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by Jörn Bettentrup Freiwillige Feuerwehr Gelsenkirchen Aus- und Weiterbildung Strahlenschutz Grundlagen des Strahlenschutzes

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Freiwillige Feuerwehr GelsenkirchenAus- und Weiterbildung

StrahlenschutzGrundlagen des Strahlenschutzes

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Strahlenschutz Grundlagen des Atomaufbaus

Ein Atom besteht aus einer negativ geladenen Hülle und einem positiv ge-ladenen Kern.

Die primären Bausteine eines Atoms sind

Größenverhältnis Hülle/Kern

Gewichtsverhältnisse im AtomaufbauProtonen (+ el. Ladung)

Neutronen

Elektronen (- el. Ladung)

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Strahlenschutz Grundlagen des Atomaufbaus

Vereinfachter Aufbau und Nomenklatur (Bsp. Heliumatom)

42 He

Symbol des chem. Elements

KernladungszahlAnzahl der Protonen, bestimmt das Element

MassenzahlGesamtzahl der Protonen und Neutronen

Anzahl Protonen=Anzahl Elektronen, d.h. elektrische Neutralität.

Anzahl Protonen=Anzahl Elektronen, d.h. elektrische Neutralität.

Ist das Atom elektrisch nicht neutral,

handelt es sich um ein Ion.

Ist das Atom elektrisch nicht neutral,

handelt es sich um ein Ion.

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Strahlenschutz Der radioaktive Zerfall

Bestimmte Nuklide (Atomarten) haben im Kern ein Ungleichgewicht der bindenden Kräfte.

Bestimmte Nuklide (Atomarten) haben im Kern ein Ungleichgewicht der bindenden Kräfte.

Diese Nuklide streben einen energetisch günstigeren Zustand an.

Diese Nuklide streben einen energetisch günstigeren Zustand an.

Dies geschieht unter Aussendung radioaktiver Strahlung.

Dies geschieht unter Aussendung radioaktiver Strahlung.

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Strahlenschutz Wechselwirkung von Strahlung mit Materie

Radioaktive Strahlung, oder -Strahlung

Radioaktive Strahlung, oder -Strahlung

Atomstruktur wird verändert durch Ionisation oder Anregung

Atomstruktur wird verändert durch Ionisation oder Anregung

MaterieMaterie

trifft auf wird abgebremst, abgelenkt oder

absorbiert

Die veränderte Atom-struktur kann sich negativ auf die Biogenetik aus-wirken :

„Strahlenschäden“

Je häufiger die Wechselwirkungen, desto geringer die Energie der Strahlung

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Strahlenschutz Strahlenarten und ihre Eigenschaften

-Strahlung

-Strahlung

-Strahlung

Positiv geladen 2 Protonen 2 Elektronen Sehr energiereich (4-5 MeV), deswegen

sehr gefährlich bei Inkorporation

Durch die Größe sehr leicht abschirmbar

Reichweite in Luft ca. 4-7cm

Abschirmung durch Kleidung Papier

negativ geladen 1 Elektron Energie ca. (0,3-3 MeV)

Reichweite in Luft ca. 1-2m

Abschirmung durch 4mm Aluminium

Wellen/Quanencharakter kaum Wechselwirkung Energie bis zu 10 Mio mal stärker

als Licht

Schlecht abschirmbar Reichweite in Luft bis

zu mehreren km Abschirmung durch

Werkstoffe großer Dichte

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Strahlenschutz Das Abstandsgesetz

Das Abstandsgesetz für „isotrope“ StrahlenquellenDas Abstandsgesetz für „isotrope“ Strahlenquellen

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Strahlenschutz Abschirmung

AbschirmungenAbschirmungenDie HalbwertsschichtdickeDie Halbwertsschichtdicke

1/1 1/2 1/4 1/8 1/16

231 mm Wasseroder

103 mm Betonoder

28 mm Stahloder

14 mm Blei

1 Blatt Papier

4 mm Aluminium oder 15 Blatt Papier

103 mm Beton

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Strahlenschutz Strahlendosimetrie und Einflußfaktoren

1 kg

Die Energiedosis [Gray]Die Energiedosis [Gray]

Strahlenquelle(Energie 1Joule)

Energiedosis = Strahlungsenergie

Masse

Die Äquivalentdosis [Sievert]Die Äquivalentdosis [Sievert]

Äquivalentdosis = Energiedosis x QQ=1 für - und -StrahlungQ=20 für Strahlung

„Es gilt, daß die Wirkung der Energiedosis geringer ist, je größer die zeitlichen Abstände der Teildosen ist!“

Der ZeitfaktorDer Zeitfaktor

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Strahlenschutz Die Äquivalentdosis/Dosisrichtwerte für Feuerwehren

Ein Alphateilchen führt in einer Zelle etwa 1000 mal mehr Wechselwirkungen aus als ein Betateilchen

Dichtere Ionisation in einem kleinen Zellbereich ist viel schädlicher

Berücksichtigung dieser stärkeren Schädigung durch Qualitätsfaktor (20fach)

-StrahlungEnergiedosis 1 Gy

-StrahlungEnergiedosis 1 Gy

Ausbildung 5mS/Jahr

Schutz von Sachwerten 15mS/Jahr

Gefahr für Personen 100mS/Einsatz

Menschenleben 250mS/Leben

Zum Vergleich

Natürliche Strahlenbelastung 2,4mS/Jahr

Grenzwert für beruflich strahlenexponierter Personen 50mS/Jahr

Schwellendosis 250mS/einmal

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Strahlenschutz Strahlendosimetrie, Strahlenwirkung

0,5 SievertStrahlenkater

1,5 SievertÜbelkeit und Erbrechen

3 SievertÜbelkeit Hautrötung

Sterblichkeit 20%

5 SievertKreislaufschwäche, Schock, DurchfallSterblichkeit 50%

Ca. 7 SievertTödliche DosisSicherer Tod

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Strahlenschutz Kontamination und Inkorporation

KontaminationKontamination InkorporationInkorporation

Verunreinigung von Oberflächen mit radioaktiven Stoffen

Gefahr der Verschleppung und Gefährdung anderer Bereiche

Strahlungsintensität besonders hoch, da geringer Abstand

Aufnahme von radio-aktiven Stoffen in den Körper

Durch Körperöff-nungen oder Atmung

Verweilzeit im Körper kann sehr lange sein (Radiotoxizität bzw. biologische Halbwertzeit)

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Strahlenschutz Kennzeichnungen

Betriebliche StrahlenschutzbereicheBetriebliche Strahlenschutzbereiche

Sperrbereich3 mSv/h

Kontrollbereich15 mSv/a

Betriebliche Überwachung5 mSv/a

Außerbetr. Überwachung0,3 mSv/a

Feuerwehr!Gefahrengruppe II

TransporteTransporte

Versandstücke Kategorie-Imax. 0,005 mSv/h an Oberfläche

Versandstücke Kategorie-IImax. 0,5 mSv/h an Oberfläche

Versandstücke Kategorie-IImax. 2-10 mSv/h an Oberfläche

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Strahlenschutz Schutzmaßnahmen und Einsatztaktik

Inkorporation vermeiden!

Kontamination vermeiden!

Abstand halten!

Aufenthaltsdauer begrenzen!

Abschirmung ausnutzen!

Jede unnötige Strahlen-exposition vermeiden!

Absperrgrenze mind. 25m !

Keine besondere Schutzausrüstung notwendig

Gefahrengruppe IGefahrengruppe I

Gefahrengruppe IIGefahrengruppe II

Gefahrengruppe IIIGefahrengruppe III

Wie unter II, jedoch muß hier ein Sachverständiger zur Verfügung stehen

Tätigkeiten nur unter Überwachung und Sonderausrüstung. Abweichung nur nach Absprache mit dem Strahlenschutzbeauftragten

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Strahlenschutz Schutzmaßnahmen und Einsatztaktik

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StrahlenschutzQuellenangabe und weiterführende Literatur

Infobroschüre zur neuen Kennzeichnung von Gasflaschen Industriegasverband e.V. 1998

Die Beförderung gefährlicher Güter Bundesverkehrsministerium1992

Die Beförderung radioaktiver Stoffe Bundesverkehrsministerium

Lehrblätter GSG Stufe 1 LFV NRW

Lehrblätter Strahlenschutz Stufe 1 LFV NRW

Der Feuerwehrmann auf der SchulbankLehrblatt 5 Verlag Jürgen Jamelle, Bochum

Feuerwehrdienstvorschriften 9/1, 9/2, 14 Kohlhammer Verlag, Stuttgart

Brandschutz, deutsche Feuerwehrzeitschrift Ausgabe 2/98, 1/2000, Kohlhammer Verlag, Stuttgart

Radioaktivität und Strahlenschutz Martin Volkmer, HEW AG 1991Kernenergie Basiswissen Martin Volkmer, HEW AG 1990