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Strahlenschutz in der Kernphysik - Gefährdung und Schutz vor ionisierender Strahlung

 

Allgemeines über radioaktive Strahlung:

Aus einem vorherigen Kapitel wissen wir, das es drei Arten von Strahlungen (im Rahmen der Radioaktivität) gibt mit unterschiedlichen Strahlungseigenschaften. Die radioaktive Strahlung besteht aus der Alpha-Strahlung, Beta-Strahlung und Gamma-Strahlung. Bei diesen Strahlungsarten handelt es sich auch um sogenannte ionisierende Strahlung.
 

Gefahr durch ionisierende Strahlung:

Die Gefährdung durch ionisierende Strahlung auf den menschlichen Organismus tritt nicht erst im 20. Jhd. auf, sondern wurde bereits  Ende des 19 Jhds beobachtet. So zeigten sich beispielsweise bei Becquerel in seinen Versuchen zum Verhalten von Radioaktivität nach einiger Zeit Verbrennungserscheinungen auf seiner Haut.

Die Gefährdung durch ionisierende Strahlung ist heute (fast) vollständig bekannt. So ist die Ursache für Strahlenschäden im menschlichen Organismus die Ionisation von Molekülen, beispielsweise kann die ionisierende Strahlung den Zellkern bzw. die darin enthaltene DNS ionisieren und damit irreversibel zerstören.

Aber nicht jede ionisierende Strahlung bzw. Strahlenexposition verursacht auch eine Schädigung im menschlichen Organismus. Zum einen verfügt der menschliche Organismus über komplexe "Abwehrmechanismen", so können Schäden an der DNS "repariert" werden, bevor die schadhafte DNS Schädigungen.


Definition der Strahlenexposition:

Nicht jede Strahlenexposition führt zu einer Schädigung im menschlichen Organismus. Um zu beurteilen, wie hoch die Gefährdung einer Strahlenexposition ist, hat man hierzu Meßgrössen eingeführt, die sogenannten Dosisgrößen. Mit Hilfe dieser Dosisgrößen (Energiedosis, Organdosis und effektive Dosis) wird die Strahlenexposition quantitativ erfasst und damit die Stärke der Gefährdung durch ionisierende Strahlung beschrieben.

Im Rahmen einer sogenannten Gefährdungsbeurteilung verwendet man im ersten Schritt die Energiedosis. Die Energiedosis gibt dabei an, welche Menge an Energie durch die Strahlung auf den menschlichen Organismus übertragen wird. Dabei gilt: Je mehr Energie E die Strahlung auf eine bestimmte Masse m an menschlichen Gewebe abgibt, desto größer ist die Gefährdung durch ionisierende Strahlung. Die Energiedosis D ist daher definiert als E : m.

Darüber hinaus gibt es noch eine zweite Dosisgröße, die sogenannte effektive Dosis. Diese Größe gibt an, wie hoch die Wahrscheinlichkeit für das Eintreten eines Strahlenschadens ist. Hierbei gilt: Je größer die effektive Dosis ist, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Strahlenschaden im menschlichen Organismus auftritt.


Arten von Strahlenschäden:

Im Rahmen des Strahlenschutzes unterscheidet man zwei Arten von Strahlenschäden - deterministische und stochastische Strahlenschäden.

  • Bei deterministischen Strahlenschäden gilt, dass die Schäden umso größer sind, je größer die Dosis ist, die der menschliche Organismus ausgesetzt wurde. Bei deterministischen Strahlenschäden gibt es eine sogenannte Schwellendosis, unterhalb dieser Exposition treten keine beobachtbaren Strahlenschäden auf
  • Bei stochastischen Strahlenschäden gilt, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Strahlenschäden umso größer ist, je größer die Dosis ist, die der menschliche Organismus ausgesetzt ist. Im Gegensatz zu deterministischen Strahlenschäden, hat in dem Fall von stochastischen Strahlenschäden die Höhe der Dosis keinen Einfluss auf die Stärke der Strahlenschäden

Der Strahlenschutz - Schutz vor ionisierender Strahlung:


Da ionisierende Strahlung beispielsweise auch in der Medizin eingesetzt wird, kann eine Strahlenexposition nicht immer vermieden werden. Zum Schutz vor ionisierender Strahlung hat der Gesetzgeber Richtlinien bzw. Gesetze erlassen, damit die Gefährdung durch Strahlenexposition auf ein Minimum reduziert wird. Im Rahmen des Strahlenschutzes wurde daher eine jährliche Strahlendosis festgelegt. Die jährliche Strahlendosis auf einen Menschen darf 1 mSV nicht überschreiten.

Der Strahlenschutz sieht auch vor, dass Strahlenquellen, die radioaktive Strahlung emittieren, mit einem Warnschild gekennzeichnet werden. Um in solchen Fällen die Exposition so gering wie möglich zu halten, wurde die Strahlenschutzverordnung bzw. Röntgenverordnung vom Gesetzgeber erlassen,

Der Schutz vor der Exposition von ionisierender Strahlung beruht dabei auf einfachen Schutzregeln, die im Rahmen des Strahlenschutzes zu beachten sind

  • Die erste Regel des Strahlenschutzes ist eine unnötige Exposition an ionisierender Strahlung zu vermeiden
Sollte eine Exposition von ionisierender Strahlung unvermeidbar sein, so gelten die vier Grundregeln des Strahlenschutzes

  • Die Strahlenquelle soll eine geringe Aktivität aufweisen
  • Die Aufenthaltsdauer von Personen im Strahlenfeld soll beschränkt werden
  • Der Abstand zur Strahlenquelle soll ausreichend sein. Da der Abstand quadratisch in die Berechnung eingeht, bedeutet eine Verdoppelung des Abstandes, dass an einem Zählrohr die Zählrate auf ein Viertel sinkt.
  • Die ionisierende Strahlung muss durch geeignete Stoffe (beispielsweise Bleiplatten) abgeschirmt werden



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