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Bei
kernphysikalischen Versuchen sind die Regeln der Strahlenschutzanweisung zu befolgen! Als gesetzliche
Grundlage dient die Strahlenschutzverordnung. |
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Hinweise zum Umgang mit radioaktiven Stoffen Der Umgang mit radioaktiven Stoffen ist aufgrund der ionisierenden Wirkung und der toxilogischen Eigenschaften gefährlich und bedarf einer besonderen Sorgfalt. Grundsätzlich wird der Umgang mit diesen Substanzen durch die aufgrund des Atomgesetzes erlassene Strahlenschutzverordnung geregelt. Sie schreibt vor, wer, wann, wo, wielange und unter welchen Bedingungen mit radioaktiven Substanzen umgehen darf, und hat zum Ziel, unnötige Strahlenexposition oder Kontamination von Personen, Sachgütern oder der Umwelt zu verhindern. Strahlungsarten Beim Zerfall instabiler Atomkerne tritt Alpha-, Beta- und/oder Gamma-Strahlung auf. Alphas sind He-Kerne, Betas Elektronen/Positronen und Gammas elektromagnetische Strahlung hoher Energie. Radioaktive Zerfälle sind stochastisch, d.h. zufällig auftretende Ereignisse. Die Stärke eines radioaktiven Materials ist durch die Aktivität A, die Anzahl der Zerfälle pro Zeiteinheit, gekennzeichnet A = -dN/dt. Man mißt A in Einheiten von Becquerel, 1 Bq entspricht 1 Zerfall/sec. (Die alte Einheit: Curie (Ci), 1 Ci = 3.7·1010 Bq, entspricht der Aktivität von 1 g 226Ra.) Radioaktive Kerne kommen in der Natur überall vor, so besitzt z.B. der menschliche Körper eine Radioaktivität von ca. 104 Bq. Definition
der Dosismessgrößen Für die Bewertung von Strahlungsquellen und ihrer Wirkungen müssen geeignete Messgrößen und Einheiten festgesetzt werden. Ganz allgemein wird die Wirkung ionisierender Strahlung in Materie durch die Größe "Dosis" beschrieben. Man unterscheidet Ionen- und Energiedosis. Ursache für die Strahlenwirkung (z.B. biologische Schädigung) ist die Abbremsung primärer oder sekundärer geladener Teilchen. Gamma-Strahlung erzeugt durch eine erste Wechselwirkung geladene Teilchen. Die Ionendosis ID ist definiert als erzeugte Ladung pro Masseneinheit, ID = dQ/dm und wird in C/Kg angegeben. (Die alte Einheit, Röntgen (R), 1 R = 2.58·10-4 C/Kg, entspricht derjenigen Strahlendosis, die in 1 cm3 Luft 1 esu freisetzt.) Der durch Strahlung verursachte Schaden ist proportional zu der im Körper absorbierten Energie. Daher definiert man Energiedosis ED als absorbierte Energie pro Masseneinheit unter der Annahme einer räumlich konstanten Energieflußdichte, ED = dE/dm. Sie wird in Einheiten von Gray angegeben (1Gy = 1 J/kg). (Die Umrechnung der alten Einheit, Rad (rd) ist: 1 rd = 0.01 Gy.) Die biologische Schädigung hängt aber nicht
nur von der Energiedosis sondern auch von der Art der Strahlung ab. Man
berücksichtigt dies durch den sogenannten Strahlungswichtungsfaktor wr,
der von der Ionisierungsdichte der Strahlung abhängt. Das Produkt aus
Energiedosis und Wichtungsfaktor wr definiert die Äquivalenzdosis,
H = wr·ED. H wird in Einheiten
von Sievert, 1 Sv = 1 J/kg gemessen. (Auch hier unterscheidet sich die
alte Einheit, Rem (rem), um den Faktor 0.01. 1 rem = 0.01 Sv.)
Abschirmung
von radioaktiver Strahlung Das oberste Strahlenschutzgebot ist, jede Strahlenexposition, auch unterhalb der gesetzlich festgelegten Freigrenzen, so gering wie möglich zu halten. Da die Intensität einer gleichmäßig in den Raum strahlenden Quelle mit 1/(Entfernung)2 abnimmt, ist eine effektive Methode sich vor Strahlung zu schützen: ABSTAND HALTEN. Zusätzlich wird Strahlung beim Durchgang durch Materie geschwächt bzw. absorbiert. Dabei wird Gamma-Strahung durch schwere Materialien, wie z.B. Blei, deutlich stärker absorbiert als durch leichte Materialien gleicher Dicke. Beta-Strahlen werden dagegen besser durch leichte Kerne abgebremst, um Bremsstrahlungseffekte zu minimieren. Alpha-Strahlenhaben aufgrund ihrer hohen Ionisierung sehr kurze Reichweiten. Bereits die Dicke eines Blatt Papiers ist ausreichend, um Alphateilchen mit Energien von typischen radioaktiven Quellen vollständig abzubremsen. Die folgende Tabelle gibt die Reichweite verschiedener Strahlenarten in Wasser an (dies entspricht in etwa dem menschlichen Gewebe). In Luft sind die Reichweiten etwa 1000 mal höher.
1) entspricht derjenigen Schichtdicke, nach deren Durchquerung noch 1% der primären Quanten vorhanden sind. Natürliche
und zivilisatorische Strahlenbelastung Die natürliche Strahlenbelastung beträgt in Deutschland im Mittel ca. 2.4 mSv/a. Sie setzt sich wie folgt zusammen: terrestrische
Strahlung 0.4 - 8 mSv/a Zum Vergleich seien einige zivilisatorische Strahlenexpositionen aufgelistet: Die
Äqivalenzdosis während eines Fluges in 10 Km Höhe beträgt ca. 0,002 mSv/h. Die lethale Ganzkörperdosis beträgt ca. 5 Sv. In 50% der Fälle tritt dann nach ca. 1 Monat der Tod ein. Zum Vergleich sei erwähnt, dass bei einer Krebsbehandlung lokal bis zu 50 Sv erreicht werden können. |
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Zum Schutz der Bevölkerung müssen Bereiche, in denen mit radioaktiven Stoffen umgegangen wird, klassifiziert werden und unterliegen einer gesetzlichen Überwachungspflicht
Umgang mit
radioaktiven Quellen: Die Quellen befinden sich in abgeschirmten Behältern und werden Ihnen in der Regel durch den Assistenten in die Apparatur eingebaut. Die Quellen im Praktikum sind versiegelt und es besteht keine Gefahr einer Kontaminierung oder Inkorporation, es sei denn: Sie zerstören das Gehäuse. Besonders die Beta-Quellen sind sehr fragil. Falls es mal zur Zerstörung eines Quellengehäuses kommen sollte, dann gilt: Nichts anfassen und sofort Bescheid sagen! Beachten Sie
bitte:
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