Neue Dosismessgrößen und neue Dosisgrenzwerte im Strahlenschutz (RöV) Landesamt für...

Neue DosismessgrößenNeue Dosismessgrößenund neue und neue DosisgrenzwerteDosisgrenzwerteim Strahlenschutz (RöV)im Strahlenschutz (RöV)

Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald

• Dosisgrößen: bisher - neu

• Grenzwerte: bisher - neu

• praktische Auswirkungen


Dosis:Dosis: Maß für die von einer Maß für die von einer Masse absorbierte Masse absorbierte StrahlungsmengeStrahlungsmenge


DosissystemeDosissystemeMesspraxisMesspraxis Theorie / AdministrationTheorie / Administration

ÜberwachungÜberwachungvon Strahlen-von Strahlen-schutzbereichenschutzbereichen

Beschreibung Beschreibung desdesStrahlenrisikosStrahlenrisikos

Definition vonDefinition vonGrenzwerteGrenzwerte

Personen-Personen-über-über-wachungwachung

KörperdosisgrößenKörperdosisgrößen(Schutzgrößen)(Schutzgrößen)

DosismessgrößenDosismessgrößen(operative Größen)(operative Größen)

• Ionendosis• Energiedosis• Äquivalentdosis

• Organdosis• lokale Hautdosis• effektive Dosis


DosismessgrößeDosismessgröße

Schätzwert für KörperdosisSchätzwert für Körperdosis

genügend groß genügend groß gut angepasst gut angepasst

Dosismessgröße Dosismessgröße Körperdosis Körperdosis

Aus physikalischer Primärgröße Aus physikalischer Primärgröße eindeutig ableitbare Punktgrößeeindeutig ableitbare Punktgröße

Dosismessgröße = f (Primärgröße, Dosismessgröße = f (Primärgröße, r)r)


Historische Dosismess-Historische Dosismess-größen für größen für RöntgenstrahlenRöntgenstrahlenRöntgenstrahlendosisRöntgenstrahlendosis (1928)(1928) [Röntgen [Röntgen - R]- R]

1 R = 1 Elektrostatische Einheit / 1 cm³ Luft (18°C, 760 Torr)1 R = 1 Elektrostatische Einheit / 1 cm³ Luft (18°C, 760 Torr)

IonendosisIonendosis JJ

[C/kg][C/kg]1 C/kg = 1 C Ionen eines Vorzeichens / 1 kg trockene Luft1 C/kg = 1 C Ionen eines Vorzeichens / 1 kg trockene Luft

Umrechnung:Umrechnung: 1R = 2,58 1R = 2,58.. 10 10-4 -4 C/kgC/kg

Standard-IonendosisStandard-Ionendosis (2001 - DIN 6814-3)(2001 - DIN 6814-3) JJSS[C/kg][C/kg]

Ionendosis an einem Punkt in beliebigem Material, die von Ionendosis an einem Punkt in beliebigem Material, die von der dort vorhandenen Photonenfluenzverteilung bei der dort vorhandenen Photonenfluenzverteilung bei Sekundärelektronengleichgewicht in Luft erzeugt würdeSekundärelektronengleichgewicht in Luft erzeugt würde


EnergiedosisEnergiedosis (1950-er Jahre)(1950-er Jahre) D Da/w/ta/w/t[Gray - Gy][Gray - Gy]

1 Gy = 1 J / 1 kg Luft/Wasser/Gewebe1 Gy = 1 J / 1 kg Luft/Wasser/Gewebe

ÄquivalentdosisÄquivalentdosis (1960-er Jahre)(1960-er Jahre) H H [Sievert - [Sievert -

Sv]Sv]H = q H = q .. D D q ... q ... Bewertungsfaktor Bewertungsfaktor

q = Q q = Q .. N = f(Strahlungsarten, Strahlungsbedingungen) N = f(Strahlungsarten, Strahlungsbedingungen)

1 Sv 1 Sv 1 Gy 1 Gy für Röntgenstrahlung:für Röntgenstrahlung: QQRöntgenRöntgen = 1 Sv/Gy = 1 Sv/GyPhotonen-Äquivalentdosis Photonen-Äquivalentdosis (1980)(1980) H HXX[Sievert - SV][Sievert - SV]

HHXX = 0,01 Sv/R = 0,01 Sv/R .. J JS S = 38,76 Sv= 38,76 Sv..kg/C kg/C .. J JSS (Energie (Energie 3 MeV) 3 MeV)

Historische Dosismess-Historische Dosismess-größen für größen für RöntgenstrahlenRöntgenstrahlen


Frei-Luft-DosisgrößenFrei-Luft-Dosisgrößen

Parallelplatten-Ionisationskammer zur Messung der Standard-Ionendosis (schematisch)

Messvolumen so angeordnet, dass Sekundärelektronen-gleichgewicht gewährleistet wird

nach R. Schmidt, UEK


Körperdosisgrößen Körperdosisgrößen für Röntgenstrahlenfür Röntgenstrahlen

BISHERBISHER NEUNEU

Teilkörperdosis HTeilkörperdosis HTT

Mittelwert der Äquivalentdosis über das Volumen VT eines Körper-abschnitts oder Organs

HT = 1/VT. q.D(V) dV

T

Organdosis HOrgandosis HTT

Produkt aus mittlerer Energiedosis in einem Organ, Gewebe oder Körperteil und dem Strahlungs-Wichtungsfaktor wR

HT = wR. DT,R

wRRöntgen = 1 Sv/Gy


BISHERBISHER NEUNEU

Effektive Dosis HEffektive Dosis HEE

Summe über gewichtete, mittlere Äquivalentdosen in einzelnen Organen und Geweben

HE = wT. HT

Effektive Dosis EEffektive Dosis E

Summe über mit wT

multiplizierte Organdosen

E = wT.HT = wT

.wR.DT,R

Körperdosisgrößen Körperdosisgrößen für Röntgenstrahlenfür Röntgenstrahlen


Gewebe-DosisgrößenGewebe-Dosisgrößen

Schematischer Strahlenverlauf im Computertomographen

nach einer Idee von Nuclear Associates


Frei-Luft-DosisFrei-Luft-Dosis

Wechsel-Wechsel-wirkungen der wirkungen der Strahlung mit Strahlung mit der Umgebung der Umgebung vernachläs-vernachläs-sigbarsigbar


Gewebe-DosisGewebe-Dosis

Wechsel-Wechsel-wirkungen der wirkungen der Strahlung mit Strahlung mit der Umgebung der Umgebung nicht vernach-nicht vernach-lässigbar:lässigbar:

• AbsorptionAbsorption

• StreuungStreuung (auch Rück- (auch Rück- streuung) streuung)

• AufhärtungAufhärtung


Einteilung der Einteilung der DosisgrößenDosisgrößennach den Aufgaben nach den Aufgaben im Strahlenschutzim Strahlenschutz

Ortsdosis:Ortsdosis:

Äquivalentdosis, gemessen an einem bestimmten OrtÄquivalentdosis, gemessen an einem bestimmten Ort

Personendosis:Personendosis:

Äquivalentdosis, gemessen an der für die Äquivalentdosis, gemessen an der für die Strahlenexposition repräsentativen Stelle der Strahlenexposition repräsentativen Stelle der KörperoberflächeKörperoberfläche


Dosismessgrößen für Dosismessgrößen für RöntgenstrahlenRöntgenstrahlen

OrtsdosisOrtsdosis PersonendosisPersonendosisBISHERBISHER

NEUNEUdurchdringende durchdringende StrahlungStrahlung

Strahlung geringer Strahlung geringer EindringtiefeEindringtiefe

Photonen-Äquivalentdosis HPhotonen-Äquivalentdosis HXX

Umgebungs-Umgebungs-ÄquivalentdosiÄquivalentdosi

s H*(10)s H*(10)

Tiefen-Tiefen-Personendosis Personendosis

HHPP(10)(10)

Richtungs-Richtungs-ÄquivalentdosiÄquivalentdosi

s H‘(0,07,s H‘(0,07,))

Oberflächen-Oberflächen-Personendosis Personendosis

HHPP(0,07)(0,07)


Ortsdosismessgrößen Ortsdosismessgrößen für Röntgenstrahlenfür RöntgenstrahlenUmgebungs-Äquivalentdosis H*(10)• aufgeweitetes, ausgerichtetes Strahlenfeld• ICRU-Kugel: D = 30 cm, = 1g/cm3 • 10 mm Tiefe auf Radius entgegen Einstrahlrichtung


Ortsdosismessgrößen Ortsdosismessgrößen für Röntgenstrahlenfür RöntgenstrahlenRichtungs-Äquivalentdosis H‘(0,07;)• aufgeweitetes Strahlenfeld

• ICRU-Kugel

• 0,07 mm Tiefe auf Radius der Richtung • H‘(0,07) = Maximum von H‘(0,07,)


Personendosismess-Personendosismess-größen für Röntgen-größen für Röntgen-strahlenstrahlenTiefen-Personendosis HP(10)• Äquivalentdosis für ICRU-Gewebe• 10 mm Tiefe im Körper• Tragestelle des Personendosimeters

Oberflächen-Personendosis HP(0,07)• Äquivalentdosis für ICRU-Gewebe

• 0,07 mm Tiefe im Körper (Keimschicht der Haut)

• Tragestelle des Personendosimeters


Vergleich alter und Vergleich alter und neuer Dosismessgrößenneuer Dosismessgrößen


Vergleich alter und Vergleich alter und neuer Dosismessgrößenneuer DosismessgrößenFür die Praxis vereinbarte Konversionsfaktoren:(Literatur: FS-01-117, DGZfP News, NAR-Empfehlung)

Strahlungsfeld H*(10) / HX H‘(0,07) / HX

RöntgenstrahlungU > 400 kV 1,0 1,0

Röntgenstrahlung50 kV < U < 400 kV * 1,3 1,3Röntgenstrahlung

U < 50 kV 1,0 1,0

* Wenn der überwiegende Dosisbeitrag von Photonen außerhalb eines Ener-giebereichs von 40 keV ... 200 keV herrührt, können die Umrechnungsfaktorenvon HX in H*(10) und H‘(0,07) gleich 1,0 gewählt werden.


Grenzwerte für Grenzwerte für RöntgenstrahlungRöntgenstrahlung

Dosisgrenzwerte

Strahlenexponierte ABevölkerung

Bisherige RöV

[mSv/a]

Neue RöV

[mSv/a]

Effektive Dosis 50; 1,5 (5) 20 (50); 1100 mSv/5a

Augenlinse 150; 15 150; 15Haut 300; 30 500; 50distale Extremitäten 500; 50 500Gonaden, Uterus, Knochenmark 50; 5 50Uterus bei gebärfähigen Frauen 5; 5 mSv/m 2 mSv/mSchilddrüse, Knochenoberfläche 300; 30 300andere Organe 150; 15 150ungeborenes Kind 1 mSvKontrollbereich >15 >6 (>45, >150)Überwachungsbereich >5 >1 (>15, >50)

Kontrollbereich: HKontrollbereich: HEEaltalt/E/Eneuneu = = 2,52,5 Überwachungsbereich: HÜberwachungsbereich: HEE

altalt/E/Eneuneu = = 55


Praktische AuswirkungenPraktische Auswirkungenauf auf StrahlenschutzbereicheStrahlenschutzbereiche

H0 = (K . I . t) / r²H0 ... Dosis ohne Abschirmung, K ... Dosisleistungskonstante, t ... Strahlzeit, r ... Abstand, I ... Röhrenstrom

mit: H0 = F . HF ... Schwächungsgrad

folgt: F . H = (K . I . t) / r²

und daraus: F = (K . I . t) / (H . r²)

und mit: I . t = W . U . TW ... Betriebsbelastung, U ... Richtungsfaktor (Nutzstrahlbündel)T ... Aufenthaltsfaktor

Bauliche Veränderungen (Zusatzabschirmung) nötig?Bauliche Veränderungen (Zusatzabschirmung) nötig?


Praktische AuswirkungenPraktische Auswirkungenauf auf StrahlenschutzbereicheStrahlenschutzbereicheBauliche Veränderungen (Zusatzabschirmung) nötig?Bauliche Veränderungen (Zusatzabschirmung) nötig?

folgt für den Schwächungsgrad:

F = K . W . U . T / H . r²

H*(10)H*(10)MessungMessung > Grenzwert ? > Grenzwert ?

Aufenthaltsfaktor T verkleinerbar ?Aufenthaltsfaktor T verkleinerbar ?

Richtungsfaktor U (Therapie) verkleinerbar ?Richtungsfaktor U (Therapie) verkleinerbar ?

Betriebsbelastung W verkleinerbar ?Betriebsbelastung W verkleinerbar ?

Abstand r vergrößerbar ?Abstand r vergrößerbar ?

Zusatz-Zusatz-abschirmungabschirmung

JA!JA!

NEIN!NEIN!

NEIN!NEIN!

NEIN!NEIN!

NEIN!NEIN!


Praktische AuswirkungenPraktische Auswirkungenauf Dosimeterauf Dosimeter

PersonendosimeterPersonendosimeter

• müssen HP(10) bzw. HP(0,07) in weitem Winkel- und Energiebereich richtig anzeigen

• werden auf Phantomen (bisher frei in Luft) kalibriert

• können nicht für Ortsdosismessungen eingesetzt werden (Rückstreukörper und Richtungsunabhängigkeit fehlen)

• bedürfen gegenüber den bisherigen Geräten nur marginaler konstruktiver Änderungen - Problem der amtlichen Dosismessstellen

• können mit Übergangsvorschriften bis 2011 wie bisher weiter betrieben werden


Praktische AuswirkungenPraktische Auswirkungenauf Dosimeterauf Dosimeter

OrtsdosimeterOrtsdosimeter

• müssen H*(10) aus allen Richtungen richtig anzeigen

• werden wie bisher frei in Luft kalibriert

• können nicht für Personendosismessungen eingesetzt werden (Energieabhängigkeit, Rückstreukörper)

• bedürfen gegenüber den bisherigen Geräten deutlicher konstruktiver Änderungen - Problem der Messgerätehersteller

• können mit Übergangsvorschriften bis 2011 wie bisher weiter betrieben werden, allerdings Umrechnung auf neue Messgrößen zum Nachweis der Grenzwerteinhaltung entsprechend der Tabelle


Praktische AuswirkungenPraktische AuswirkungenPrognose insgesamtPrognose insgesamtAuszug aus einem Vortrag von Prof. Dr. Ewen, NRW, anlässlich einer Weiterbildungsveranstaltung zur RöV-Novelle am 16.11.2001 in Hannover

• Vergrößerung der Ausdehnung der Strahlenschutzbereiche, z. B. Kontrollbereiche bei ortsveränderlicher Schweißnahtprüfung ca. 60%

• Verstärkung der Abschirmung an den Grenzen der Strahlenschutz- bereiche (Kontrollbereich, Überwachungsbereich) ca. 25%

• Erhöhung der Anzahl der sich aus beruflichen Gründen in Strahlen- schutzbereichen aufhaltenden Personen ca. 10%

• Erhöhung der Anzahl der beruflich strahlenexponierten Personen der Kategorien A und B ca. 10 - 100%

• Potentielle Erhöhung von Grenzwertüberschreitungen von beruflich strahlenexponierten Personen < 2%


Neue Dosismessgrößen und neue Neue Dosismessgrößen und neue Dosis-grenzwerte im Strahlenschutz Dosis-grenzwerte im Strahlenschutz (RöV)(RöV)

Das war‘s!Das war‘s!

Ich danke herzlich Ich danke herzlich für Ihre für Ihre

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