Strahlendosis Erinnerung an die Wechselwirkung der Strahlung mit Materie Messgrößen Gesetzliche Grenzwerte

Gefährdung durch ionisierende Strahlung Absorption durch kohärente Streuung: Die Röntgenstrahlung regt benachbarte Oszillatoren zu gleichphasigen, „erzwungenen Schwingungen“ an Absorption durch inkohärente Streuung Photoeffekt Compton-Effekt Paarbildung

Absorption von Röntgenstrahlen Joule/ (sm2) Intensität 1/m Schwächungs-koeffizient 1 m2 1 barn Streu-querschnitt pro Teilchen x 1 m Eindringtiefe 1/m3 Anzahldichte der Teilchen

Absorption von Röntgenstrahlen Photoeffekt 106 103 1 0,1 1 10 100 1000 1.000.000 Paarbildung Kohärente Streuung Compton-Effekt

Beliebiges Zerfalls-Ereignis Begriff Einheit Definition Aktivität 1 Becquerel [Bq] Quotient: Zerfallszahl dividiert durch die Beobachtungszeit

Dosis und Dosisleistung 1 Gray= 1J/kg 1 Gy Quotient: Energie dividiert durch Masse Dosis-leistung 1 Gray/s= 1J/(kg.s) 1 Gy/s Quotient: Energie dividiert durch Masse und Bestrahlungszeit

Dosis und Dosisleistung in biologischer Materie Dosis-äquivalent 1 Sievert = 1 Gray . ρ 1Sv Produkt Dosis mal Bewertungsfaktor Dosis-äquivalent-leistung 1 Sv/s Quotient: Dosis mal Bewertungsfaktor durch Bestrahlungszeit

Bewertungsfaktor für unterschiedliche Strahlungsarten Energie Reichweite in organischem Gewebe Röntgen- und γ Strahlung 1 (Definition) 20 keV 6,4 cm 1 MeV 65 cm -Strahlung 1 10 μm 7 mm Schnelle Neutronen 10 Langsame Neutronen 5 0,3 eV 20cm 20 5 MeV 40 μm

Berufslebensdosis Die Summe der über alle Kalenderjahre ermittelten effektiven Dosen darf 400 mSv nicht überschreiten

Anmerkung zur Berufslebensdosis Wird von 100 Personen die Berufslebensdosis ausgeschöpft, dann erkranken im Mittel 2 von ihnen an durch die Strahlenbelastung ausgelöstem Krebs Zum Vergleich: Von 100 Rauchern erkranken im Mittel 10 an Lungenkrebs Die Belastung durch natürliche Radioaktivität beträgt 2 bis 4 mSv pro Jahr

Beispiel für die Strahlendosis bei einer therapeutischen Anwendung: Bestrahlung zur Vermeidung von unerwünschter Knochenbildung nach Hüftgelenksoperationen Nach mehreren Wochen und Monaten können so genannte periartikuläre Ossifikationen auftreten. Dabei handelt es sich um eine Neubildung von Knochen in der unmittelbaren Umgebung des neuen Hüftgelenkes. Je nach Ausmaß dieser Knochenneubildung können erneut Schmerzen sowie Bewegungseinschränkungen auftreten. Zur Vorbeugung periartikulärer Ossifikationen hat sich die einmalige Bestrahlung der Hüftgelenksregion mit Hilfe ionisierender Strahlung, meist mit Hilfe eines Linearbeschleunigers, mit einer Dosis von 7 Gy bewährt. Diese prophylaktische Bestrahlung kann sowohl unmittelbar vor der Operation (am besten innerhalb von 4 Stunden vor der Operation, etwas ungünstiger innerhalb von 24 Stunden vor der Operation) oder bis zu 72 Stunden nach der Operation durchgeführt werden. ….. Durch die prophylaktische Bestrahlung kann das Risiko für die Bildung periartikulärer Ossifikationen teilweise von 80 % auf ca. 10 % reduziert werden! Zitat aus http://www.m-ww.de/enzyklopaedie/diagnosen_therapien/hueftgelenk.html

Grenzwerte in mSv/Jahr Einheit in dieser Tabelle: 1 mSv/Jahr Belastungs-Kategorie Unbelastet, „Public“ Belastete Organe, Gewebe A B Ganzkörper 20 6 1 Hand, Unterarme, Füße, Knöchel 500 150 50 Augenlinse 45 15 Und: Die Summe der über alle Kalenderjahre ermittelten effektiven Dosen darf 400 mSv nicht überschreiten

Belastungs-Kategorie Grenzwerte in μSv/h Einheit in dieser Tabelle: 1 μSv/h Belastungs-Kategorie Unbelastet, „Public“ Belastete Organe, Gewebe A B Ganzkörper 12 4 0,6 Hand, Unterarme, Füße, Knöchel 312 94 31 Augenlinse 28 9 Errechnet aus der zulässigen Dosis pro Jahr bei 200 Arbeitstagen und 8 h täglicher Arbeitszeit

Grenzwerte am Forschungsreaktor ILL

Dosisleistung in der Nutzstrahlung Höchste Dosisleistung?

Dosisleistung in der Nutzstrahlung nach Anwendung spezifischen Filtern

Transmission von 2,5 (3,0) mm Aluminium in Abhängigkeit von der Energie der Röntgenstrahlung

Transmission von 0,4 mm Beryllium in Abhängigkeit von der Energie der Röntgenstrahlung

Transmission von Al 0.1 -10 mm Stärke, Energie 1-120 keV

Transmission von Pb 0.1 -10 mm Stärke, Energie 1-120 keV

Zusammenfassung Strahlenbelastung von ca. 1 mSv/Jahr ist Teil unserer natürlichen Umwelt Zusätzliche Belastung ist zu vermeiden Jedes energiereiche Strahlungsquant kann biologisch wirksam sein und Mutationen auslösen Überwachung der Dosisleistung am Arbeitsplatz ist die wichtigste Maßnahme Optimal: Instrumente mit akustischem Signal bei Auftreffen eines Strahlungs-Quants Äußerste Vorsicht beim Umgang mit Feinstruktur Röntgenanlagen, denn die Röntgenstrahlung wird ungefiltert verwendet

Warnung! Die Strahlung aus Feinstrukturröhren ist zur Durchleuchtung biologischer Objekte völlig ungeeignet Die harte Komponente > 30 keV führt zwar zur Abbildung, in der Zeit der Aufnahme verbrennt aber die weiche, intensitätsreiche charakteristische Strahlung ( 8keV) die oberen Gewebeschichten in - unter Umständen - irreparabler Weise