In der Bedienungsanleitung des Gerätes steht vielleicht etwas von Gamma-Dosis oder Äquivalentdosisleistung und häufig ist eine Maßeinheit NanoGray pro Stunde [nGy/h] oder MycroSievert pro Stunde [µSv/h] angegeben.
Wer sich für eines der handelsüblichen Strahlenmessgeräte entschieden hat, statt für einen YB-Mini-Monitor, kann nun zwar oft eine Ziffer an einem Display ablesen, wird jedoch betreffend deren Bedeutung vom Hesteller meist völlig im Dunkeln gelassen.Das Verwirrungsspiel mit den verschiedensten Maßeinheiten ist enorm. Und wer einen Messwert an seinem Strahlenmessgerät abliest von sagen wir mal 40000nGy/h weiß noch lange nicht, wann es Zeit wird davon zu laufen...
40000nGy/h
entspricht etwa 40µSv/h ODL (Ortsdosisleistung) oder
40µSv/h
Gamma-Äquivalentdosisleistung.
Was bedeutet das nun ?
Selten
wird man sich
an einen Physiklehrer erinnern,
welcher davon sprach,
das in einem
Flugzeug in 11Km Flughöhe eine Gamma-Strahlung von
bis zu 4000nGy/h oder 4µSv/h Gamma-Äquivalentdosisleistung
messbar
ist. Auf dem
Erdboden sind es 40 mal weniger, also um die 100nGy/h bzw.
0,1µSv/h-Gamma-Äquivalentdosisleistung. Eine Kenntnis
über
diese Vehältnisse , gestattet immerhin eine
erste
Möglichkeit der Orientierung.
Ich möchte hier eine kleine Zusammenfassung
über meine eigenen Erkenntnisse
betreffend Wirksamkeit und Gefahren ionisierender Strahlung
geben.
Dieses Thema kann sehr umfangreich behandelt werden. Ich
möchte mich hier
bewusst auf einen einfachen
Überblick beschränken.
Zunächst ein kleiner Überblick über die von
mir verwendeten Messeinheiten für ionisierende
Strahlung.
Einheit | in Worten | gemessene Strahlenart | Bezeichnung (Volksmund) | Umrechnung |
[nGy/h] | Nano-Gray-pro-Stunde | Gamma | Ortsdosisleistung | 100[nGy/h]= 0,1[µSv/h] Gammastrahlung |
[µSv/h] Gamma | Mycro-Sievert-pro-Stunde Gammastrahlung | Gamma | Gamma-Äquivalentdosisleistung | 0,1[µSv/h] Gammastrahlung =100[nGy/h] |
[µSv/h] | Mycro-Sievert-pro-Stunde | Beta,Gamma,Alpha | Äquivalentdosisleistung |
Art der Strahlung | Energiebereich | Strahlungswichtungsfaktor wR |
---|---|---|
Photonen, Strahlungsart γ (Gamma) | alle Energien | 1 |
Elektronen und Myonen | alle Energien | 1 |
Neutronen | < 10 keV | 5 |
10 keV – 100 keV | 10 | |
100 keV – 2 MeV | 20 | |
2 MeV – 20 MeV | 10 | |
> 20 MeV | 5 | |
Protonen, außer Rückstoßprotonen | > 2 MeV | 5 |
Alphateilchen, Spaltfragmente, schwere Kerne, Rückstoßkerne |
alle Energien | 20 |
Fliessen radioaktive Teilchen von außen in das ungeschützte Gewebe ein, dann müssen für die Abschätzung einer Wirkung Absorptionseffekte im Gewebe berücksichtigt werden. Auf von außen in das ungeschützte Gewebe einfließende Betastrahlung reagiert das Gewebe wegen Absorption der Betateilchen etwa 20 bis 100 mal empfindlicher , als auf die gleiche Menge von außen in das ungeschützte Gewebe einfließende Gammastrahlung. So erklären sich die hohen Wirkungsfaktoren in der letzten Spalte Bild1.
Alphastrahlung wird schon vollständig von der Hautschicht absorbiert. Wegen der vollständigen Absorption und Konzentration auf eine dünne Gewebeschicht ist die biologische Wirkung in der betroffenen Gewebeschicht extrem hoch. Alphastrahlung ist wegen geringer Materialdurchdringung schon mit Papier oder Plastikfolie schirmbar. Die absorbierte Energie von Alphastrahlung wird mit dem Strahlungswichtungsfaktor wb = 20 in eine Äquivalentdosisleistung umgerechnet.
Betastrahlung
wird gut im Gewebe absorbiert. Die biologische
Wirkung von Betastrahlung, welche von außen auf ein menschliches
Körperteil trifft, ist aufgrund vollständiger
Absorption sehr hoch und wird häufig unterschätzt.
Betastrahlung ist wegen geringer
Materialdurchdringung leicht schirmbar. Die absorbierte
Energie von Betastrahlung wird mit dem Strahlungswichtungsfaktor wb
= 1 in eine Äquivalentdosisleistung umgerechnet.
Gammastrahlung durchdringt das Gewebe fast vollständig. Jedoch etwa 1% bis 5% Energie wird innerhalb des durchdrungenen Gewebebereiches absorbiert. Die biologische Wirkung von Gammastrahlung ist aufgrund geringer Absorptionsrate vergleichsweise niedrig. Gammastrahlung ist wegen der hohen Materialdurchdringung jedoch selbst mit dicken Bleiwänden nicht vollständig abschirmbar und besitzt eine hohe Reichweite. Die absorbierte Energie von Gammastrahlung wird mit dem Strahlungswichtungsfaktor wy = 1 in eine Äquivalentdosisleistung umgerechnet.
Risiko ontogenetisch und phylogenetisch.
Zu unterscheiden sind grundsätzlich ontogenetische Risiken von den phylogenetischen Risiken.
Das gesundheitliche Risiko des Individuums lässt sich z.B. durch kurze Aufenthaltsdauer in einem von ionisierender Strahlung betroffenen Gebiet verringern. Werden sehr kurze Aufenthaltszeiten in einem betroffenen Gebiet von einem Individuum eingehalten, dann lässt sich das Risiko selbst sehr hoher ionisiernder Strahlung mittels Flucht aus dem betroffenen Gebiet minimieren. Vorausetzung ist natürlich, das dem Individuum eine Flucht möglich ist, und das Individuum Gefährdung sowie die eigene zumutbare Aufenthaltsdauer selbst einschätzen kann und entspechend aktiv wird. Im Folgenden gebe ich zunächst mein privates Ergebnis zur Risikoanalyse betreffend Äquivalentdosisleistung und Aufenthaltsdauern an
Akutes individuelles Risiko minimieren durch kurze Aufenthaltsdauer
Mit
einem
hochwertigen Strahlenmessgerät wie z.B. dem YB-Mini-Monitor
ist
es möglich, sowohl sensibel eine Äquivalentdosisleistung
mit geöffnetem Beta-Fenster zu messen, als auch eine
Gamma-Äquivalentdosisleistung mit geschlossenem Beta-Fenster zu
messen.
Hierbei unterscheide ich je nach Ergebnis der beiden Messungen zwei
Fälle.
1.Fall: gemessene Äquivalentdosisleistung = gemessene Gamma-Äquivalentdosisleistung
In diesem Fall wäre das Gebiet von Gamma-Strahlung betroffen. Belastung durch Beta- und Alpha-strahlendes Material , -Staub und -Gas sei vernachlässigbar. Im Zweifelsfall ist ein staubdichter Schutzanzug unumgänglich. Das persönliche Risiko und eine Aufenthaltsdauer bis zum erreichen einer mittleren letalen Dosis für das Individuum kann näherungsweise anhand der gemessenen Äquivalentdosisleistung kalkuliert werden.
Geschätzte
Aufenthaltsdauer bis zum erreichen einer mittleren letalen Dosis
in einem Gebiet in welchem die Äquivalentdosisleistung gleich
der Gamma-Äquivalentdosisleistung ist.
Äquivalentdosisleistung [µSv/h] |
Aufenthaltsdauer ca. bis LD50 |
0,1 | 200 Jahre |
0,2 | 100 Jahre |
0,357 | 56 Jahre |
0,4 | 50 Jahre |
0,45 | 44 Jahre |
0,5 | 40 Jahre |
1 | 20 Jahre |
2 | 10 Jahre |
4 | 5 Jahre |
10 | 2 Jahre |
100 | 2 Monate |
1000 | 1 Woche |
Beispiele
zur Tabelle2: Beispiel 1: In der der japanischen Stadt Kuji Hitachi City werden einige Tage nach dem Fukushima-GAU 0,357µSv/h (357 nGy/h) Gamma-Äquivalentdosisleistung gemessen. Angenommen die Dosis bleibt unverändert. Nach wieviel Jahren Aufenthalt in dieser Stadt haben Bewohner eine mittlere letale Dosis LD50 absorbiert. (50 Jahre) Bild1: Radioaktivität in Kuji Hitachi City am 04.04.2011 (Quelle: http://www.rdtn.org/) Bild1a: Radioaktivität in der japanischen Stadt Kuji Hitachi City im März bis April 2011 (Quelle: http://www.rdtn.org/) Beispiel 2: Ein Berufspilot absorbiert auf seinen Flügen etwa 4000µSv pro Jahr. Das rechnet sich zu ca. 0,45µSv/h durchschnittliche Belastung während der Zeit seiner Berufsausübung. Tabelle 2 gibt dazu weniger als 50 Jahre an, bis eine mittlere letale Dosis absorbiert ist. |