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Feuerwehr Rohrbach/Thüringen
StrahlenschutzGrundlagen des Strahlenschutzes
@Markus Voigt
Ortsbrandmeister
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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