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200mSv max. natürl. Strahlung pro Jahr im Monazitbezirk, Brasilien
250mSv erste klinisch erfassbare Strahlungseffekte (Schwelldosis)
1000mSv Strahlenkater
4000mSv Mortalitätsrate 50% ohne ärztl. Hilfe
7000mSv „tödlich“ ohne ärztl. Hilfe
1.4mSv Inhalation von Rn/Folgeprod. / Jahr (D)
1.5mSv mittlere med. Belastung pro Jahr (D)
Strahlenexposition
Typ. Energie
Reichweite in Luft
Typ. Abschirmung
Strahlungsart
5 MeV
1 MeV
X-ray
1 MeV
10 keV
4 cm
3 m
700 m
2 m
1 Blatt Papier
5 mm Plexiglas(+ Blei)
10 cmBlei
2 mmBlei
Strahlung
-Zerfall: -Zerfall:
Thorium-Reihe
Uran-Radium-Reihe
Uran-Actinium-Reihe
eYX AZ
AZ
011 HeYX A
ZAZ
42
42
„,Radium-Emanation“
Natürliche Zerfallsreihen
Aktivität minimieren
Aufenthaltsdauer minimieren
Abstand
maximieren
Abschirmungmaximieren
Aufnahme(Inkorporation) verhindern
H
HA
t
H A
H t
H 1/r2
H exp(-d)
HFolge AInkorp
~
~
~
~
~
HFolge
AInkorp
r
d
H-Strahlung
H
Schutz vor ionisierender Strahlung
äußere Bestrahlung
innere Bestrahlung
Ionisation, Anregungvon Atomen, Molekülen
Peroxide„Radiolyse“
Veränderungv. Aminosäurenu. Enzymen
DNA-Schäden
somatische Schäden
genetischeSchäden
Zelltod
Schäden beibestrahlter Person
(Früh- Spätschäden)
Schäden beiNachkommen
Tod desOrganismus
insbesondere bei sich teilenden Zellen:
Zelle
Strahlenschäden (1)
deterministische / stochastische Strahlenschäden
Strahlenschäden (2)
somatisch: treten direkt am bestrahlten Organis- mus in Erscheinung
genetisch: Schäden in Keimzellen: • schädigen entstehendes Leben • schädigen erst Nach- kommen
deterministisch:• Schweregrad hängt von der Dosis ab • Schwellwert!
z.B. Linsentrübung, Hautrötung
stochastisch:• Wahrscheinlichkeit/Risiko hängt von Dosis ab, nicht aber Schweregrad• kein Schwellwert!
z.B. Hautkrebs, Leukämie
Indirekte und direkte Wirkungder radioaktiven Strahlung
p +
e -
p +
e -
O
H
H
OH
1 nm
2 nm
Indirekte Wirkung
Strahlung
Strahlung
Sekundärelektron reagiert mit Wassermolekül und erzeugt OH-Radikal
Sekundärelektron reagiert mit DNS
Direkte Wirkung
e
Martignoni (1987)
Formen strahlenbedingter
Chromosomenveränderungen
Arbeitsgruppe Kinder und atomare Bedrohung (1988)
•Direkte kosmische Strahlung
•direkte terrestische Strahlung: besonders langlebige Radionuklide aus den natürlichen Zerfallsreihen des Thoriums und Urans
•Innere Bestrahlung: Inhalation von Rn-222 Nahrungsaufnahme (K-40; langlebige Radionuklide aus den natürlichen Zerfallsreihen des Thoriums und Urans; C-14, H-3 durch Höhenstrahlung erzeugt)
Natürliche Belastung des Menschen
Natürliche Strahlenexposition
Mittlere externe Strahlenexposition in Bodennnähe im Freien, 2003(direkte kosm. + terrest. Strahlung)
Gesteinsart/ Bodenart
Radionuklidgehalt in Bq/kg Trockenmasse
Kalium-40 Thorium-232 Uran-238
Granit 1000 80 60
Basalt 250 10 10
Kalkstein 90 7 30
Sandstein 350 10 20
Tonschiefer 700 50 40
Grauerde 650 50 35
Schwarzerde 400 40 20
Bleicherde 150 10 7
Moorboden 100 7 7
Radonkonzentration (Rn-219,220,222) in Bodenluft 2003
Radon und Folgeprodukte
Innere natürliche
Strahlenexposition des Menschen Radionuklid mit Massenzahl
Ordnungszahl Z
Aktivität in Bq
Kalium 40 (K 40) 19 4200
Kohlenstoff 14 (C 14) 6 3800
Rubidium 87 (Rb 87) 37 650
Blei 210 (Pb 210), Wismut 210 (Bi 210), Polonium 210 (Po 210)
82, 83, 84 60
kurzlebige Radon-Zerfallsprodukte - 45
Tritium (H 3) 1 25
Berillium (Be 7) 4 25
Sonstige - 10
Insgesamt: - 8815
Individuelle Strahlenbelastung durch Anwendung in der Medizin
-Röntgenuntersuchungen-
Strahlenschutz – Historisches
1895 Entdeckung der Röntgenstrahlen -Röntgen-1896 Röntgenschädigung der Haut -Leppin- Entdeckung der Radioelemente -Curie-1902 Hautkrebs als Folge der Röntgendermatitis -Frieben-1911 Leukämie bei Radiologen und Chemikern1928 International Comission on Radiological Protection (ICRP)
Röntgenröhre
Röntgendiagnostik anno 1905
Historische “Nutzung” von Radium
(Ra-226: -Strahler):
z.B. Bemalen von Zifferblättern mittels Ra-haltiger Leuchtfarbe