestion Inhalation Ingestion Inhalation Ingestion Inhalation Ingestion

H-3 HTO HTO C-14 Dampf 1,0 P-32 M, F Co-60 SH-3(ORG) ORG S-35(ORG) 1 P-33 M Sr-90+ SBe-7 S Ca-41 0,3 S-35(ANORG) M Nb-94 SCr-51 0,1 Fe-55 F Cl-36 M Ru-106+ STc-99m M Co-57 S K-40*) 1 Ag-108m+ S

Ni-59 Carbonyl Ca-45 M Sn-126+ MSr-85 S Sc-46 S I-125 1,0

Mn-54 M I-131 1,0Fe-59 M Ce-144+ SNi-63 Carbonyl Eu-152 MZn-65 0,5 Eu-154 MSe-75 0,8Y-88 MY-90 0,0001Zr-95 SNb-95 STc-99 MRu-103 SAg-110m+ SCd-109+ FSb-124 MSb-125+ MSb-126 MBa-133 FBa-140+ 0,1La-140 0,0005Ce-139 SCe-141 SEu-155 MNp-239 M

Nuklide Nuklide Nuklide NuklideInhalation Ingestion Inhalation Ingestion Inhalation Ingestion Inhalation Ingestion

I-129 1,0 Pb-210+ F Th-228+ S Ac-227++ FPu-241 M Po-210 M Th-229+ M

Ra-226+ M Th-230 MRa-228+ M Th-232sec MTh-227 S U-232+ SU-233 S Np-237+ MU-234 S Pu-236 MU-235+ S Pu-238 MU-238+ S Pu-239 MCm-242 M Pu-240 M

Pu-242 MAm-241 MAm-243+ MCm-243 MCm-244 M

niedrig-mitteleeff /Sv·Bq-1

10-9 bis 9,9·10-9

Zufuhrpfad10-8 bis 9,9·10-8

Zufuhrpfad

mitteleeff /Sv·Bq-1

Zufuhrpfad

niedrigeeff /Sv·Bq-1

10-10 bis 9,9·10-10

Zufuhrpfad

sehr niedrigeeff /Sv·Bq-1

< 9,9·10-11

mittel-hoch hoch sehr hoch extrem hocheeff /Sv·Bq-1 eeff /Sv·Bq-1 eeff /Sv·Bq-1 eeff /Sv·Bq-1

10-7 bis 9,9·10-7 10-6 bis 9,9·10-6 10-5 bis 9,9·10-5 10-4 bis 9,9·10-4

Zufuhrpfad Zufuhrpfad Zufuhrpfad Zufuhrpfad

Inhalation einmalig 1000 Bq 3H. Welche effektive Dosis erhält die Person ?

E(3H) = 4,110-11 Sv/Bq1000 Bq 3H = 4,1 10-8 Sv = 41 nSvVergleich:

die natürliche externe Strahlenexposition beträgt ca. 50 bis 70 nSv/h.

Der ermittelte Wert entspricht der natürlichen externen Strahlenexposition in ca. 35 bis ca. 50 min.


Dosiskoeffizient: 3H

Inhalation einmalig von 1000 Bq 232Th (ca. 250 mg 232Th) ?

Effektive Dosis: E(232Th) = 2,910-5 Sv/Bq1000 Bq 232Th

= 2,910-2 Sv = 29 mSv

Dosis für das kritische Organ bzw. Gewebe: KnochenoberflächeDO(232Th) = 1,510-3 Sv/Bq1000 Bq 232Th

= 1,5100 Sv = 1500 mSv

Vergleich mit Dosisgrenzwerten:Effektive Dosis: 20 mSv/ Jahr.Organdosis: Knochenoberfläche: 300 mSv/Jahr.


Dosiskoeffizient: 232Th

• Radionuklid - Art der emittierten Strahlung- Biokinetik- Halbwertszeit- Verteilung auf die Organe/Gewebe

• Chemische Verbindung (z. B. Inhalation; analog Ingestion) - F (überwiegend schnelle (Fast) Biokinetik) - M (überwiegend mittelschnelle (Mean) Biokinetik) - S (überwiegend langsame (Slow) Biokinetik)• Korngröße: Standard: AMAD: 5 µm• Lebensalter und Beruf: - Einzelperson der Bevölkerung ungeboren, neugeboren, < 1 y, 1 – 5 y, 5 -12 y, 12-17 y, > 17-70 y - beruflich strahlenexponierte Personen (> 17 y)• Organe und Gewebe (26 siehe nächste Folie)• Zufuhrpfad (Inhalation, Ingestion)


Dosiskoeffizient : Einfußfaktoren

Organe und Gewebe sowie Dosisgrenzwerte

Tabelle 3: Jahresgrenzwerte der 50-Jahre-Folgedosis für die Inkorporationskontrolle (p: Anzahl der beim Standardverfahren notwendigen Überwachungsintervalle pro Jahr.

Nr. Organ bzw. Gewebe GO bzw. GE /mSv

gO bzw. gE /mSv

Nr. Organ bzw. Gewebe GO bzw. GE /mSv

gO bzw. gE /mSv

1 ET Luftwege 150 15/p 14 Unterer Dickdarm 150 15/p

2 Lunge 150 15/p 15 Dickdarm 150 15/p

3 Blase 150 15/p 16 Milz 150 15/p

4 Brust 150 15/p 17 Muskel 150 15/p

5 Gehirn 150 15/p 18 Nebenniere 150 15/p

6 Haut 500 50/p 19 Nieren 150 15/p

7 Hoden 50 5/p 20 Ovarien 50 5/p

8 Knochenoberfläche 300 30/p 21 Pankreas 150 15/p

9 Leber 150 15/p 22 Rotes Knochenmark 50 5/p

10 Speiseröhre 150 15/p 23 Schilddrüse 300 30/p

11 Magen 150 15/p 24 Thymus 150 15/p

12 Dünndarm 150 15/p 25 Uterus 50 5/p

13 Oberer Dickdarm 150 15/p 26 effektiv 20 1/p

Organ bzw. Gewebe, das bei einmaliger Zufuhr eines Radionuklides den höchsten Anteil der Dosis am Organgrenzwert aufweist


kritisches Organ, Gewebe


kritische Organe, Gewebe

Nuklide Nuklide NuklideInhalation Ingestion Inhalation Ingestion Inhalation Ingestion

Be-7 M P-32 M Eu-155 MMn-54 M P-33 M Pb-210+ FNi-59 Carbonyl S-35(ANORG) M Ra-228+ MNi-63 Carbonyl Cl-36 M Ac-227++ FSr-85 S Ca-45 M Th-229+ MY-88 S Sc-46 S Th-230 MTc-99m M Fe-59 M Th-232sec MSb-126 M Co-57 M Np-237+ MTh-228+ S Co-60 S Pu-236 MU-232+ S Sr-89 S Pu-238 MU-233 S Sr-90+ S Pu-239 MU-234 S Zr-95 S Pu-240 MU-235+ S Nb-94 S Pu-241 MU-238+ S Nb-95 S Pu-242 M

Tc-99 M Am-241 M

Ru-103 S Am-243+ M

Nuklide Zufuhrpfad Ru-106+ S Cm-243 M

Inhalation Ingestion Ag-108m+ S Cm-244 M

Ag-110m+ F Sn-126+ MEu-152 M Te-123m M

Eu-154 M Sb-124 M

U Dickdarm Sb-125+ M Nuklide Zufuhrpfad

Nuklide Zufuhrpfad Ce-139 S Inhalation Ingestion

Inhalation Ingestion Ce-141 S H-3 HTO 1,0

K-40*) 1,0 Ce-144+ S H-3(ORG) ORGCr-51 0,01 Po-210 M C-14 1,0Y-90 0,001 Ra-226+ M S-35(ORG) 1,0Ba-140+ F Th-227 S Ca-41 0,3La-140 0,0005 Th-228+ S Fe-55 FNp-239 0,0005 Cm-242 M Zn-65 0,5

Nuklide Zufuhrpfad Nuklide Zufuhrpfad Nuklide Zufuhrpfad

Inhalation Ingestion Inhalation Ingestion Inhalation IngestionSe-75 0,8 I-125 1,0 Cs-134 1,0

I-129 1,0 Cs-137+ 1,0I-131 1,0

Zufuhrpfad

ET LuftwegeZufuhrpfad

LungeZufuhrpfad

Knochenoberfläche

Leber

Rotes Knochenmark

Nieren Schilddrüse Uterus

• Anzahl pro Radionuklid: 416 bis 1248 abhängig von der Anzahl chemischer Verbindungen


Dosiskoeffizient : Anzahl

• Gesamtzahl für über 500 Radionuklide: 1 AMAD (5µm) > 208000 bis > 624000

• Gesamtzahl für über 500 Radionuklide: 10 AMAD > 2080000 bis > 6240000

In der Routineüberwachung:

Vereinfachungen notwendig → Standardverfahren


Biokinetik

Zeitlicher Verlauf der Aktivität von Radionukliden im menschlichen Körper

nach Inkorporation.

Einflussfaktoren:

• Element

• Physikalische Halbwertszeit

• Biologische Halbwertszeit

• Organe und Gewebe

• Chemische Verbindung

• Zufuhrpfad

• zeitlicher Zufuhrverlauf


Biokinetik

• Abhängigkeit der Retention R von der Zeit seit der akuten Zufuhr

Einheit: Bq pro Bq Zufuhr

• Abhängigkeit der Ausscheidungsfunktion u von der Zeit seit der akuten Zufuhr mit - Faeces - Urin

Einheit: Bq/ pro Bq Zufuhr


Biokinetik: 137CsBiokinetik von Cs-137

1E-04

1E-03

1E-02

1E-01

1E+00

1 10 100 1000 10000

Zeit / Tage

Au

ss

ch

eid

un

gs

rate

/ B

q/d

pro

Bq

Z

ufu

hr

1E-04

1E-03

1E-02

1E-01

1E+00

Re

ten

tio

n /

Bq

pro

Bq

zu

fuh

r

Inhalation, GanzkörperIngestion, UrinInhalation, UrinIngestion, FaecesInhalation, FaecesIngestion, Ganzkörper

Retention

Ausscheidungsraten

Retention: vereinfachte mathematische Darstellung; Achtung: näherungsweise gültig nur für wenige Radionuklide, streng gültig eigentlich nieBiologische Halbwertzeit: T1/2,biol.

Zeit nach der die Hälfte eines einmalig zugeführten Elements (ohne Zerfall) noch im Körper oder Organ oder Gewebe vorhanden ist.


Biokinetik: T1/2,eff.

Physikalische Halbwertzeit: T1/2,phys

Zeit nach der die Hälfte der Aktivität eines Radionuklids vorhanden ist.Effektive Halbwertzeit: T1/2,eff.

Zeit nach der die Hälfte der Aktivität eines einmalig zugeführten Radionuklide (mit Zerfall) noch im Körper oder Organ oder Gewebe vorhanden ist.

1 T1/2,eff. 1 T1/2,phys.

1 T1/2,biol.

= +

T1/2,eff.

T1/2, biol. · T1/2,Phys.

T1/2, biol. + T1/2,Phys.

=


Biokinetik: T1/2,eff.


Biokinetik: 137Cs

1,00E-04

1,00E-03

1,00E-02

1,00E-01

1,00E+00

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Zeit / Tage

Re

ten

tio

n /

Bq

im

Kö

rpe

r p

ro B

q

Zu

fuh

r Ingestion, Ganzkörper

T1/2,eff. ≈ 110 Tage

R(t) ≈ R1·exp[-ln2/T1/2,eff.)·t]

• Bis 1986: Anfangsphase (Reaktion auf Vorfälle)- Ungewollte chronische Zufuhr von 226Ra bei Ziffernblattmalerinnen

- Unfallbedingte akute Zufuhr bei Entwicklung und Test von Kernwaffen:

Entwicklung und Einsatz von Ganz- und Teilkörperzähler - Chronische Zufuhr von Radionukliden durch

Kernwaffenfallout: z.B. 239Pu, 90Sr, 131I, 137Cs

- Natürliche Radionuklide im Bergbau (222Rn) und in BE-Fertigung (U): Entwicklung und Einsatz von Raumluftüberwachung- Erforschung der unerwünschten Nebenwirkungen bei Thorotrast: 232Th

- Unfallbedingte akute Zufuhr von 137Cs aus medizinischer Quelle- Anwendung in der Medizin z.B. 99mTc (Diagnostik), 131I (Therapie)

Inkorporationskontrolle:

Notwendigkeit

• 1992-2006: Dynamische, systematische Entwicklungsphase Inkorporationskontrolle bei beruflichen Umgang mit offenen Radionukliden: niedrigere Grenzwerte, Schutz des ungeborenen Lebens, neue Radionuklide

• 1986-1992: SchockphaseTschernobyl: Bau neuer Ganz- und Teilkörperzähler z.B. 131I, 137Cs

Beim Umgang mit radioaktiven Stoffen kann in der Regel nicht ausgeschlossen werden, dass radioaktive Stoffe inkorporiert werden.

Zusätzlich zur äußeren Strahlenexposition ist für die gesamte Strahlenexposition des Menschen auch die innere Strahlenexposition durch inkorporierte Radionuklide zu berücksichtigen.

Die konsequente Umsetzung der Schutzvorschriften der Strahlenschutzverordnung soll das Ausmaß der Inkorporation auf ein unvermeidbares Minimum begrenzen.


Notwendigkeit

• Überwachung der Einhaltung von GrenzwertenNachweis, dass die Werte der effektiven Dosis, der Organ- und Gewebe-dosen bei innerer Strahlenexposition unterhalb der Grenzwerte sind

• Kontrolle der Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen Nachweis, dass die angewendeten Schutzmaßnahmen in der Lage

sind, die Inkorporation von Radionukliden wirksam und nachhaltig zu

minimieren

• Rechtzeitige Warnung vor GefahrenInkorporationen rechtzeitig zu erkennen

• Ermittlung der inneren Dosis (§41 StrlSchV)

• Daten zur Vorbeugung vor Inkorporationen


Ziele

Regelmäßige Inkorporationskontrolle:

Wenn zu besorgen ist, dass:

E > 1 mSv/Jahr E: effektive Dosis

DO> 1/10 DOGW DO: Organ-,Gewebedosis DOGW : Jahresgrenzwert von

DO


Erfordernis

Achtung:

• Berücksichtigung der Summe aus innerer und äußerer Strahlenexposition

• Neu: Besonderer Schutz des ungeborenen Kindes

DFötus < 1 mSv von der Meldung der Schwangerschaft bis zur Geburt

• Schutz der Gebärmutter: Grenzwert: 2 mSv/Monat

Für Personen, die direkt mit radioaktiven Stoffen umgehen, ist die folgende Berechungsgrundlage anzuwenden:

Konstantes zeitlich nicht eingrenzbares Inkorporationsrisiko

a ist der Anteil an der gehandhabten Aktivität A, der beim Umgang unbemerkt inkorporiert wird.


Erforderniskriterium

Radionuklid(e) a Bemerkung

3H, 14C 0,1 Schätzwert

123I, 125I,131I, … 0,001 Markierung von chemischenVerbindungen mit radio-

aktivem Jod

alle anderen 5·10-5 ausserhalb von Abzügen10-7 in Abzügen

Bemerkung:

a: Kann, falls erforderlich aus Experimenten bestimmt werden


Erforderniskriterium: a

Maximale jährlich unbemerkt inkorporierbare Aktivität Au,k

Au,k = a·N·Ak

N: Anzahl der Tage im Kalenderjahr, an dem mit der mittleren arbeitstäglich gehandhabten Aktivität Ak des Nuklids k tatsächlich umgegangen wird.


Erforderniskriterium: Au,k

E. Inkorporationskontrolle-Grundlagen und Begriffe - Erfordernis

Jährliche effektive Dosis Ek bei unbemerkter Inkorporation der Aktivität Au,k des Radionuklids k

Ek = E,max,eff,k·Au,k

Analog: Organ bzw. Gewebedosis


Erforderniskriterium: Ek

Ek

GWEk

Dosisanteile (Ek) an den Dosisgrenzwerten

(Ek) =

0,05·GWEk = 1 mSv/Jahr

5 mSv/Jahr für rotes Knochenmark, Gebärmutter und Keindrüsen

0,1·GWDO,k = 15 mSv/Jahr für sonstige Organe und Gewebe

30 mSv/Jahr für Knochenoberfläche undSchilddrüse

50 mSv/Jahr für die Haut, die Hände, die Unterarme, die Füße,

die Knöchel


Erforderniskriterium: (Ek)

Analog: Organ bzw. Gewebedosis

Dosisanteile an den Dosisgrenzwerten bei Radionuklidgemischen:

= Smax[(Ek); (DO,k)]k=1

n

≤ 0,5, regelmäßige Inkorporationskontrolle ist nicht erforderlich.

> 0,5, regelmäßige Inkorporationskontrolle ist erforderlich.


Erforderniskriterium:


Erfordernis: 106 Bq 125I/d; N = 20 d

Radio- nuklid Ā2)/Bq/d a3)

AU4)/Bq

ejmax

/Sv/Bqdjmax

/Sv/Bq dG /Sv/Bq E/mSv D/mSv G/mSv3H 0,E+00 0,1 0,E+00 4,E-11 4,E-11 4,E-11 0,00 0,0014C 0,E+00 0,1 0,E+00 6,E-10 6,E-10 6,E-10 0,00 0,0032P 0,E+00 5,E-05 0,E+00 3,E-09 8,E-09 7,E-10 0,00 0,0032P 0,E+00 5,E-05 0,E+00 3,E-09 8,E-09 8,E-09 0,00 0,0033P 0,E+00 5,E-05 0,E+00 1,E-09 1,E-08 1,E-10 0,00 0,0035S 0,E+00 5,E-05 0,E+00 1,E-09 9,E-09 8,E-10 0,00 0,00125I 1,E+06 0,001 2,E+04 1,5E-08 3E-07 3,E-11 0,30 6,00

N1) Anzahl der Umgangstage pro KalenderjahrRadio- nuklid

Kritischer Pfad

einutero,max

/Sv/BqEinutero

/mSv

Ā2) mittlere arbeitstäglich gehandhabte Aktivität 3H ai Inh. (1,0) 7,7E-11 0,00

a3) Anteil der unbemerkt inkorporierbaren Aktivität 14C ai Ing (1,0) 9,9E-10 0,00

AU4) unbemerkt inkorporierbare Aktivität

32P ai Ing(0,8) 3,1E-08 0,00

AGes gesamte Aktivität32P ai Ing(0,8) 3,1E-08 0,0033P ai Ing(0,8) 5,9E-09 0,00

E: effektive Dosis35S ai Ing (1,0) 1,6E-09 0,00

D: Äquivalentdosis für das kritische Organ/Gewebe125I ai Ing (0,98) 1,3E-08 0,00

G: Äquivalentdosis für die GebärmutterEinutero: Dosis für das ungeborene Kind im Uterus

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

25

10

25

Tkrit

/weeks

0,00

10

10

25

25

E/mSv/a Krit. Organ

Ungeborenes Kind

Gebär- mutter

Augenlinse/mSv/a Haut/mSv/a

Hände/mSv/a

Unter- arme /mSv/a

Sintern 0,30 0,0200 0,00 1,2E-05Sextern 0,00 0 0 0 0 0S

I+E 0,300 0,020 0,000 1,2E-05 0 0 0 0

Eingruppierung in eine Kategorie als beruflich strahlenexponierte Person:keine berufliche Strahlenexposition 1

Erfordernis der arbeitsmedizinischen Vorsorge nicht vorhandenpermanente Inkorporationskontrolle nicht erforderlich

0

Füße/Knöchel/mSv7a

0

Geschätzte Dosisanteile an den Grenzwerten nach §55 StrlSchV


Erfordernis: 106 Bq 125I/d; N = 20 d


Erfordernis: 125I + 32P; N = 20 d

Radio- nuklid Ā2)/Bq/d a3)

AU4)/Bq

ejmax

/Sv/Bqdjmax

/Sv/Bq dG /Sv/Bq E/mSv D/mSv G/mSv3H 0,E+00 0,1 0,E+00 4,E-11 4,E-11 4,E-11 0,00 0,0014C 0,E+00 0,1 0,E+00 6,E-10 6,E-10 6,E-10 0,00 0,0032P 2,E+09 5,E-05 5,E+05 3,E-09 8,E-09 7,E-10 1,45 4,1032P 0,E+00 5,E-05 0,E+00 3,E-09 8,E-09 8,E-09 0,00 0,0033P 0,E+00 5,E-05 0,E+00 1,E-09 1,E-08 1,E-10 0,00 0,0035S 0,E+00 5,E-05 0,E+00 1,E-09 9,E-09 8,E-10 0,00 0,00125I 1,E+06 0,001 2,E+04 1,5E-08 3E-07 3,E-11 0,30 6,00

N1) Anzahl der Umgangstage pro KalenderjahrRadio- nuklid

Kritischer Pfad

einutero,max

/Sv/BqEinutero

/mSv

Ā2) mittlere arbeitstäglich gehandhabte Aktivität 3H ai Inh. (1,0) 7,7E-11 0,00

a3) Anteil der unbemerkt inkorporierbaren Aktivität 14C ai Ing (1,0) 9,9E-10 0,00

AU4) unbemerkt inkorporierbare Aktivität

32P ai Ing(0,8) 3,1E-08 0,00

AGes gesamte Aktivität32P ai Ing(0,8) 3,1E-08 0,0033P ai Ing(0,8) 5,9E-09 0,00

E: effektive Dosis35S ai Ing (1,0) 1,6E-09 0,00

D: Äquivalentdosis für das kritische Organ/Gewebe125I ai Ing (0,98) 1,3E-08 0,00

G: Äquivalentdosis für die GebärmutterEinutero: Dosis für das ungeborene Kind im Uterus

0,00

0,00

0,34

0,00

0,00

0,00

25

10

25

Tkrit

/weeks

0,00

10

10

25

25


Erfordernis: 125I + 32P; N = 20 d

E/mSv/a Krit. Organ

Ungeborenes Kind

Gebär- mutter

Augenlinse/mSv/a Haut/mSv/a

Hände/mSv/a

Unter- arme /mSv/a

Sintern 1,75 0,1020 0,00 0,00671Sextern 0,00 0 0 0 0 0S

I+E 1,750 0,102 0,000 0,00671 0 0 0 0

Eingruppierung in eine Kategorie als beruflich strahlenexponierte Person:Kategorie B 2

Erfordernis der arbeitsmedizinischen Vorsorge einmalig vorhandenpermanente Inkorporationskontrolle unbedingt erforderlich

0

Füße/Knöchel/mSv7a

0

Geschätzte Dosisanteile an den Grenzwerten nach §55 StrlSchV

Inkorporationskontrolle aus besonderem Anlass

• bei außergewöhnlichen Ereignissen, z.B. - Aktivitätsfreisetzungen - kontaminierte Wunden - Vermutung einer Inkorporation

• wenn bei einem zeitlich begrenzten Umgang zwar eine regelmäßige Überwachung entfällt, jedoch eine Inkorporation zu besorgen ist, mit > 0,5

• zum Schutz des ungeborenen Kindes (< 1mSv in der Schwangerschaft)


Erfordernis: Anlass

Allein oder in Kombination:

• Messung der Raumluftaktivität am Arbeitsplatz

• Messung der Aktivitäten der Radionuklide im Körper einer überwachten Person

• Messung der Aktivitäten der Radionuklide in den Ausscheidungen einer überwachten Peron


Verfahren

• Ermittlung der Aktivitätszufuhr Zk

Das primäre Messergebnis eines Überwachungsverfahrens ist der Wert - der Aktivität für ein Radionuklid k im Ganz- oder Teilkörper Xk

- der mit Urin oder Faeces täglich ausgeschiedenen Aktivität Xk

Gemessen wird am regelmäßig am Ende eines festen Überwachungsintevalls dt1 d bis 180 dAnnahmen: Zufuhrpfad: Inhalation Stoffklasse: M

Für die Ermittlung der Dosis: Zufuhr einmalig zum Zufuhrzeitpunkt tZ in der Mitte des Überwachungsintervall

Für die Ermittlung der Nachweisgrenze: Zufuhr einmalig zum Zufuhrzeitpunkt tZ am Anfang des Überwachungsintervall


Durchführung: Standardverfahren

• Aktivitätszufuhr Zk

Xk

Rkj(½dt)

Xk

Ukj(½dt)

Zk =bzw.

Zk =

mit

NWG(Xk): Ersetze ½·dt durch dt



• Nachweisgrenze der Aktivitätszufuhr NWG (Zk)

NWG(Xk)

Rkjdt

Analog: Ausscheidungsanalysen

NWG(Zk) =



• DosisEffektive Dosis Ek bei Inkorporation der Aktivität Zk des Radionuklids

k: Ek = E,max,eff,k·Z,k

Organ bzw. Gewebedosis DZ,k bei Inkorporation der Aktivität Au,k des Radionuklids k:

DO,k = O,max,O,k·Z,k

• Anwendungsbereich

< 30% der Grenzwerte (einfach zu handhaben)

> 30% der Grenzwerte: Individualverfahren (sehr komplex)



• Nachweisgrenze der Dosis Ek

NWG(Xk)

Rkjdt

Analog:

- Aussscheidungsanalysen

- Organ bzw. Gewebedosis

NWG(Ek) = max,eff,k·

NWG(Ek) < 1 mSv/Anzahl der Überwachungsintervalle pro Jahr

Anzahl der Überwachungsintervalle pro Jahr:

360dt

Rkjdt·NWG(Xk)NWG(Xk) = max,eff,k-1·




Durchführung: 137Csdetection limits versus time after final shutdown

10

100

1000

10000

100000

0,1 1 10 100

t-tSD/y

N(d

t) /

Bq

key radionuclide: Cs-137

Pathway of intake Inhalation (M)

Method of monitoring WHOLE BODY

dt:30d

µk: PWR;k=3:Kont. Stahl, steel, [5]

respiratory tracks

lungs

bladder

breast

brain

skin

testes

bone surface

liver

oesophagus

stomage

small intestine

colon

spleen

muscles

suprarenal gland

kidney

ovary

pancreas

red bone marrow

thyroid gland

thymus

uterus

effective


Durchführung: 137Cs

0E+00 2E+03 4E+03 6E+03 8E+03 1E+04 1E+04

2

4

6

8

10

14

20

30

40

60

80

90

100

120

180

Üb

erw

ach

un

gsi

nte

rval

l /

Tag

e

N(t-tSD) / Bq bzw. Bq/d

key radionuclide: Cs-137

Pathway of intake Inhalation (M)

Method of monitoring WHOLE BODY

µk: PWR;k=3:Kont. Stahl, steel, [5]

Npraxis: 200 Bq

t-tSD: 0,001 y


Qualitätssicherung

• Selektivität: Einzelnuklidbestimmung erforderlich

• Nachweisgrenze:

NWG (Ek) < 1 mSv/Anzahl der Überwachungsintervalle pro Jahr

NWG (Dk) < 0,1GWD//Anzahl der Überwachungsintervalle pro Jahr

• Richtigkeit: - 0,25 < Br < + 0,5

• Präzision: SA = SB < 0,4

• Effizienz

abhängig von Nuklid und Verfahren

einige 100 pro Jahr bis einige Tausend pro Jahr

Anwendung von Radioanalytik: Inkorporationskontrolle

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Transcript of Anwendung von Radioanalytik: Inkorporationskontrolle