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K.-D. HeimannKlinik für Radiologie und Nuklearmedizin

Strahlenschutzunterweisung6. November 2009

Unterweisung im Strahlenschutz

nach § 36 RöV und § 38 StrSchV

Grundlagen

K.-D. Heimann

Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin

am St. Elisabeth-Hospital Bochum



Verpflichtend für alle Personen,

die in Strahlenschutzbereichen

tätig sind

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Unterscheidung der Strahlungsarten in:

Ionisierende Strahlung : dazu gehören

• Röntgenstrahlung

• Kernstrahlung: αααα-, ββββ-, γγγγ-Strahlung

• kosmische Strahlung

• Strahlung aus Beschleunigern

Nichtionisierende Strahlung : dazu gehören

• UV- und IR-Strahlen

• Mikrowellen

• Radiowellen

• elektrische und magnetische Wechselfelder

• statische elektrische und magnetische Felder

ionisieren Materie

ionisieren Materienicht



Funktionsprinzip der Röntgenröhre und Erzeugung von Röntgenstrahlung

Beschleunigungsspannung Uje nach Anwendung 30 kV bis 150 kV

Die Beschleunigungsspannung regelt die Strahlenqual ität: hart – weich.

+

Heizkreis für die Glühkathode

Der Heizkreis regelt den Röhrenstrom und damit dieStrahlenmenge, sprich Dosisleistung.

Röh

rens

trom

I

Glühkathode

Drehanode

Strahlenaustrittsfenstermit Filter

e-

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Einfluss von Röhrenspannung , Röhrenstrom und Filterungauf die Strahlungsqualität der Röntgenröhre

Röhrenspannung: Die Röhrenspannung beeinflusst die Energie „Härte“ der Röntgenstrahlung. Je höher die Beschleunigungsspannung, umsodurchdringender ist die Strahlung. Die Strahlenexposition des Patienten ist bei harter Strahlung geringer .

Röhrenstrom: Der Röhrenstrom oder das Röhrenstrom-Zeit-Produkt mAsbeeinflusst die „Menge“ der abgegebenen Strahlung, sprich: Dosisleistung bzw. Gesamtdosis. Je höher der Röhrenstrom, umso größer die Dosis-leistung der Röhre.

Filterung: Die Filterung dient zur Schwächung des „weichen“ Strahlen-anteils der Röntgenröhre (Aufhärtung). Dies dient u.a. zur Herabsetzung der Strahlendosis an der Haut des Patienten an der Strahleneintrittseite.



Schwächung und Abschirmung der Röntgenstrahlung

Die Schwächung ist umso stärker, je höher die Dichte und die Ordnungszahl des Absorbers ist. Blei ist ein besonders guter Absorber.

Schichtdicken zur Schwächung von Röntgenstrahlung auf die Hälfte

0,1 mm7 mm40 mm100 keV

0,02 mm2 mm20 mm50 keV

0,005 mm0,1 mm8 mm20 keV

BleiBetonWasser

Schwächendes Material

Energie der Strahlung

Röntgenstrahlung wird beim Durchgang durch Materie geschwächt !Dabei wird aber nicht die Energie gemindert, sondern die Anzahl derStrahlungsquanten.

Absorber

gleiche Energie

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Dosisbegriffe im Strahlenschutz

physikalische Dosisbegriffe

Energiedosis D[D] = J/kg; 1 J/kg = 1 Gy

Dosisbegriffe

Dosisbegriffe im Strahlenschutz

effektive Dosis E[E] = Sievert = Sv

biologisch bewertete Dosis



Warum benötigt man spezielle Dosisbegriffe im Strahlenschutz?

Strahlenwirkung wird beeinflusst

von

Energiedosis D

Strahlenart

zeitliche Dosisverteilung

räumliche Dosisverteilung

Gewebeart

Milieufaktoren

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Die „effektive Dosis“ ist die bestimmende Dosisgröße im Strahlenschutz.

Die effektive Dosis ist die für die Abschätzung des Strahlenrisikos von Personen relevante Größe im Strahlenschutz. Sie ist die Summe der mit denGewebewichtungsfaktoren wT multiplizierten Organäquivalentdosen HT.

Die Gewebewichtungsfaktoren hängen von der Strahlenempfindlichkeitdes jeweiligen Organs oder Gewebes ab.

Der höchstzulässige Grenzwert für die effektive Dosis beträgt 20 mSv/a.

Als Formel: TT

T HWE ⋅=∑ [E] = Sv



Dosisgrenzwerte bei beruflicher Strahlenexposition!

§ 31a RöV• effektive Dosis: 20 mSv/a

• Augenlinse: 150 mSv/a

• Keimdrüsen, Gebärmutter, rotes Knochenmark: jeweils 50 mSv/a

• Haut, Hände, Unterarme, Extremitäten: jeweils 500 mSv/a

• Schilddrüse, Knochenoberfläche: jeweils 300 mSv/a

• für restliche Organe: jeweils 150 mSv/a

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Die drei „ A‘s “ des Strahlenschutzes

Abstand halten

Abschirmung verwenden

Aufenthaltszeit begrenzen



Dosisbegriffe: Ionendosis J

C/kg (alt: Röntgen [R])

Menge an ionisierender Strahlung, die beim Durchgang durch ein Kilogramm Luft (bei Temp=0°C, p=1013 hPa) eine Ladung von 1 Coulomb erzeugt

Messung mit Stabdosimeter, Ionisationskammer, Zählrohr

1 C/kg entspricht etwa 35 J/kg (Energiedosis)

Umrechnung: 1 R = 2,58 x 10-4 C/kg (entspricht bei trockener Luft etwa 0,01 Gy)

1 C/kg = 3876 R

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Dosisbegriffe: Energiedosis

J/kg = Gy (alt: Rad [rd] radiation absorbed dose)

Energiemenge, die ein Stoff pro Masse bei Wechselwirkung mit ionisierenden Strahlen absorbiert

Umrechnung: 1 rd = 0,01 Gy1 Gy = 100 rd

Rad wurde bis 1977 verwendet (im medizin. Bereich bis Ende 1985), seit 1.1.1978 keine offizielle Einheit



Dosisbegriffe: Äquivalentdosis / Organdosis

(nach Strahlenart unterschiedlich bewertete Energiedosis)

Sv (zur Unterscheidung zum Gy, da eigentlich auch J/kg) (alt: Rem radiation equivalent man)

Maß für die Strahlenbelastung absorbierte Energie x Qualitätsfaktor Q

Umrechnung: 1 Rem = 0,01 Sv = 10 mSv1 Sv = 100 Rem

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Dosisbegriffe: Strahlen-Wichtungsfaktoren

20Alphateilchen, Spaltfragmente, schwere Kerne

5Protonen, außer Rückstoßprotonen, Energie > 2 MeV

5> 20 MeV

10> 2 MeV bis 20 MeV

20> 100 keV bis 2 MeV

1010 keV bis 100 keV

5< 10 keVNeutronen, Energie

1Elektronen und Myonen, alle Energien

1Photonen, alle Energien

Strahlungs-Wichtungsfaktor W R

Art und Energiebereich



Dosisbegriffe: Effektive (Äquivalent)Dosis

Sv

Berücksichtigt im Vergleich mit der Äquivalentdosis zusätzlich die unterschiedliche Empfindlichkeit der Organe des menschlichen Organismus gegenüber Strahlung.

Eff. Dosis Deff = Organdosis HT x Gewebe-Wichtungsfaktor WT

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Gewebe-Wichtungsfaktoren

0,05übrige Organe und Gewebe0,01Knochenoberfläche0,01Haut0,05Schilddrüse0,05Speiseröhre0,05Leber0,05Brust0,05Blase0,12Magen0,12Lunge0,12Dickdarm0,12Knochenmark (rot)0,20Keimdrüsen

Gewebe-Wichtungsfaktor wTOrgane und Gewebe



Beruflich strahlenüberwachte Personen

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Jahreskollektivdosen



Verteilung der Jahrespersonendosen

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Mittlere Jahrespersonendosis beruflich strahlenexp. Personenin Deutschland im Jahr 2007 in bestimmten Tätigkeit sbereichen



Dosimetrie

Gleitschatten-Filmdosimeter

Photonen-Ringdosimeter

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Dosimetrie

Stabdosimeter



Dosimetrie

Elektronisches Personen-Dosimeter

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Geschichte der Röntgendiagnostik



Kuriose Röntgendiagnostik

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Pioniere der Röntgendiagnostik

Wilhelm Conrad Röntgen

Erste Röntgenaufnahme

Gustav Kaiser



Historische Aufnahmen

23. Januar 1896 14. Februar 1896

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Die ersten medizinischIndizierten Röntgen-untersuchungen

28. Dezember 1895



Zeittafel der Entwicklung der Radiologischen Diagno stik

1895 W. C. Röntgen stellt das erste Röntgenbild vor. 1896 Röntgendichte Kontrastmittel werden angewendet. 1901 W.C. Röntgen erhält den Nobelpreis für Physik. 1921 Die erste Myelographie wird durchgeführt. 1923 Die erste Angiographie am lebenden Menschen findet statt. 1928 Die erste Pyelographie wird durchgeführt. 1942 Ultraschall wird erstmals medizinisch eingesetzt. 1964 Charles T. Dotter entwickelt die operative Angioplastie. 1972 Godfrey Hounsfield wendet die Computer-Tomographie klinisch an. 1974 Andreas Roland Grüntzig stellt die Perkutane transluminale Katheter-

Angioplastie (PTCA) vor. 1975 Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) wird angewendet. 1977 Peter Mansfield führt die Magnetresonanz-Tomographie am Menschen durch. 1983 Die Digitale Durchleuchtung wird vorgestellt. 1989 Einführung der Spiral-CT. 1993 Entwicklung der Mehrzeilen-Spiral-CT. 1998 Die Virtuelle Endoskopie mittels CT und MRT wird vorgestellt.

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Röntgen‘s 1. Gerät



Moderne Geräte

CT MRT

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Beispiele künstlicher / zivilisatorischer Strahlenb elastungen

Fernsehen 0,003 mSv/ a

das Bett mit einem Partner teilen 0,0005 mSv/ a

weniger als 10 km von einem Kernkraftwerk oder Kohlekraftwerk entfernt leben 0,001 mSv/ a

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Strahlenbelastungen beim Fliegen

28 – 50SingapurFrankfurt

45 – 110San FranciscoFrankfurt

3 – 6RomFrankfurt

17 – 28Rio de JaneiroFrankfurt

32 – 75New YorkFrankfurt

18 – 30JohannesburgFrankfurt

10 – 18Gran CanariaFrankfurt

Dosisbereich* [ µSv]AnkunftAbflug



Zonen unterschiedlicher Höhenstrahlung

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Effektive Dosis häufiger Röntgenuntersuchungen

Zahnaufnahme < 0,01Knochendichtemessungen < 0,01 - 0,3Brustkorbaufnahme (Thorax) 0,02 - 0,08Extremitäten (Gliedmaßen) < 0,01 - 0,1Schädelaufnahme 0,03 - 0,1Hüfte 0,07 - 0,4Mammografie (Brustuntersuchung) 0,2 - 0,6Beckenübersicht 0,5 - 1,0Wirbelsäule 0,1 - 1,8Bauchraum (Abdomen) 0,6 - 1,1Magen 6 - 12Darm 10 - 18



Effektive Dosis häufiger Röntgenuntersuchungen

Galle 1 - 8Harntrakt 2 - 5Bein-Becken-Phlebographie 0,5 - 2Arteriographie und Interventionen 10 – 30

Computertomografie (CT)CT Schädel 2 - 4CT Wirbelsäule 2 - 11CT Brustkorb (Thorax) 6 - 10CT Bauchraum (Abdomen) 10 -25

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Röntgen-, CT und MRT-Untersuchungen pro Jahr



Effektive Dosis pro Einwohner

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Untersuchungen in Deutschland 2005




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Untersuchungen in Deutschland 1996 und 2002

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Es sollte NICHT geröngt werden:

• als sogenannte „Routine-Untersuchungen“

• bevor nicht alle anderen bisher erhobenen Befunde kritisch bewertet worden sind und feststeht, dass nur die Röntgendiagnostik die noch fehlende Information liefern kann

• ausschließlich als Beweismittel aus haftungsrechtlichen oder versicherungsrechtlichen Gründen.

Wird die Indikation in dieser Weise eingeschränkt, so bringt die Röntgendiagnostik ihren höchsten Nutzen.



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Schuhkauf bei Kindern



Schuhkauf bei Kindern

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Atombomben

Trinity



Hiroshima

Little Boy

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Nagasaki

Fat Man



Wasserstoffbomben

Ivy Mike

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Orte bisher durchgeführter Kernwaffenexplosionen



Eniwetok-Atoll

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Eniwetok-Atoll



Eniwetok-Atoll

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Tschernobyl



Sarkophag in Tschernobyl

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Neuer Sarkophag in Tschernobyl



Die wahre Geschichte???

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