Radioaktive Strahlung
Aktuell gemessene Werte, in Viñuela, in µSv/h (Mikrosievert pro Stunde)
(die untere Zeile gibt die zurueckliegende Zeitspanne in Minuten an; 0 = jetzt, -1000 = 16,6 Stunden)
Die Weltkarte der dem Projekt angeschlossenen Stationen ist erreichbar unter diesem LINK
Liste der kerntechnischen Anlagen in Spanien
Quelle Wikipedia, Stand 2008
Grundlagen zum
Verständnis:
Was ist Radioaktivität?
Antoine-Henri Becquerel entdeckte Ende des 19.
Jahrhunderts, dass Verbindungen des Urans spontan, also ohne äusseren Einfluss,
unsichtbare Strahlen aussenden.
Zum Beispiel der Zerfall von etwa Radium
unter Aussendung von Alphastrahlung. Der instabile Kern des radioaktiven
Radiumisotops (bestehend aus 88 Protonen und 138 Neutronen) hat das ständige
Bestreben, in einen stabileren Zustand überzugehen. Deshalb gibt der Radiumkern
ein sogenanntes Alphateilchen ab, gleichbedeutend mit einem Heliumkern,
bestehend aus 2 Protonen und 2 Neutronen. Man spricht von Alphastrahlung.
Welche Masseinheiten im Strahlenschutz sind üblich?
Wir besitzen kein Sinnesorgan, um die ionisierende Strahlung wahrzunehmen. Für den Nachweis der Strahlung benötigt man Messgeräte und, um die Wirkung der Strahlen zu bewerten, braucht man Kenntnisse über Strahlungsart und -energie sowie über das Verhalten der Radionuklide im Körper. So sagt z.B. die Aktivitätsmessung alleine noch nichts über die biologische Wirkung oder Gefährlichkeit der Strahlung aus.
Ein Beispiel:
Im menschlichen Körper finden pro Sekunde
etwa 10.000 Kernzerfälle durch natürliche radioaktive Stoffe statt.
Diese Aktivität von ca. 10.000 Becquerel wird hauptsächlich und zu etwa gleichen Teilen von Kalium-40 und Kohlenstoff-14 verursacht.
Bestimmt man dagegen die
Äquivalentdosis, zeigt sich, daß diese für die biologische Wirkung wichtige
Größe für beide Radionuklide trotz gleicher Aktivität stark unterschiedlich
ist:
Einheiten für
Aktivität und Dosis:
Aktivität:
Das Maß für die Aktivität einer
radioaktiven Substanz ist die Anzahl der Atomkerne, die in einer Sekunde
zerfallen.
Aktivität = Anzahl der Kernzerfälle : Zeit
Einheit:
Becquerel (Bq)
Eine Substanz hat die Aktivität von 1 Becquerel, wenn pro
Sekunde ein Atomkern zerfällt. Alte Einheit: Curie (1 Ci = 37 Mrd. Bq)
Beispiele für Aktivitäten radioaktiver Substanzen in Becquerel (Bq):
Kalium-40
im menschlichen Körper ca.
4,5·103
Tritium
in Leuchtziffern von Uhren,
Gehalt je Uhr
4,0·107
1g
reines Radium-226
3,7·1010
Natürlich auf der Erde vorkommender Kohlenstoff 14
8,5·1018
Energiedosis
Tritt die ionisierende Strahlung in Wechselwirkung mit
Materie, wird ein Teil dieser Energie absorbiert.
Energiedosis = absorbierte Energie : Masse (Joule:kg)
Einheit: Joule pro Kilogramm (J/kg)
Spezieller Einheitenname: Gray
(Gy)
Die Energiedosis beträgt 1 Gy, wenn pro Kilogramm der bestrahlten Masse
eine Energie von 1 Joule absorbiert wird.
Beispiel:
In Wasser oder im
biologischen Gewebe entspricht die Energiedosis von 1 J/kg einer
Temperaturerhöhung von 0,00024° C.
Diese Energiedosis verursacht bereits
Strahlenschäden, da die Energieabgabe im molekularen Bereich stattfindet. Dabei
können Moleküle geschädigt werden.
Um ein Maß für die biologische Wirkung der
ionisierenden Strahlung zu erhalten, müssen weitere Faktoren, wie z.B. die
Strahlenart berücksichtigt werden.
Die Äquivalentdosis gibt die Wirkung
ionisierender Strahlung auf den Menschen an.
Multipliziert man die
Energiedosis(J/kg) mit einem Qualitätsfaktor, der die unterschiedliche
biologische Wirkung der einzelnen Strahlungsarten beschreibt, erhält man die
Äquivalentdosis.
Äquivalentdosis = Energiedosis x Qualitätsfaktor
Spez. Einheitenname: Sievert (Sv)
Alte Einheit: rem (1 Sv = 100 rem)
Der Qualitätsfaktor ist ein aus experimentellen Daten ermittelter Zahlenwert.
Für die verschiedenen Strahlungsarten gilt:
Strahlungsart | Qualitätsfaktor |
Gammastrahlung | 1 |
Betastrahlung | 1 |
Neutronenstrahlung | 5 -10 (je nach Energie) |
Alphastrahlung | 20 |
Die effektive Äquivalentdosis berücksichtigt
zusätzlich die unterschiedliche Strahlenempfindlichkeit der Organe.
Die
effektive Äquivalentdosis ist ein Maß für das Gesamtrisiko für Spätschäden, das
mit einer Bestrahlung bestimmter Organe des Körpers verbunden ist.
Um das
Gesamtrisiko zu errechnen, erhält jedes Organ, entsprechend seiner
Strahlenempfindlichkeit, einen Wichtungsfaktor.
Die effektive Äquivalentdosis
erhält man, wenn man die jeweilige Organdosis mit dem entsprechenden
Wichtungsfaktor multipliziert und dann alle Werte addiert.
Wichtungsfaktoren einzelner Organe Einheit: Sievert
(Sv)
mSv = Millisievert (Tausendstel)
mSv = Mikrosievert (Millionstel)
Wichtungsfaktoren der einzelnen Organe nach deutscher
Strahlenschutzverordnung
Organ | Wichtungsfaktor |
Keimdrüsen | 0,25 |
Brustdrüsen | 0,15 |
rotes Knochenmark | 0,12 |
Lunge | 0,12 |
Schilddrüse | 0,03 |
Knochenoberfläche | 0,03 |
übriges Gewebe bzw. Organe | 0,30 |
Die Internationale Strahlenschutzkommission
hat die Strahlenempfindlichkeit neu bewertet und empfiehlt folgende
Wichtungsfaktoren:
Organ
Wichtungsfaktor
Keimdrüsen
0,20
rotes
Knochenmark, Dickdarm, Lunge,
Magen je
0,12
Blase,
Brust, Leber, Speiseröhre,
Schilddrüse je
0,05
Haut,
Knochenoberfläche je
0,01
übrige
Organe und Gewebe je
0,05
Dosisleistung:
Maß für die Äquivalentdosis, bezogen auf eine bestimmte
Zeitspanne:
Äquivalentdosis pro Stunde (h) /
Jahr (a)
Beispiel:
Der Mittelwert der effektiven
Äquivalentdosis aus natürlichen und zivilisationsbedingten Strahlenquellen
beträgt pro Einwohner der Bundesrepublik Deutschland im Jahr 3,9 Millisievert.
Ortsdosis
Äquivalentdosis gemessen an einem bestimmten Ort.
Personendosis
Äquivalentdosis gemessen an einer für die Strahlenexposition
repräsentativen Stelle der Körperoberfläche.
Körperdosis
Sammelbegriff
für effektive Dosis und Organdosis.
Organdosis
Produkt aus der
mittleren Energiedosis in einem Organ, Gewebe oder Körperteil und dem
Strahlungs-Wichtungs-Faktor.
Weitere allgemeine Informationen zur
Strahlenmessung und zum Strahlenschutz sehen Sie bei der
Strahlenschutzkommission unter dem Link
SSK oder bei der Gesellschaft für Anlagen-
und Reaktor- sicherheit, wenn Sie dem Link
GARK folgen.