Anlage A-3.3 Natürliche Strahlenbelastung Jahres-Äquivalentdosis

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1 Anlage A-3.3 Natürliche Strahlenbelastung Jahres-Äquivalentdosis
a) Kosmische Strahlung (auch Höhen- oder Ultraschallstrahlung genannt!) Sie resultiert aus hochenergetischer Primärstrahlung („Sonnen- oder galaktischer Wind“) (überwiegend Teilchenstrahlung, z.B. Protonen bis 1021eV) Ablenkung im Erdmagnetfeld, Absorption in der Erdatmosphäre  in Abhängigkeit von der Höhe über N.N. und der geografischen Breite wird Sekundärstrahlung erzeugt. Höhe Jahres-Äquivalentdosis Meeresspiegel 1000m 2000m 4000m 16000m 300 Sv 400 Sv 610 Sv 1 750 Sv Sv Tab.3.1: Abhängigkeit der Kosmischen Strahlung von der Höhe über N.N. für mittlere Breiten Sog. „Ammen-Märchen“ vieler Ärzte zur Verharmlosung der Strahlenbelastung bei Röntgenaufnahmen. “.. eine Röntgenaufnahme belastet viel, viel weniger als ein Urlaub im Gebirge..! Zusätzliche Strahlenbelastung bei einem dreiwöchigen Urlaub im Gebirge (1000m) Sv Typische Strahlenbelastung durch eine einfache Röntgenaufnahme Sv

2 Abb. 3.1: Dosisleistung als Funktion der Höhe über N.N. und der geo-
graphischen Breite beim Flug einer Concord von Paris nach Rio

3 Dosisleistung in mSv/a
b) Terrestrische Strahlung Der Erdboden enthält je nach Boden- bzw. Gesteinsart verschiedene Konzentrationen an natürlich vorkommenden Radionukliden (s.Tab.3.2). Radionuklid TH Granit Lehm Kalk Sand Ra 226 g/t Th g/t K g/t 1.6  103a 1.4  1010a 1.3  109a 1.7 18 3.8 1.3 12 0.44 1.1 0.2 0.15 0.6 Tab. 3.2: Die terrestrische Strahlendosis variiert sehr stark von Ort zu Ort, die Normalwerte liegen zwischen 0,2 mSv pro Jahr für Sand oder Sedimentgestein und 1,0 mSv pro Jahr für Granitboden Aber !: An speziellen Orten wird bis zum 1000-fachen dieser Dosen gemessen (s.Tab. 3.3). Gebiet Bewohner in Mill. Dosisleistung in mSv/a Mittelwert Maximum Bundesrep. Deutschland Frankreich Granitbezirk Frankreich „hot spot“ Indien, Kerala Brasilien, Atlantikküste Iran, Ramsar 80 7 0,1 0,04 0,5 2,5 - 10 8 18 5* 4 900 40 170 450 Tab. 3.3:  Nur -Strahlung ist praktisch wirksam * bei Menzenschwand/Schw.

4 Zusätzliche Strahlenexposition Schlackenstein, Granit
c) Strahlenbelastung durch Baumaterial Baumaterial = Bodenmaterial  Die zusätzliche Strahlenbelastung durch Baumaterial ist damit auch oft von der Gegend abhängig Tab. 3.4: Einfluss der Baumaterialien auf die zusätzliche Strahlenexposition durch diese in Wohngebäuden Baustoff Zusätzliche Strahlenexposition in Sv/a Holz Kalkstein, Sandstein Ziegel, Beton Naturstein, Glas Schlackenstein, Granit 200 – 400

5 Dosisleistung in Sv/a des maximal belasteten Körperteil
d) Inkorporation von Radionukliden Spez. Anreicherung von radioaktiven Substanzen in verschiedenen Körperteilen. Besonders gefährdet durch Inkorporation: Lunge, Gonaden, Schleimhäute des Magen-Darmtraktes, innere und äußere Knochenhaut, Knochenmark. Tab. 3.5: Strahlenexposition durch Inkorporation von einigen typischen Radionukliden im durch sie maximal belasteten Körperteil Nuklid Dosisleistung in Sv/a des maximal belasteten Körperteil C 14 K 40 Po 210 (Raucher Ra 226,228 Rn 220, 222  Knochen  Knochenmark  Knochenhaut  Lunge )  Knochenhaut ca  Lunge

6 4,44 k Bq Natürliche Radioaktivität im menschlichen Körper
Tab. 3.6: Relative Belastung einiger Körperteile durch Inkorporation Organ Belastung durch Inkorporation Anteil der Inkorporation an der Gesamtbelastung Gonaden Knochen Lunge Knochenhaut 250 Sv 200 Sv 3300 Sv 1000 Sv 20-25% 10% 75% 100% Tab. 3.6: Absolute Inkorporation einiger Radionuklide im menschlichen Körper Nuklid Durchschnittlich inkorporierte Aktivität K40 C14 Ra226 Ra228 H3 4,44 k Bq 3,15 k Bq 3,7 Bq 1,85 Bq 38 mBq 1 Person ca. 8 kBq Eine Klasse (25 Personen) = ca. 0,2 MBq

7 Konzept der effektiven (Äquivalent)-Dosis
Die stochastische Wirkung kleiner Strahlendosen (E < 50 mSv) wird nach neuer StrlSchV am besten durch die sog. effektive Dosis E (früher Heff) beschrieben. Dies gilt insbesondere für die Inkorporation. Die effektive Dosis E ist definiert als: Wobei: HT = Organdosis für das Organ T, wT = Gewebewichtungsfaktor, wR = Strahlungsgewichtungsfaktor, DT,R = Organ-Energiedosis für die jeweilige Strahlungsart R

8 Tab. 3.7: Gewebe-Wichtungsfaktoren wT für das stochastische Risiko
Organ/Gewebe wT gemäß StrlSchV (2001) Gonaden 0,20 Rotes Knochenmark Lunge Magen Dickdarm 0,12 0,12 Schilddrüse Weibliche Brust Blase Speiseröhre Leber 0,05 0,05 0,05 Knochenoberfläche Haut 0,01 0,01 Restkörper insgesamt 1,00 Die Pfeile „“ und „ “ geben die Veränderungstendenz gegenüber früheren Werten an!

9 Tab. 3.8: Mittlere natürliche Strahlenexposition verschiedener
Körperteile über die verschiedenen Expositionspfade und daraus resultierende effektive Dosis (gemäß UNSCEAR Report 1998)

10 Abb. 3.2: Mittlere Aktivitäts- konzentration von Rn 222 im Trinkwasse (nach H.Rühle in StrlSch Praxis 1 (2001) S. 14 Kaiserslautern Eine ähnliche Verteilung ergibt sich für den Rn 222-Gehalt der Raumluft in Häusern, der zwischen ca. 1 und über 1000 Bq/m3 variiert. 100 Bq/m3 im Raum (2-3 kBq Rn-Inhalation pro Tag) erhöhen das Risiko, an Lungenkrebs zu erkranken, um 10%!! Bei hohen Rn 222-Konzentrationen (> 100 Bq/m3) werden Isolationsmaßnahmen empfohlen.

11 Abb. 3.3: Übersicht über die typische Variation der natürlichen
Strahlenbelastung (effektive Dosis E) von Ort zu Ort E = Σ wT • HT = = Inkorporation