Neue Dosismessgrößen und neue Dosisgrenzwerte im ...

Neue Dosismessgrößen

und neue Dosisgrenzwerte

im Strahlenschutz (RöV)

Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald

• Dosisgrößen: bisher - neu

• Grenzwerte: bisher - neu

• praktische Auswirkungen


Dosis: Maß für die von einer Masse absorbierte Strahlungsmenge


Dosissysteme Messpraxis Theorie / Administration

Überwachung

von Strahlen-

schutzbereichen

Beschreibung

des

Strahlenrisikos

Definition von

Grenzwerte

Personen-

über-

wachung

Körperdosisgrößen

(Schutzgrößen)

Dosismessgrößen

(operative Größen)

• Ionendosis

• Energiedosis

• Äquivalentdosis

• Organdosis

• lokale Hautdosis

• effektive Dosis


Dosismessgröße

Schätzwert für Körperdosis

genügend groß gut angepasst

Dosismessgröße Körperdosis

Aus physikalischer Primärgröße

eindeutig ableitbare Punktgröße

Dosismessgröße = f (Primärgröße, r)


Historische Dosismess-

größen für Röntgenstrahlen

Röntgenstrahlendosis (1928) [Röntgen - R]

1 R = 1 Elektrostatische Einheit / 1 cm³ Luft (18°C, 760 Torr)

Ionendosis J [C/kg]

1 C/kg = 1 C Ionen eines Vorzeichens / 1 kg trockene Luft

Umrechnung: 1R = 2,58. 10-4 C/kg

Standard-Ionendosis (2001 - DIN 6814-3) JS[C/kg]

Ionendosis an einem Punkt in beliebigem Material, die von der dort vorhandenen Photonenfluenzverteilung bei Sekundärelektronengleichgewicht in Luft erzeugt würde


Energiedosis (1950-er Jahre) Da/w/t[Gray - Gy]

1 Gy = 1 J / 1 kg Luft/Wasser/Gewebe

Äquivalentdosis (1960-er Jahre) H [Sievert - Sv]

H = q . D q ... Bewertungsfaktor

q = Q . N = f(Strahlungsarten, Strahlungsbedingungen)

1 Sv 1 Gy für Röntgenstrahlung: QRöntgen = 1 Sv/Gy

Photonen-Äquivalentdosis (1980) HX[Sievert - SV]

HX = 0,01 Sv/R . JS = 38,76 Sv.kg/C . JS (Energie 3 MeV)

Historische Dosismess-

größen für Röntgenstrahlen


Frei-Luft-Dosisgrößen

Parallelplatten-

Ionisationskammer zur

Messung der Standard-

Ionendosis (schematisch)

Messvolumen so

angeordnet, dass

Sekundärelektronen-

gleichgewicht gewährleistet

wird

nach R. Schmidt, UEK



für Röntgenstrahlen

BISHER NEU

Teilkörperdosis HT

Mittelwert der

Äquivalentdosis über das

Volumen VT eines Körper-

abschnitts oder Organs

HT = 1/VT. q.D(V) dV

T

Organdosis HT

Produkt aus mittlerer

Energiedosis in einem Organ,

Gewebe oder Körperteil und

dem Strahlungs-

Wichtungsfaktor wR

HT = wR. DT,R

wRRöntgen = 1 Sv/Gy


BISHER NEU

Effektive Dosis HE

Summe über gewichtete,

mittlere Äquivalentdosen in

einzelnen Organen und

Geweben

HE = wT. HT

Effektive Dosis E

Summe über mit wT

multiplizierte Organdosen

E = wT.HT = wT

.wR.DT,R




Gewebe-Dosisgrößen

Schematischer Strahlenverlauf

im Computertomographen

nach einer Idee von Nuclear

Associates


Frei-Luft-Dosis

Wechsel-

wirkungen der

Strahlung mit

der Umgebung

vernachläs-

sigbar


Gewebe-Dosis

Wechsel-

wirkungen der

Strahlung mit

der Umgebung

nicht vernach-

lässigbar:

• Absorption

• Streuung

(auch Rück-

streuung)

• Aufhärtung


Einteilung der Dosisgrößen

nach den Aufgaben

im Strahlenschutz

Ortsdosis:

Äquivalentdosis, gemessen an einem bestimmten Ort

Personendosis:

Äquivalentdosis, gemessen an der für die

Strahlenexposition repräsentativen Stelle der

Körperoberfläche


Dosismessgrößen für

Röntgenstrahlen

Ortsdosis Personendosis

BISHER

NEU durchdringende

Strahlung

Strahlung geringer

Eindringtiefe

Photonen-Äquivalentdosis HX

Umgebungs-

Äquivalentdosis

H*(10)

Tiefen-

Personendosis

HP(10)

Richtungs-

Äquivalentdosis

H‘(0,07,)

Oberflächen-

Personendosis

HP(0,07)


Ortsdosismessgrößen


Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10)

• aufgeweitetes, ausgerichtetes Strahlenfeld

• ICRU-Kugel: D = 30 cm, = 1g/cm3

• 10 mm Tiefe auf Radius entgegen Einstrahlrichtung


Ortsdosismessgrößen


Richtungs-Äquivalentdosis H‘(0,07;)

• aufgeweitetes Strahlenfeld

• ICRU-Kugel

• 0,07 mm Tiefe auf Radius der Richtung

• H‘(0,07) = Maximum von H‘(0,07,)


Personendosismess-

größen für Röntgen-

strahlen

Tiefen-Personendosis HP(10)

• Äquivalentdosis für ICRU-Gewebe

• 10 mm Tiefe im Körper

• Tragestelle des Personendosimeters

Oberflächen-Personendosis HP(0,07)

• Äquivalentdosis für ICRU-Gewebe

• 0,07 mm Tiefe im Körper (Keimschicht der Haut)

• Tragestelle des Personendosimeters


Vergleich alter und

neuer Dosismessgrößen


Vergleich alter und

neuer Dosismessgrößen

Für die Praxis vereinbarte Konversionsfaktoren:

(Literatur: FS-01-117, DGZfP News, NAR-Empfehlung)

Strahlungsfeld H*(10) / HX H‘(0,07) / HX

RöntgenstrahlungU > 400 kV 1,0 1,0

Röntgenstrahlung50 kV < U < 400 kV

* 1,3 1,3

RöntgenstrahlungU < 50 kV 1,0 1,0

* Wenn der überwiegende Dosisbeitrag von Photonen außerhalb eines Ener-giebereichs von 40 keV ... 200 keV herrührt, können die Umrechnungsfaktorenvon HX in H*(10) und H‘(0,07) gleich 1,0 gewählt werden.


Grenzwerte für

Röntgenstrahlung

Dosisgrenzwerte

Strahlenexponierte A

Bevölkerung

Bisherige RöV

[mSv/a]

Neue RöV

[mSv/a]

Effektive Dosis 50; 1,5 (5) 20 (50); 1100 mSv/5a

Augenlinse 150; 15 150; 15

Haut 300; 30 500; 50

distale Extremitäten 500; 50 500

Gonaden, Uterus, Knochenmark 50; 5 50

Uterus bei gebärfähigen Frauen 5; 5 mSv/m 2 mSv/m

Schilddrüse, Knochenoberfläche 300; 30 300

andere Organe 150; 15 150

ungeborenes Kind 1 mSv

Kontrollbereich >15 >6 (>45, >150)

Überwachungsbereich >5 >1 (>15, >50)

Kontrollbereich: HEalt/Eneu = 2,5 Überwachungsbereich: HE

alt/Eneu = 5


Praktische Auswirkungen

auf Strahlenschutzbereiche

H0 = (K . I . t) / r² H0 ... Dosis ohne Abschirmung, K ... Dosisleistungskonstante, t ... Strahlzeit, r ... Abstand, I ... Röhrenstrom

mit: H0 = F . H F ... Schwächungsgrad

folgt: F . H = (K . I . t) / r²

und daraus: F = (K . I . t) / (H . r²)

und mit: I . t = W . U . T W ... Betriebsbelastung, U ... Richtungsfaktor (Nutzstrahlbündel)

T ... Aufenthaltsfaktor

Bauliche Veränderungen (Zusatzabschirmung) nötig?



auf Strahlenschutzbereiche

Bauliche Veränderungen (Zusatzabschirmung) nötig?

folgt für den Schwächungsgrad:

F = K . W . U . T / H . r²

H*(10)Messung > Grenzwert ?

Aufenthaltsfaktor T verkleinerbar ?

Richtungsfaktor U (Therapie) verkleinerbar ?

Betriebsbelastung W verkleinerbar ?

Abstand r vergrößerbar ?

Zusatz-

abschirmung

JA!

NEIN!

NEIN!

NEIN!

NEIN!



auf Dosimeter

Personendosimeter

• müssen HP(10) bzw. H

P(0,07) in weitem Winkel-

und Energiebereich richtig anzeigen

• werden auf Phantomen (bisher frei in Luft) kalibriert

• können nicht für Ortsdosismessungen

eingesetzt werden (Rückstreukörper und

Richtungsunabhängigkeit fehlen)

• bedürfen gegenüber den bisherigen Geräten nur

marginaler konstruktiver Änderungen - Problem

der amtlichen Dosismessstellen

• können mit Übergangsvorschriften bis 2011 wie

bisher weiter betrieben werden



auf Dosimeter

Ortsdosimeter

• müssen H*(10) aus allen Richtungen richtig anzeigen

• werden wie bisher frei in Luft kalibriert

• können nicht für Personendosismessungen eingesetzt

werden (Energieabhängigkeit, Rückstreukörper)

• bedürfen gegenüber den bisherigen Geräten deutlicher

konstruktiver Änderungen - Problem der

Messgerätehersteller

• können mit Übergangsvorschriften bis 2011 wie bisher

weiter betrieben werden, allerdings Umrechnung auf

neue

Messgrößen zum Nachweis der Grenzwerteinhaltung

entsprechend der Tabelle



Prognose insgesamt

Auszug aus einem Vortrag von Prof. Dr. Ewen, NRW, anlässlich einer

Weiterbildungsveranstaltung zur RöV-Novelle am 16.11.2001 in Hannover

• Vergrößerung der Ausdehnung der Strahlenschutzbereiche, z. B.

Kontrollbereiche bei ortsveränderlicher Schweißnahtprüfung ca. 60%

• Verstärkung der Abschirmung an den Grenzen der Strahlenschutz-

bereiche (Kontrollbereich, Überwachungsbereich) ca. 25%

• Erhöhung der Anzahl der sich aus beruflichen Gründen in Strahlen-

schutzbereichen aufhaltenden Personen ca. 10%

• Erhöhung der Anzahl der beruflich strahlenexponierten Personen der

Kategorien A und B ca. 10 - 100%

• Potentielle Erhöhung von Grenzwertüberschreitungen von beruflich strahlenexponierten Personen < 2%


Neue Dosismessgrößen und neue Dosis-

grenzwerte im Strahlenschutz (RöV)

Das war‘s!

Ich danke herzlich

für Ihre

Aufmerksamkeit!

Fragen?

Neue Dosismessgrößen und neue Dosisgrenzwerte im ...

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