Strahlenschutz
Strahlenschutz
Strahlenschutz
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
Umgang mit Radionukliden<br />
Elektromagnetisches Spektrum<br />
Radioaktive Strahlung
Strahlung<br />
• Nichtionisierende<br />
Strahlung<br />
– Mikrowellen<br />
– Sichtbares Licht<br />
– Strahlung von Radiound<br />
Fernsehsendern<br />
– UV-Licht<br />
• Ionisierende<br />
Strahlung<br />
– Alphastrahlung<br />
– Betastrahlung<br />
– Gammastrahlung<br />
– Neutronenstrahlung<br />
– Röntgenstrahlung<br />
(X-Strahlen)
(2 Protonen +<br />
2 Neutronen)<br />
α-Strahlen<br />
• Heliumkerne<br />
• relativ große Masse, langsam (1/10 c), energiereich<br />
• geringe Durchdringungsfähigkeit (nicht durch Papier, Haut)<br />
• Gefahr der Inkorporation durch Einatmen, Verschlucken → Energie wird<br />
über kurze Strecke abgegeben → intensive Ionisierung
γ-Strahlen<br />
• Photonen<br />
• extrem kurzwellig + energiereich, Lichtgeschwindigkeit<br />
• sehr hohes Durchdringungsvermögen<br />
• sehr gefährlich
Indirekte Strahlenwirkung:<br />
Radikalbildung durch Radiolyse des Wassers
Abschirmung<br />
Papier Plexiglas Blei<br />
Glas<br />
Beton<br />
Aluminium Stahl<br />
Alpha<br />
Beta<br />
Gamma<br />
Bremsstrahlung
Abschirmung
Definition und Einheiten<br />
• Aktivität: Anzahl der pro Sekunde zerfallenden Kerne<br />
SI-Einheit: Becquerel (Bq) (= Zerfälle pro Sekunde)<br />
alte Einheit: Curie (Ci)<br />
• 1 Ci entspricht der Aktivität von 1 g Radium<br />
• 1 Ci = 3,7 x 10 10 Bq<br />
• 1 mCi = 3,7 x 10 7 Bq<br />
• 1 µCi = 3,7 x 10 4 Bq
Arten von DNA-Schäden<br />
• Pyrimidindimere<br />
• 6-4-Photoprodukt<br />
• Basenschaden zu 65% nach<br />
Röntgenbestrahlung<br />
• Einzelstrangbruch<br />
• DNA-Protein-Vernetzung<br />
• Doppelstrangbruch
Basenveränderungen<br />
Strukturformeln
DNA-Defekte durch 1 Gray<br />
Röntgen pro Zelle<br />
Aus : Claude Leroy: Principles of Radiation Interactions
Energiedosis vs.<br />
Äquivalenzdosis<br />
heute „Wichtungsfaktor“ w R<br />
rad = radiation absorbed dose; rem = röntgen equivalent man
Definition und Einheiten<br />
• Energiedosis:<br />
absorbierte Strahlungsenergie / Masse<br />
Joule / kg = Gray (Gy), alt: Rad<br />
• Äquivalentdosis:<br />
Strahlungsart relevant!<br />
Strahlenwichtungsfaktor α-Str. = 20;<br />
e - =1;Photonen =1<br />
Sievert (Sv), alt: Rem<br />
• effektive Dosis:<br />
untersch. Strahlungsempfindlichkeit<br />
einzelner Organe/Gewebe
Relative Biologische Wirksamkeit (RBW)<br />
Unterschiedliche Strahlungen haben<br />
unterschiedliche biologische Wirkungen
Linearer Energietransfer<br />
= LET<br />
keV / µm
Relative Biologische<br />
Wirksamkeit<br />
= RBW<br />
Energiedosis 60-Co<br />
------------------------<br />
Energiedosis Strahlung<br />
*statt 60-Co Strahlung wird auch häufig 250kV Röntgenstrahlung<br />
als Bezugsstrahlenart verwendet
Linearer Energietransfer<br />
= LET
Früh-/Spätschäden
„somatische“ und „genetische<br />
Schäden<br />
• Somatisch:Tod oder gravierende Schädigung<br />
von Zellen und Geweben durch unmittelbare<br />
Strahleneinwirkung<br />
• Genetisch: Veränderung („Mutation“) von<br />
Erbmaterial und damit dauerhafte, über<br />
Generationen weitergegebene Änderung der<br />
Zell- oder Organismuseigenschaften
stochastische vs. deterministische<br />
Wirkung
Strahlenkrankheit: Symptome und Prognose
Hypothese: Stochastische Wirkungen sind nur dann<br />
null, wenn auch die Strahlung null ist<br />
(„linear no threshold hypothesis“)<br />
Mutationen als Funktion der Dosis
Tumorrate als Funktion der Dosis
Tumoren sind typische<br />
Spätschäden
Tschernobyl-Daten:<br />
26.April 1986: Reaktorunfall Tschernobyl<br />
Schilddrüsenkrebs hat<br />
vor allem unter Kindern<br />
und Jugendlichen in der<br />
weissrussischen<br />
Region Gomel<br />
dramatisch<br />
zugenommen. Quelle:<br />
Otto Hug<br />
Strahleninstitut 2002.
Aktivität<br />
Exponentialer Zerfall von<br />
Radioisotopen<br />
t<br />
3<br />
H<br />
14<br />
C<br />
32<br />
P<br />
33<br />
P<br />
35<br />
S<br />
125<br />
I<br />
Halbwertszeit<br />
12.3<br />
Jahre<br />
5730<br />
Jahre<br />
14.3<br />
Tage<br />
25.3<br />
Tage<br />
87.6<br />
Tage<br />
60.1<br />
Tage
Halbwertszeit<br />
• physikalische Halbwertszeit?<br />
• biologische Halbwertszeit?<br />
• effektive Halbwertszeit?
Berechnung der effektiven<br />
Halbwertszeit<br />
HWZ eff =<br />
HWZ phys * HWZ biol<br />
HWZ phys + HWZ biol
Isotop 32 P<br />
• α- 32 P-dATP<br />
• messbar<br />
• löslich<br />
• relativ niedrige Reaktivität<br />
• starkes Signal<br />
• kann DNA Schäden verursachen<br />
(auch in Keimzellen: Testes and<br />
Ovarien!!)<br />
•<br />
32<br />
P emittiert ß-Teilchen mit max.<br />
Energie von 1.71MeV<br />
• Reichweite in Luft 6-7 m<br />
• Physikalische Halbwertszeit: 14.3<br />
Tage<br />
• Biologische Halbwertszeit: 14.1 Tage<br />
(Knochen), 13,5 Tage (gesamter<br />
Körper)
Richtlinien für sicheren<br />
Umgang mit 32 P<br />
• Kein Arbeiten mit Isotopen bei Schwangerschaft<br />
• ↓Zeit, ↑Abstand, ↑Abschirmung<br />
• Schutzkleidung und Handschuhe tragen<br />
• Essen, Trinken, Rauchen, Wechseln der<br />
Kontaktlinsen usw. ist VERBOTEN<br />
• Offene Wunden medizinisch versorgen<br />
• Radioaktiven Abfall an speziellem Ort entsorgen<br />
• Nicht mit den Händen Gesicht, Haut oder Kleidung<br />
anfassen<br />
• Ständige Überprüfung auf mögliche Kontamination<br />
mittels Geiger-Müller-Zähler
Autoradiographie<br />
Verstärkerfolie:<br />
• reduziert Expositionszeit<br />
• verstärkt Sensitivität<br />
• ß-Teilchen interagieren mit<br />
Phosphor in der Verstärkerfolie<br />
→ Photonen werden emittiert<br />
• Verwendung bei –60 bis -80°C. Bei<br />
Raumtemperatur wäre eine größere<br />
Aktivierungsenergie nötig.
Change language