Fachliche Begründung der Änderungen in der AVV zu § 47 ... · Das Produkt aus dem Transferfaktor und der täglichen Verzehrsmenge von Muttermilch beschreibt den Bruchteil des inkorporierten

BfS: Fachliche Begründung der AVV zu § 47 StrlSchV Stand: 21.01.2005

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Fachliche Begründung der Änderungenin der AVV zu § 47 StrlSchV

Stand: 21.01.2005


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1 Vorbemerkungen

Die Allgemeine Verwaltungsvorschrift (AVV) zu § 45 StrlSchV vom 21. Februar 1990[1] wurde entsprechend den Vorgaben der neuen Strahlenschutzverordnung(StrlSchV) vom 20. Juli 2001 [2] bzw. der Richtlinie 96/29/Euratom [3] überarbeitet.Die wesentlichen Änderungen ergeben sich aus der Forderung, dass zur Ermittlungder Strahlenexposition der Bevölkerung sechs statt bisher zwei verschiedeneAltersgruppen zu berücksichtigen sind. Anpassungen waren schwerpunktmäßig infolgenden Punkten erforderlich:− Berücksichtigung des neu in die StrlSchV aufgenommenen Expositionspfades

Muttermilch.− Erweiterung und Überarbeitung der altersspezifischen Lebensgewohnheiten

(Verzehrs- und Atemraten).− Erweiterung und Überarbeitung der Anforderungen bei der Ermittlung der

Vorbelastung.− Erweiterung und Überarbeitung altersspezifischer Dosis- und Dosisleistungs-

koeffizienten.

Im Übrigen blieb die AVV im Wesentlichen unverändert. Die nachstehendeBegründung beschränkt sich daher auf die Anpassungen, die in der Neufassung derAVV vorgenommen wurden. Die sonstigen Modelle, Annahmen und Daten zurErmittlung der Strahlenexposition bei der Ableitung radioaktiver Stoffe mit Luft oderWasser wurden von der Strahlenschutzkommission (SSK) bereits detailliert erläutertund begründet [4].

2 Ziele und Grundsätze zur Ermittlung der Strahlenexposition

2.1 Ermittlung der Folgedosis

In Kapitel 2 Abschnitt 2.4 der AVV wird festgelegt, dass bei innerer Strahlenexposi-tion die Folgedosis der Referenzpersonen bis zum 70. Lebensjahr aufgrund derInkorporation im Bezugsjahr zu berechnen ist. Damit wird die bisherige For-mulierung, nach der bei Kleinkindern die 70-Jahre-Folgedosis und bei Erwachsenendie 50-Jahre-Folgedosis zu ermitteln ist, so erweitert, dass die „70 Jahre-Regelung“auf alle sechs Altersgruppen angewendet wird.

2.2 Ermittlung der Vorbelastung

Zur Ermittlung der Vorbelastung gemäß § 47 Abs. 5 StrlSchV durch Anlagen oderEinrichtungen, die einer Genehmigung nach §§ 6, 7 oder 9 AtG, oder nach § 7StrlSchV oder eines Planfeststellungsbeschlusses nach § 9b AtG bedürfen, ist vonden durch Genehmigungen festgesetzten höchstzulässigen Emissionen auszu-gehen.

Zur Vermeidung von überkonservativen Betrachtungsweisen sind zur Ermittlung derVorbelastung durch Anlagen oder Einrichtungen, die keiner Genehmigung nach§§ 6, 7 oder 9 AtG und keines Planfeststellungsbeschlusses nach § 9b AtG, sonderneiner Genehmigung nach §§ 7 oder 11 StrlSchV bedürfen und deren Betreiber zurEinhaltung der in Anlage VII Teil D der StrlSchV genannten zulässigen Aktivitäts-


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konzentrationen verpflichtet sind, Erfahrungs- oder realistische Planungswerte für dieAbleitung von radioaktiven Stoffen zugrunde zu legen.

Im Verlauf der Anpassung der AVV an die Richtlinie 96/29/Euratom [3] bzw. dienovellierte StrlSchV vom 20. Juli 2001 [2] empfahl die SSK, zur Ermittlung derVorbelastung gemäß § 47 Abs. 5 StrlSchV auch diejenige Radioaktivität realistischabzuschätzen und in Ansatz zu bringen, die durch Ausscheidungen von Patientenüber das öffentliche Abwasserkanalnetz und die Kläranlagen in den Vorfluter gelangt[5]. Im Vordergrund stand dabei die Therapie (und Diagnose) mit Radioiod. In derVergangenheit war eine Berücksichtigung der Patientenausscheidungen inGenehmigungsverfahren zwar nicht explizit gefordert, wurde von Gutachtern in derRegel aber durchgeführt. Im Hinblick auf ein praktikables Verfahren empfahl die SSKweiterhin, von der Anzahl der im Einzugsbereich des Vorfluters lebenden Menschen,der Anzahl der Radioiod-Therapien pro Kopf der Bevölkerung und den mittlerenEntlassungsaktivitäten der Patienten auszugehen [5, 6]. Auf der Grundlage derErgebnisse des Forschungsvorhabens „Erfassung der über Ausscheidungen in dieUmwelt abgegebenen radioaktiven Stoffe nach ihrer Anwendung in derNuklearmedizin“ [7] empfahl die SSK schließlich, für die in das Abwasser entlasseneAktivität einen Wert von 40 kBq Iod-131 pro Jahr und Einwohner zur Ermittlung derVorbelastung gemäß § 47 Abs. 5 StrlSchV in Verbindung mit denRechenvorschriften der AVV heranzuziehen und von der Anzahl der imEinzugsbereich des Vorfluters lebenden Menschen auszugehen [8]. Die Empfehlungbeschränkt sich auf Iod-131, das bei der Diagnose und Therapie gutartiger(benigner) und bösartiger (maligner) Schilddrüsenerkrankungen eingesetzt wird undaufgrund der für nuklearmedizinische Verhältnisse langen Halbwertszeit von 8 Tagenden unter radioökologischen Gesichtspunkten relevantesten Beitrag liefert.

Die Ausscheidungen von Iod-131 durch Patienten nach der Entlassung lassen sichnicht durch das ICRP-Modell [9] beschreiben, können aber auf der Grundlage vonBilanzrechnungen ermittelt werden. Datengrundlage für diese Bilanzrechnungenwaren die individuelle applizierte Aktivität bzw. die Entlassungsaktivität sowieindividuelle effektive Halbwertszeiten für die Ausscheidung aus der Schilddrüse bzw.aus dem Körper [7]. Aus den Daten fünf großer nuklearmedizinischer Kliniken(Dresden, Hannover, Köln, München, Würzburg) für das Jahr 2002 (in Köln auch für2003) wurde die integrale Iod-131-Ausscheidung pro Patient für folgendeAnwendungskategorien ermittelt:− Therapeutische Anwendung von Iod-131 bei benignen Schilddrüsenerkran-

kungen.− Therapeutische Anwendung (CaT) von Iod-131 bei malignen Schilddrüsen-

erkrankungen (Schilddrüsenkarzinome).− Diagnostische Anwendung (CaD) von Iod-131 zur Verlaufskontrolle nach der

Therapie bei Schilddrüsenkarzinomen.

Da die effektiven Halbwertszeiten von Karzinom-Patienten bei CaD nur mit großerUnsicherheit bestimmt werden konnten, wurde der individuelle Eintrag einesPatienten in die Umwelt zusätzlich unter den beiden Annahmen ermittelt, dass 95%der Entlassungsaktivität bzw. 95% der applizierten Aktivität ausgeschieden werden.Die letztgenannte Annahme entspricht einer durchgehend ambulanten Behandlungbei CaD. Die Mittelwerte der ausgeschiedenen Iod-131-Aktivitäten betragen proPatient bei Therapien wegen gutartiger Schilddrüsenerkrankungen 56 MBq (Median43 MBq, 25. Perzentil 26 MBq, 75. Perzentil 70 MBq) und bei Therapien von


4

Schilddrüsenkarzinomen 102 MBq (Median 77 MBq, 25. Perzentil 46 MBq, 75.Perzentil 128 MBq) [7]. Mit leicht konservativ abgeschätzten Therapiezahlen (43.000pro Jahr bei benignen, 5.000 pro Jahr bei malignen Schilddrüsenerkrankungen,8.000 diagnostische Ganzkörperprozeduren pro Jahr) [7] und der EinwohnerzahlDeutschlands wurden dann die Mittelwerte der Ausscheidungen von Iod-131 proBundesbürger und Jahr errechnet. In der Summe über alle Anwendungskategorienergibt sich eine mittlere Ausscheidung von 40 kBq Iod-131 pro Bundesbürgerund Jahr [7, 8]. Hierbei wurde unterstellt, dass die Therapiehäufigkeit pro Jahr undEinwohner überall in Deutschland gleich ist. Diese Annahme wird durch die Analysedes Einzugsgebiets des Universitätsklinikums Würzburg unterstützt, aus der sichkein Hinweis auf eine regional stark variierende Zahl von Therapien pro Einwohnerergibt [7].

Der oben genannte Wert gilt unter der Voraussetzung, dass die diagnostischenGanzkörperprozeduren beim Schilddrüsenkarzinom (CaD) sämtlich stationärdurchgeführt werden. Würden diese allerdings in ihrer Gesamtheit ambulantdurchgeführt, so wäre hieraus mit einem zusätzlichen Beitrag von ca. 40 kBq proPerson und Jahr zu rechnen [7].

3 Expositionspfad Muttermilch

3.1 Allgemeines

Nach Anlage VII Teil A der StrlSchV ist bei der Ermittlung der Strahlenexpositionauch der Expositionspfad Muttermilch in Betracht zu ziehen, da der Verzehr vonMuttermilch für Referenzpersonen der Altersgruppe ≤ 1 a wesentlich zur Inkorpo-ration von Radionukliden beitragen kann. Ein Teil der Radionuklide, die von einerstillenden Mutter durch Ingestion kontaminierter Lebensmittel oder durch die Atemluftinkorporiert werden, geht in die Muttermilch über und wird so dem Säugling zuge-führt. Im Hinblick auf die Kontamination der Muttermilch sind somit zwei Teilpfade zuberücksichtigen:− Kontamination von Muttermilch durch Radionuklide, die von der Mutter inhaliert

wurden (bei der Ableitung radioaktiver Stoffe mit Luft).− Kontamination von Muttermilch durch Radionuklide, die von der Mutter durch

den Verzehr kontaminierter Lebensmittel inkorporiert wurden (bei der Ableitungradioaktiver Stoffe mit Luft und Wasser).

Auch bei der Überprüfung, ob Tochternuklide zu relevanten Strahlenexpositionenführen können, ist für den Luft- und den Wasserpfad jeweils die Ingestion vonMuttermilch zu berücksichtigen.

Für die Altersgruppe bis 1 Jahr ist sowohl die Ernährung mit Muttermilch als auch mitSäuglingsmilchnahrung (Flaschenmilch) üblich. Konservativ sind bei der Ermittlungder Strahlenexposition die Ernährungsvarianten Muttermilch und Säuglingsmilch-nahrung getrennt zu untersuchen und es ist der für den jeweiligen Nuklidvektorungünstigste Fall zugrunde zu legen.


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3.2 Ermittlung der Strahlenexposition der Altersgruppe � 1 a durch Ingestion vonMuttermilch

Zur Kontamination von Muttermilch tragen die von der Mutter durch Inhalation undIngestion inkorporierten Aktivitäten bei. Die Aktivität Säugling

d1,rA des Radionuklids r, die

ein Säugling täglich durch den Verzehr von Muttermilch zu sich nimmt, ergibt sichaus der spezifischen Aktivität des Radionuklids r in der Muttermilch und der täglichenVerzehrsmenge von Muttermilch zu:

MMg,MMr

h,MMr

Säuglingd1,r I)CC(A ⋅+= (1)

Hierbei bedeuten:

Säuglingd1,rA : Aktivität des Radionuklids r, die ein Säugling täglich durch den Verzehr

von Muttermilch zu sich nimmt in Bq � d-1

h,MMrC : Spezifische Aktivität des Radionuklids r in der Muttermilch infolge der

Inhalation des Radionuklids durch die Mutter in Bq � kg-1

g,MMrC : Spezifische Aktivität des Radionuklids r in der Muttermilch infolge der

Ingestion des Radionuklids durch die Mutter in Bq � kg-1

MMI : Tägliche Verzehrsmenge von Muttermilch in kg � d-1

Die Kontamination von Muttermilch durch inkorporierte Radionuklide kann unter derAnnahme von Gleichgewichtsbedingungen durch Transferfaktoren quantifiziertwerden. Die Transferfaktoren für den Inhalations- und Ingestionspfad sind wie folgtdefiniert:

k,Mutterd1,r

k,MMrk,MM

r AC

T = (2)

Hierbei bedeuten:

k: Index für den Inhalationspfad (k = h) bzw. Ingestionspfad (k = g)k,MM

rT : Transferfaktor des Radionuklids r von Lebensmitteln in die Muttermilch (k =g) bzw. von der Atemluft in die Muttermilch (k = h) in d · kg-1

k,Mutterd1,rA : Aktivität des Radionuklids r, die täglich von der Mutter durch Ingestion von

Lebensmitteln (k = g) bzw. durch Inhalation (k = h) aufgenommen wird, inBq � d-1

Gleichung (1) lässt sich wie folgt darstellen:

MMh,MMr

h,Mutterd1,r

g,MMr

g,Mutterd1,r

Säuglingd1,r I)TATA(A ⋅⋅+⋅= (3)

Bei der Verwendung von Transferfaktoren werden implizit Gleichgewichtsbedingun-gen unterstellt, d.h. die spezifische Aktivität in der Muttermilch und die täglich durchIngestion bzw. Inhalation inkorporierten Aktivitäten werden als zeitlich konstantangenommen. Die Annahme von Gleichgewichtsbedingungen ist mit dem Grund-gedanken der AVV konsistent, wonach die Strahlenexposition der Referenzpersonennach einer 50jährigen Betriebszeit der Anlage oder Einrichtung mit den durch


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Genehmigungen festgesetzten höchstzulässigen Emissionen zu berechnen ist. ImVergleich zu einer einmaligen oder zeitlich variierenden Inkorporation vonRadionukliden durch die Mutter ergibt sich zudem unter Gleichgewichtsbedingungenrechnerisch ein höherer Transfer von Radionukliden in die Muttermilch. Letztereswird in einem eigenständigen Bericht zum Expositionspfad Muttermilch ausführlicherläutert.

Das Produkt aus dem Transferfaktor und der täglichen Verzehrsmenge vonMuttermilch beschreibt den Bruchteil des inkorporierten Radionuklids r, der in dieMuttermilch übergeht. Unter Gleichgewichtsbedingungen muss dieser Bruchteil stets� 1 sein, d.h. es kann nicht mehr Aktivität in die Muttermilch übergehen als dieMutter selbst inkorporierte:

1IT MMk,MMr ≤⋅ (4)

Wenn aufgrund spezifischer Besonderheiten die Annahme begründet ist, dass fürden Übergang inkorporierter Radionuklide in die Muttermilch andere Transfer-faktoren für den Ingestionspfad ( g,MM

rT ) oder den Inhalationspfad ( h,MMrT ) als in

Tabelle 2 des Anhangs 6 der AVV vorliegen, so sind diese so zugrunde zu legen,dass die Produkte aus den Transferfaktoren und der täglichen Verzehrsmenge vonMuttermilch den Wert 1 nicht überschreiten und bei dem Gesamtergebnis eineUnterschätzung der Strahlenexposition nicht zu erwarten ist.

Unter der Annahme von Gleichgewichtsbedingungen gilt:

MM

d

MM Ua365

1I ⋅

⋅= (5)

a1;gr

d

g,Mutterd1,r A

a3651

A ⋅⋅

= (6)

a1;hr

d

h,Mutterd1,r A

a3651

A ⋅⋅

= (7)

Außer den bereits erklärten Symbolen bedeuten hier:

da : Zeitraum eines Tages; da = 1 da1;g

rA : Aktivität des Radionuklids r, die jährlich von der Mutter durch Ingestion vonLebensmitteln aufgenommen wird, in Bq

a1;hrA : Aktivität des Radionuklids r, die jährlich von der Mutter durch Inhalation

aufgenommen wird, in BqMMU : Verzehrsmenge von Muttermilch während des ersten Lebensjahres in kg

Die von der stillenden Mutter durch Ingestion von Lebensmitteln jährlich aufgenom-mene Aktivität des Radionuklids r ist – analog zu den Gleichungen für die FolgedosisErwachsener durch Ingestion (Gleichungen (3.10) und (5.15) der AVV) – wie folgt zuberechnen:


7

Luftpfad:

Flr

Fla17

Mir

Mia17

Blr

Bla17

Pfr

Pfa17

a1;gr CUCUCUCUA ⋅+⋅+⋅+⋅= >>>> (8)

Wasserpfad:

Flr

Fla17

Mir

Mia17

Blr

Bla17

Pfr

Pfa17

Fir

Fia17

Wr

Wa17

a1;gr CUCUCUCUCUCUA ⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅= >>>>>> (9)


na17U> : Jahresverzehr der Lebensmittelgruppe n durch die Referenzperson der

Altersgruppe > 17 a in kg(n = W: Trinkwasser, n = Fi: Fischfleisch, n = Pf: pflanzliche Produkte ohneBlattgemüse, n = Bl: Blattgemüse, n = Mi: Milch und Milchprodukte, n = Fl:Fleisch und Fleischwaren)

nrC : Spezifische Aktivität des Radionuklids r in der Lebensmittelgruppe n durch

Ableitungen mit Luft (Gleichung (8)) oder Wasser (Gleichung (9)) in Bq � kg-1

Die von der stillenden Mutter durch Inhalation jährlich aufgenommene Aktivität desRadionuklids r ist – analog zur Gleichung für die Folgedosis Erwachsener durchInhalation (Gleichung (3.9) der AVV) – wie folgt zu berechnen:

a17G

ra1;h

r VAA >⋅χ⋅= � (10)


rA : Jährliche Ableitungsmenge des Radionuklids r mit der Luft in BqGχ : Langzeitausbreitungsfaktor für das gesamte Jahr am betrachteten Ort in

s · m-3

a17V>� : Atemrate für Erwachsene in m3 · s-1

Aus den Gleichungen (3), (5), (6) und (7) ergibt sich für die Folgedosis MMr,g,TH im

Organ oder Gewebe T durch den Verzehr von Muttermilch während des erstenLebensjahres:

Luftpfad:

T,r,gMMh,MM

ra1;h

rg,MM

ra1;g

rd

MMr,g,T gU)TATA(

a3651

H ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅

= (11)

Wasserpfad:

T,r,gMMg,MM

ra1;g

rd

MMr,g,T gUTA

a3651

H ⋅⋅⋅⋅⋅

= (12)


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MMr,g,TH : Folgedosis im Organ oder Gewebe T durch das Radionuklids r infolge des

Verzehrs von Muttermilch während des ersten Lebensjahres in Sv

T,r,gg : Ingestionsdosiskoeffizient der Altersgruppe � 1 a für das Organ oder

Gewebe T und das Radionuklid r in Sv � Bq-1

Die von der Mutter jährlich durch Ingestion ( a1;grA ) bzw. Inhalation ( a1;h

rA )inkorporierten Aktivitäten des Radionuklids r sind nach den Gleichungen (8)-(10) zuberechnen. Beim Wasserpfad entfällt die Inhalation von Radionukliden durch dieMutter.

Zur Ermittlung der Gesamtdosis des Säuglings durch Ingestion ist zusätzlich derVerzehr von Beikost zu berücksichtigen. Für die Folgedosis r,g,TH im Organ oder

Gewebe T durch Ingestion während des ersten Lebensjahres ergibt sich insgesamt:

Luftpfad:

[

T,r,gMMh,MM

ra1;h

rg,MM

ra1;g

rd

Flr

Fla1

Mir

Mia1

Blr

Bla1

Pfr

Pfa1r,g,T

gU)TATA(a365

1

CUCUCUCUH

⋅��

�⋅⋅+⋅⋅

⋅+

⋅+⋅+⋅+⋅= ≤≤≤≤

(13)

Wasserpfad:

[

T,r,gMMg,MM

ra1;g

rd

Blr

Bla1

Pfr

Pfa1

Flr

Fla1

Mir

Mia1

Fir

Fia1

Wr

Wa1r,g,T

gUTAa365

1

CUCUCUCUCUCUH

⋅��

�⋅⋅⋅

⋅+

⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅= ≤≤≤≤≤≤

(14)


r,g,TH : Folgedosis im Organ oder Gewebe T durch das Radionuklid r infolge

Ingestion während des ersten Lebensjahres in Svn

a1U≤ : Jahresverzehr der Lebensmittelgruppe n durch die Referenzperson der

Altersgruppe ≤ 1 a in kg(n = W: Trinkwasser, n = Fi: Fischfleisch, n = Pf: pflanzliche Produkte ohneBlattgemüse, n = Bl: Blattgemüse, n = Mi: Milch und Milchprodukte, n = Fl:Fleisch und Fleischwaren)

Die erste Zeile in den Gleichungen (13) und (14) beschreibt jeweils den Dosisbeitragdurch Beikost. Die zweite Zeile gibt den Dosisbeitrag durch Radionuklide wieder, dievon einer stillenden Mutter inkorporiert und durch Muttermilch dem Säuglingzugeführt werden. Bei der Ernährungsvariante Säuglingsmilch ist g,MM

rT = 0 undh,MM

rT = 0 zu setzen.


________________________

1) Schwebstoffe 10) Nickelcarbonyl2) HTO und OBT 11) Ruthentetroxid3) Tritiiertes Methan 12) Elementares Tellur4) Elementares Tritium 13) Elementares Iod5) CO 14) Methyliodid6) CO2 und Kohlenstoffdampf 15) Quecksilberdampf7) Schwebstoffe (anorganisch) 16) Schwebstoffe (organisch)8) CS29) SO2

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3.3 Transferfaktoren in die Muttermilch

Zur Ermittlung der Strahlenexposition durch den Verzehr von Muttermilch sind die inTabelle 1 aufgeführten Transferfaktoren zugrunde zu legen. Die Datenbasis für dieTransferfaktoren in die Muttermilch wird in einem eigenständigen Bericht dargestellt.

Tabelle 1: Transferfaktoren zur Berechnung des Übergangs inkorporierterRadionuklide in die Muttermilch.

Element g,MMrT

(d · kg-1 Muttermilch)

h,MMrT


H 0,5 0,2 1)/0,5 2)/

0,005 3)/5 � 10-5 4)

Be 0,006 0,1

C 0,3 0,1 1,5)/0,3 6)

F 0,02 0,007

Na 0,05 0,02

Mg 0,1 0,06

Al 0,02 0,3

Si 0,2 0,3

P 0,1 0,04

S 0,2 0,07 7)/0,2 8,9)

Cl 0,08 0,03

K 0,2 0,07

Ca 0,4 0,3

Sc 0,1 0,01

V 0,04 0,3

Cr 0,2 0,3

Mn 0,002 0,005

Fe 0,04 0,1


________________________


10

Element g,MMrT


h,MMrT


Co 0,1 0,3

Ni 0,3 0,3 1)/1 10)

Cu 0,2 0,1

Zn 0,2 0,1

Ga 0,02 0,3

Ge 1 0,4

As 0,1 0,04

Se 0,3 0,1

Br 0,07 0,03

Rb 0,4 0,1

Sr 0,1 0,09

Y 0,02 0,1

Zr 0,07 0,3

Nb 0,02 0,3

Mo 0,03 0,01

Tc 0,6 0,4

Ru 0,03 0,2 1)/0,6 11)

Rh 0,3 0,3

Pd 0,3 0,3

Ag 0,2 0,3

Cd 0,2 0,3

In 0,02 0,3

Sn 0,004 0,05

Sb 0,04 0,1

Te 0,4 0,3 1)/1 12)

I 0,6 0,2 1)/0,6 13)/0,4 14)


________________________


11

Element g,MMrT


h,MMrT


Cs 0,3 0,1

Ba 0,02 0,03

La 0,03 0,3

Ce 0,03 0,3

Pr 0,03 0,1

Nd 0,03 0,1

Pm 0,03 0,1

Sm 0,03 0,1

Eu 0,03 0,1

Gd 0,03 0,3

Tb 0,03 0,1

Dy 0,03 0,1

Ho 0,03 0,1

Er 0,03 0,1

Tm 0,03 0,1

Yb 0,03 0,1

Lu 0,03 0,1

Hf 0,002 0,3

Ta 0,001 0,1

W 0,4 0,3

Re 0,9 0,4

Os 0,1 0,3

Ir 0,1 0,3

Pt 0,1 0,3

Au 0,1 0,3

Hg 0,2 0,3 7)/0,8 15)/0,1 16)


________________________


12

Element g,MMrT


h,MMrT


Tl 1 0,4

Pb 0,2 0,3

Bi 0,06 0,3

Po 0,6 0,3

At 1 0,4

Ra 0,2 0,3

Ac 6 · 10-4 0,3

Th 0,02 0,3

Pa 6 · 10-4 0,1

U 0,02 0,2

Np 6 · 10-4 0,3

Pu 6 · 10-4 0,3

Am 6 · 10-4 0,3

Cm 6 · 10-4 0,3

Bk 6 · 10-4 0,1

Cf 6 · 10-4 0,1

Ist aufgrund spezifischer Besonderheiten die Annahme begründet, dass für denÜbergang inkorporierter Radionuklide in die Muttermilch andere Transferfaktoren fürden Ingestionspfad ( g,MM

rT ) oder den Inhalationspfad ( h,MMrT ) vorliegen, so sind diese

so zugrunde zu legen, dass bei dem Gesamtergebnis eine Unterschätzung derStrahlenexposition nicht zu erwarten ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass dasProdukt aus dem Transferfaktor und der täglichen Verzehrsmenge von Muttermilchrechnerisch den Bruchteil des von der Mutter inkorporierten Radionuklids ergibt, derunter Gleichgewichtsbedingungen dem Säugling mit der Muttermilch zugeführt wird,und daher den Wert 1 nicht überschreiten darf (siehe auch Ungleichung (4)).


13

3.3.1 Transferfaktoren für den Ingestionspfad (Ingestion von Radionukliden durchdie Mutter)

Die Transferfaktoren für den Ingestionspfad wurden aus einer umfangreichenLiteraturrecherche und durch Ressort-Forschungsvorhaben gewonnen. In den Fach-publikationen wurden bisher nur wenige Studien zum Transfer von Radionukliden indie Muttermilch veröffentlicht. Die Untersuchungen beschränken sich hauptsächlichauf Radiocäsium und Radiostrontium. Die Biokinetik von radioaktiven und stabilenIsotopen des gleichen Elements ist jedoch praktisch identisch. Es ist daher zulässig,Transferfaktoren ersatzweise aus den Daten für stabile Nuklide (Konzentration in derMuttermilch, tägliche Zufuhr) abzuleiten.

Für einige Elemente, z.B. Transurane, standen weder Daten über die Zufuhrratennoch über die Konzentration in der Muttermilch zur Verfügung. In diesen Fällenwurden die Transferfaktoren Lebensmittel – Muttermilch grob aus den bekanntenTransferfaktoren Futtermittel – Kuhmilch abgeleitet. Hierbei wurden dieTransferfaktoren Futtermittel – Kuhmilch mit dem Faktor 25 multipliziert, um Unter-schiede im Verdauungstrakt, in der täglichen Zufuhr von Elementen und in derZusammensetzung der Milch zu berücksichtigen. Datengrundlage waren dieTransferfaktoren Futtermittel – Kuhmilch, die in der AVV zu § 45 StrlSchVveröffentlicht wurden [1]. Zusätzlich wurden elementspezifische Obergrenzen derTransferfaktoren Lebensmittel – Muttermilch berechnet, die mit den im Strahlenschutzverwendeten biokinetischen Modellen verträglich sind. Für die TransferfaktorenLebensmittel – Muttermilch wurde konservativ der größere der beiden Werteverwendet, die sich aus den beiden Ansätzen ergeben (Ableitung von Transferfaktorenaus dem Transfer Futtermittel – Kuhmilch, Ableitung von Transferfaktoren alsObergrenzen, die mit biokinetischen Modellen verträglich sind). Abweichend von demoben beschriebenen Verfahren wurde bei den Seltenen Erden wegen derchemischen Ähnlichkeit der Transferfaktor von Cer zugrunde gelegt.

3.3.2 Transferfaktoren für den Inhalationspfad (Inhalation von Radionukliden durchdie Mutter)

Da für den Transfer von Radionukliden aus der Atemluft in die Muttermilch praktischkeine Daten vorliegen, wurden Transferfaktoren durch eine Analyse des Ingestions-und Inhalationspfades mithilfe einfacher Kompartiment-Modelle abgeleitet. Hierbeiwurden der Ingestions- und der Inhalationspfad jeweils durch drei Kompartimentebeschrieben (siehe Abb. 1).


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Abb. 1: Kompartiment-Modelle für den Inhalations- und den Ingestionspfad zurAbleitung des Transferfaktors Atemluft – Muttermilch.

Der Bruchteil inhalierter Radionuklide TCLuftrf

− , der in das TransferkompartimentKörperflüssigkeiten übergeht, kann mithilfe biokinetischer Modelle berechnet werden.Zur Ermittlung der Werte von TCLuft

rf− für die Bevölkerung wurde für Schwebstoffe

eine Teilchengröße von 1 µm AMAD (Activity Median Aerodynamic Diameter)zugrunde gelegt. Wenn die ICRP-Veröffentlichung 72 [10] für die Bevölkerungverschiedene Lungenabsorptionsklassen zulässt, wurde konservativ diejenigegewählt, die zu den höchsten Werten für TCLuft

rf− führt. Bei leicht löslichen und

reaktiven Gasen oder Dämpfen wurde die Deposition im menschlichen Körper nachder ICRP-Veröffentlichung 72 [10] verwendet.

Der Bruchteil der Aktivität MilchTCrf

− des Radionuklids r, der vom TransferkompartimentKörperflüssigkeiten in die Muttermilch übergeht, kann mithilfe des Kompartiment-Modells für den Ingestionspfad aus den Werten für die Resorption des Radionuklidsim Magen-Darm-Trakt, den empirischen Transferfaktoren für den Ingestionspfad undder täglichen Verzehrsmenge von Muttermilch abgeschätzt werden. Für dieVerzehrsmenge von Muttermilch wurde das 95. Perzentil der täglichenVerzehrsmenge zeitlich gemittelt über das erste Lebensjahr angesetzt. NähereErläuterungen zur Verzehrsmenge von Muttermilch sind in Abschnitt 4.2.2 zu finden.

Für Elemente, für die keine Daten über die Zufuhrraten der Mutter mit Lebensmittelnoder über die Konzentration in der Muttermilch zur Verfügung standen, wurdenzusätzlich Obergrenzen der Transferfaktoren Atemluft – Muttermilch berechnet, die mitden im Strahlenschutz verwendeten biokinetischen Modellen verträglich sind. Für dieTransferfaktoren Atemluft – Muttermilch wurde konservativ der größere der beidenWerte verwendet, die sich aus den beiden Ansätzen ergeben (Ableitung vonTransferfaktoren durch die oben beschriebene Analyse des Ingestions- und

Atemtrakt Transfer-kompartiment

Muttermilch

TCLuftrf

− MilchTCrf

−

MMh,MMr

MilchTCr

TCLuftr ITff ⋅=⋅ −−

Magen-Darm-Trakt

Transfer-kompartiment

Muttermilch

gr,1f

MilchTCrf

−

MMg,MMr

MilchTCr

gr,1 ITff ⋅=⋅

−


15

Inhalationspfades, Ableitung von Transferfaktoren als Obergrenzen, die mitbiokinetischen Modellen verträglich sind).

4 Lebensgewohnheiten

Die Strahlenschutzverordnung legt in Anlage VII Teil A bis C die Annahmen fest, dienach § 47 Abs. 2 StrlSchV bei der Planung kerntechnischer Anlagen undEinrichtungen heranzuziehen sind, um die Strahlenexposition durch die Ableitungradioaktiver Stoffe mit Luft und Wasser zu berechnen.

4.1 Atemraten

Die Atemraten der Referenzpersonen sind in Anlage VII Teil B Tabelle 2 derStrlSchV festgelegt. Die Werte sind der ICRP-Veröffentlichung Nr. 71 entnommen[11]. Sie berücksichtigen den Zeitaufwand und die jeweiligen Atemraten für verschie-dene Tätigkeiten (Schlaf, sitzende Tätigkeiten, leichte Arbeit, schwere Arbeit). Beiden beiden höchsten Altersstufen ergeben sich nach der ICRP-VeröffentlichungNr. 71 für männliche und weibliche Referenzpersonen unterschiedliche Atemraten,da nur bei Männern dieser Altersstufen teilweise schwere Arbeit unterstellt wird. Fürdiese Altersstufen wird aus Gründen der Konservativität die höhere Atemrate fürmännliche Personen gewählt. Im Vergleich zu den bisherigen Atemraten bleibt derWert für Kleinkinder (Altersgruppe 1 Jahr bis 2 Jahre) unverändert, während sich derWert für Erwachsene (Altersgruppe ab 17 Jahre) um etwa 11% erhöht.

Tabelle 2: Atemraten der Referenzpersonen

Altersgruppe ≤1 Jahr >1 - ≤2Jahre

>2 - ≤7Jahre

>7 - ≤12Jahre

>12 - ≤17Jahre

>17 Jahre

Atemrate(m3 · s-1)

3,5 · 10-5 6,0 · 10-5 1,0 · 10-4 1,8 · 10-4 2,3 · 10-4 2,6 · 10-4

4.2 Verzehrsgewohnheiten

4.2.1 Allgemeines zu den Verzehrsmengen und der Datengrundlage

Die Verzehrsgewohnheiten der Referenzpersonen, die bei der Ermittlung derStrahlenexposition zugrunde zu legen sind, sind in Anlage VII Teil B Tabelle 1 derStrlSchV festgelegt. Bei der Planung kerntechnischer Anlagen und Einrichtungensind die 95. Perzentile der Verzehrsraten (Mittelwerte in den Spalten 2-7 multipliziertmit dem jeweiligen Faktor in Spalte 8) anzusetzen.

Den Angaben für die Altersgruppe bis 1 Jahr bzw. 1 bis 2 Jahre liegenaltersspezifische Erhebungen des Forschungsinstituts für Kinderernährung inDortmund zugrunde [12]. Die Angaben für die übrigen Altersgruppen stammen auseiner Verzehrsstudie (1985-1988) über die Lebensmittel- und Nährstoffaufnahme inder Bundesrepublik Deutschland, die federführend von der Justus-Liebig-Universität


16

in Gießen im Auftrag der Deutschen Gesellschaft für Ernährung durchgeführt wurde[13]. Diese Erhebung bildet die Grundlage für die Ernährungsberichte 1992 und1996 der Deutschen Gesellschaft für Ernährung [14, 15]. Die Angaben über denTrinkwasserkonsum stammen zum Teil aus Erhebungen des Forschungsinstituts fürKinderernährung in Dortmund [12]. Die entsprechenden Werte für Erwachsenewurden einem Bericht des Instituts für Wasser-, Boden- und Lufthygiene desUmweltbundesamtes aus dem Jahr 1997 entnommen [16]. Dieser Wert für denTrinkwasserkonsum in Deutschland weicht zum Teil erheblich von denentsprechenden Werten in anderen Ländern ab.

Tabelle 3: Jährliche Verzehrsmengen der Referenzpersonen. Die Tabelle enthält diefortgeschriebenen Verzehrsmengen von Muttermilch und Säuglingsmilch und istdaher nicht mit Anlage VII Teil B Tabelle 1 der derzeit gültigen StrlSchV identisch.

Mittlere jährliche Verzehrsmengen der Referenzpersonen (kg)

1 2 3 4 5 6 7 8

Altersgruppe ≤1 Jahr >1 - ≤2Jahre

>2 - ≤7Jahre

>7 - ≤12Jahre

>12 - ≤17Jahre

>17 Jahre

Lebensmittel

Trinkwasser 55 100 100 150 200 350 2

Muttermilch, Milchfertig-produkte mit Trinkwasser 200 – – – – – 1,6

Milch, Milchprodukte 45 160 160 170 170 130 3

Fisch 0,5 3 3 4,5 5 7,5 5

Fleisch, Wurst, Eier 5 13 50 65 80 90 2

Getreide, Getreideprodukte 12 30 80 95 110 110 2

einheimisches Frischobst,Obstprodukte, Säfte 25 45 65 65 60 35 3

Kartoffeln, Wurzelgemüse,Säfte 30 40 45 55 55 55 3

Blattgemüse 3 6 7 9 11 13 3

Gemüse, Gemüseprodukte,Säfte 5 17 30 35 35 40 3

Die Angaben für die verschiedenen Altersgruppen in Anlage VII Teil B Tabelle 1 derStrlSchV repräsentieren jeweils die Verzehrsgewohnheiten der älteren Personeninnerhalb einer Gruppe. Bei den Erwachsenen wurden die Verzehrsraten der 25- bis50-jährigen nach den Erhebungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährungzugrunde gelegt, da diese Gruppe den höchsten Gesamtverzehr aufweist [13]. DerFaktor in der Spalte 8 der Tabelle wurde für jede Lebensmittelgruppe so gewählt,dass bei der Multiplikation mit den Mittelwerten annähernd die 95. Perzentile derVerzehrsraten bei allen Altersgruppen abgedeckt werden. Korrelationen zwischenden Verzehrsmengen unterschiedlicher Lebensmittelgruppen werden nichtberücksichtigt. Durch die Vorgabe der StrlSchV, dass für jede Lebensmittelgruppedas 95. Perzentil anzusetzen ist, wird die Gesamtverzehrsmenge von Lebensmittelnkonservativ abgeschätzt.


17

Kurzfristige Schwankungen der Verzehrsgewohnheiten sind von untergeordneterBedeutung. Dies gilt insbesondere für Genehmigungsverfahren, bei denen dieStrahlenexposition der Bevölkerung nach einer hypothetischen Betriebsdauer vonmehreren Jahrzehnten zu ermitteln ist.

Im Verlauf der Anpassung der AVV an die Richtlinie 96/29/Euratom [3] bzw. dienovellierte StrlSchV vom 20. Juli 2001 [2] ergab sich bei einigen Elementen dasrechnerische Artefakt, dass dem Säugling eine höhere Aktivität mit der Muttermilchzugeführt wird als die Mutter selbst inkorporierte, wenn die 95. Perzentile derjährlichen Verzehrsmengen von Muttermilch und Säuglingsmilch nach der derzeitgültigen Fassung der Tabelle 1 in Anlage VII Teil B der StrlSchV formal auf denTransfer inkorporierter Radionuklide in die Muttermilch angewendet werden. Umüberkonservative Betrachtungsweisen zu vermeiden, wurden die jährlichenVerzehrsmengen von Muttermilch und Säuglingsmilch auf der Grundlage aktuellerstatistischer Daten des Forschungsinstituts für Kinderernährung in Dortmundüberarbeitet. Nähere Erläuterungen sind im Abschnitt 4.2.2 zu finden.

4.2.2 Detaillierte Begründung der Verzehrsmenge von Muttermilch undSäuglingsmilch

Der Detaillierungsgrad der Tabelle 1 in Anlage VII Teil B der StrlSchV ist beiMuttermilch und Säuglingsmilch (Milchfertigprodukte mit Trinkwasser) nichtausreichend, um die sich stark ändernden Verzehrsgewohnheiten während desersten Lebensjahres angemessen zu beschreiben. Insbesondere sind die Daten indieser Tabelle nicht geeignet, um das 95. Perzentil der Tagesmengen vonMuttermilch und Säuglingsmilch (bzw. das Jahresmittel dieser Werte) zu berechnen.Der Hintergrund ist, dass der Faktor in Spalte 8 zur näherungsweisen Abdeckungdes 95. Perzentils der jährlichen Verzehrsmengen überwiegend durch unter-schiedliche Stilldauern (bzw. Verzehrsdauern von Säuglingsmilch) bestimmt wird. DieTagesmengen von Muttermilch variieren insbesondere bei vollgestillten Säuglingenwesentlich geringer. Gleiches gilt beim Verzehr von Säuglingsmilch. Werden die 95.Perzentile der jährlichen Verzehrsmengen von Muttermilch und Säuglingsmilch nachder derzeit gültigen Fassung der Tabelle 1 in Anlage VII Teil B der StrlSchV formalauf den Transfer inkorporierter Radionuklide in die Muttermilch angewendet, ergibtsich bei einigen Elementen das rechnerische Artefakt, dass dem Säugling einehöhere Aktivität mit der Muttermilch zugeführt wird als die Mutter selbst inkorporierte.Zudem ergab ein Vergleich mit aktuellen statistischen Daten des Forschungsinstitutsfür Kinderernährung in Dortmund, dass Anlage VII Teil B Tabelle 1 der StrlSchV beiMuttermilch und Säuglingsmilch nicht die aktuellen Ernährungsgewohnheitenwährend des ersten Lebensjahres widerspiegelt.

Nach Anlage VII Teil B Tabelle 1 der StrlSchV ist bei der Ermittlung der Strahlen-exposition der Bevölkerung für die Altersgruppe ≤ 1 a der Verzehr von Muttermilchbzw. Säuglingsmilch zu berücksichtigen, wobei je nach Nuklidzusammensetzung dieungünstigste Ernährungsvariante zugrunde zu legen ist. Bei der Ermittlung derStrahlenexposition ist daher rechnerisch die Summe der individuellen täglichenVerzehrsmengen von Muttermilch und Säuglingsmilch entweder als Muttermilch oderals Säuglingsmilch anzusetzen.


18

Als Datengrundlage für die täglichen Verzehrsmengen von Muttermilch undSäuglingsmilch wurde die DONALD-Studie (Dortmund Nutritional and AnthropometricLongitudinally Designed Study) im Zeitraum 1989 – 2001 herangezogen [17]. DieseStudie liefert aktuelle Daten für die Verzehrsmengen von Muttermilch und Säuglings-milch während des ersten Lebensjahres für ein hinreichend großes Kollektiv deutscherProbanden. Das Forschungsinstitut für Kinderernährung in Dortmund stelltestatistische Kennzahlen (5. Perzentil, Median = 50. Perzentil, 90. Perzentil, 95.Perzentil) für die Summe der täglichen Verzehrsmengen von Muttermilch undSäuglingsmilch für verschiedene Altersstufen (3, 6, 9, 12 Monate) zur Verfügung.

Aus den empirischen Perzentilen wurden die altersabhängigen Erwartungswerte fürdie Summe der täglichen Verzehrsmenge von Muttermilch und Säuglingsmilch unddie zeitlichen Mittelwerte des altersabhängigen Erwartungswerts und desaltersabhängigen 95. Perzentils während des ersten Lebensjahres berechnet. Dietäglichen Verzehrsmengen von Muttermilch und Säuglingsmilch steigeninsbesondere während des ersten Lebensmonats stark an. Konservativ wurde für dieersten drei Lebensmonate der Erwartungswert bzw. das 95. Perzentil der Altersstufe3 Monate unterstellt. Im zweiten Halbjahr verringern sich die täglichenVerzehrsmengen von Muttermilch und Säuglingsmilch wegen der zunehmendenErnährung mit Beikost. Ab dem vierten Lebensmonat wurden der Erwartungswertbzw. das 95. Perzentil linear interpoliert. Es ergeben sich folgende zeitlicheMittelwerte für das erste Lebensjahr:

Erwartungswert: 549 g � d-1 = 200 kg � a-1

95. Perzentil: 866 g � d-1 = 316 kg � a-1

Der Erwartungswert ist mit dem Faktor 1,6 zu multiplizieren, um das 95. Perzentilabzudecken. Abweichend von der derzeit gültigen StrlSchV wurden der Erwartungs-wert und dieser Faktor in die Tabelle 1 im Anhang 5 der AVV übernommen. BeiMuttermilch und Milchfertigprodukten mit Trinkwasser (Säuglingsmilch) sind zweisignifikante Stellen für den Faktor in Spalte 8 sinnvoll. Dies gilt nicht für die übrigenLebensmittelgruppen, bei denen die Faktoren in Spalte 8 für alle sechs Altersgruppenabdeckend sind.

Wie bereits erläutert, ist für die Altersgruppe bis 1 Jahr sowohl die Ernährung mitMuttermilch als auch mit Milchfertigprodukten (Flaschenmilch) üblich. Aus Gründender Konservativität sind bei der Ermittlung der Strahlenexposition dieErnährungsvarianten Muttermilch und Säuglingsmilchnahrung getrennt zuuntersuchen und der für den jeweiligen Nuklidvektor ungünstigste Fall zugrunde zulegen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Strahlenexposition des Säuglingskonservativ abgeschätzt wird.

Unter der in der StrlSchV getroffenen Annahme, dass zur Zubereitung eines Literstrinkfertiger Säuglingsmilch (Flaschenmilch) 0,8 l Wasser erforderlich sind, ergibt sichbei der Ernährungsvariante mit Säuglingsmilch für den zusätzlichen Trinkwasserbedarfein Erwartungswert von 160 l während des ersten Lebensjahres. Nach Anlage VIITeil B Tabelle 1 der StrlSchV ist bei Trinkwasser im Vergleich zu Muttermilch einhöherer Faktor in Spalte 8 anzusetzen. Das 95. Perzentil des zusätzlichenTrinkwasserbedarfs infolge der Ernährung mit Säuglingsmilch wird daher konservativabgeschätzt.


19

Im Rahmen einer früheren Auswertung der DONALD-Studie [18], die ebenfalls dasForschungsinstitut für Kinderernährung in Dortmund durchführte, wurden für einanderes Kollektiv statistische Kennzahlen für den Verzehr von Muttermilch undSäuglingsmilch bis zu einem Alter von 36 Monaten ermittelt. Bei beiden Geschlechternsind die Mediane der Verzehrsmengen von Muttermilch und Säuglingsmilch für alleAltersstufen während des zweiten Lebensjahres Null. Die 95. Perzentile der täglichenVerzehrsmenge von Muttermilch sind für die Altersstufen 18, 24, und 36 Monate Null.Es ist daher gerechtfertigt, bei der Ermittlung der Strahlenexposition den Verzehr vonMuttermilch und Säuglingsmilch nur während des ersten Lebensjahres zuberücksichtigen.

4.2.3 Anmerkungen zu den verschiedenen Lebensmittelgruppen

TrinkwasserZur jährlichen Trinkwassermenge für die Altersgruppe bis 1 Jahr kommen 160 lWasser pro Jahr hinzu, wenn angenommen wird, dass das Baby im ersten Jahr nichtgestillt wird, sondern nur Milchfertigprodukte erhält, die überregional erzeugt werdenund als nicht kontaminiert anzusetzen sind. Nach den in der StrlSchV getroffenenAnnahmen werden für einen Liter trinkfertige Säuglingsmilch 0,2 kg Milchfertigkon-zentrat in 0,8 l Wasser aufgelöst.

Milch und MilchprodukteBei Milch und Milchprodukten wurden auch Käse und Quark mit berücksichtigt.Dabei wurde angenommen, dass 1 kg Käse aus 5 l Milch hergestellt wird.

Fisch (Süßwasser- und Meeresfisch, Krustentiere etc.)In den Ernährungsberichten wird nur die Summe des jährlichen Fischverzehrsangegeben. Es wird nicht zwischen Süßwasser- und Meeresfischen unterschieden.Nach Angaben der Bundesanstalt für Fischerei betrug im Jahr 1997 der Anteil vonSüßwasserfisch am Gesamtfischverzehr ca. 17%. Der Anteil von Süßwasserfisch amGesamtfischverzehr ist den regionalen Besonderheiten anzupassen.

Fleisch, Wurst, EierUnter Fleisch, Wurst, Eier wurden verschiedene Fleischsorten (Schwein, Rind, Huhn,etc.) und Wurstwaren sowie Eier summiert, da für letztere der Transferfaktorvergleichbar ist mit dem für Geflügel. Bei der Ermittlung der Strahlenexposition wirddie jährliche Verzehrsmenge dieser tierischen Produkte als Rindfleisch angesetzt, dafür Rindfleisch die höchsten Radionuklidkonzentrationen berechnet werden. Diesergibt sich aus den Annahmen, dass der Weidebewuchs höher kontaminiert ist alsandere Futtermittel, wie beispielsweise Getreide, und dass bei einer Beweidungpraktisch keine Zeit zwischen Futtermittelproduktion und -verbrauch vergeht. Damitwird die Kontamination tierischer Produkte insgesamt konservativ abgeschätzt.

Pflanzliche ProdukteZur besseren Beschreibung der Verzehrsgewohnheiten wurde eine Gliederung derpflanzlichen Produkte in Getreide, Obst, Kartoffeln und Wurzelgemüse, Blattgemüsesowie sonstiges Gemüse vorgenommen.


20

In einer neuen Gruppe wurden Gemüse, Gemüseprodukte und Gemüsesäftezusammengefasst. In diese Gruppe fallen Produkte wie Gurken, Tomaten, Bohnen,Erbsen etc., die bisher nicht berücksichtigt wurden.Bei Kartoffeln und Wurzelgemüsen wurden zusätzlich Säfte berücksichtigt, dainsbesondere Karottensäfte für die Ernährung von Kleinkindern eine große Rollespielen.Beim Obst wurden nur einheimische Produkte und keine Südfrüchte berücksichtigt,da letztere durch Ableitungen aus kerntechnischen Anlagen und Einrichtungen inDeutschland nicht kontaminiert werden.

5 Dosis- und Dosisleistungskoeffizienten

5.1 Dosiskoeffizienten bei innerer Strahlenexposition

In der Richtlinie 96/29/Euratom [3] sind effektive Dosiskoeffizienten für Inhalationund Ingestion für Einzelpersonen der Bevölkerung für sechs Altersgruppenangegeben. Diese entsprechen den aktuellen Werten der ICRP, die in der ICRP-Veröffentlichung Nr. 72 [10] enthalten sind. Diese Dosiskoeffizienten wurden –zusammen mit den zugehörigen Organ-Dosiskoeffizienten – von der ICRP auch aufeiner CD-ROM (The ICRP Database of Dose Coefficients: Workers and Members ofthe Public) publiziert. Ihrer Berechnung liegen die neuesten biokinetischen unddosimetrischen Modelle der ICRP zugrunde.

Die von der ICRP auf CD-ROM herausgegebenen Dosiskoeffizienten wurden imBundesanzeiger am 28. August 2001 veröffentlicht [19]. Von den auf der CD-ROMaufgelisteten Organ-Dosiskoeffizienten wurden im Bundesanzeiger lediglich jeweilsdie Dosiskoeffizienten für den „Remainder“ weggelassen, da dieser nur eineHilfsgröße zur Berechnung der effektiven Dosis darstellt, die aus den übrigen Organ-Dosiskoeffizienten hergeleitet wird. Gemäß der Richtlinie 96/29/Euratom wurden beiInhalation die Dosiskoeffizienten für Schwebstoffe mit einem AMAD (Activity MedianAerodynamic Diameter) von 1 µm übernommen.

5.2 Dosisleistungskoeffizienten bei äußerer Strahlenexposition

5.2.1 Dosisleistungskoeffizienten für Erwachsene

Für das Submersionsmodell der AVV wurden die Organ-Dosisleistungskoeffizientenfür Erwachsene vom 30. September 1989 [20] übernommen, da die Richtlinie96/29/Euratom diesen Expositionspfad anders modelliert. Das in der AVVverwendete Gammasubmersionsmodell wurde beibehalten, da es im Vergleich zumImmersionsmodell der EU die Strahlenexposition im Nahbereich eines Emittentenrealistischer beschreibt und insbesondere bei den großen Kaminhöhen deutscherKernkraftwerke höhere Strahlenexpositionen berechnet werden. Die Organ-Dosisleistungskoeffizienten wurden um Werte für die extrathorakalen Luftwege, dieSpeiseröhre und den Dickdarm ergänzt. Hierbei wurde die Dosisleistung für dieSchilddrüse als Surrogat für die Dosisleistung in den extrathorakalen Luftwegen unddie Dosisleistung für das Pankreas als Surrogat für die Dosisleistung für dieSpeiseröhre gewählt. Die Dosisleistung im Dickdarm wurde – wie bei der inneren


21

Strahlenexposition von der ICRP empfohlen – als massengewichtetes Mittel derDosisleistung im oberen (57%) und unteren (43%) Dickdarm berechnet.

Aus den Organ-Dosisleistungskoeffizienten wurde der effektive Dosisleistungskoeffi-zient mit den Gewebewichtungsfaktoren aus Anlage VI Teil C Tabelle 2 der StrlSchVneu berechnet. Hintergrund ist, dass die bisherigen Gewebewichtungsfaktoren nachder ICRP-Veröffentlichung Nr. 26 [21] in der ICRP-Veröffentlichung Nr. 60 [22]geändert wurden.

5.2.2 Dosisleistungskoeffizienten für andere Altersgruppen außer Erwachsene

Bei der Berechnung der externen Strahlenexposition durch Gammastrahlung ist dieunterschiedliche Körpergeometrie der Referenzpersonen verschiedener Alters-gruppen berücksichtigt worden. Die Altersabhängigkeit externer Strahlenexpo-sitionen wird in Form von Korrekturfaktoren angegeben, die für Erwachsene denWert 1,0 haben. Die Korrekturfaktoren hängen von der Altersgruppe, von derBestrahlungsgeometrie (Gammasubmersion oder Bodenstrahlung) und von derPhotonenenergie ab. Bezüglich der Abhängigkeit der Korrekturfaktoren vom Organwurden Rechnungen für alle Organe durchgeführt, für die nach § 47 StrlSchVGrenzwerte einzuhalten sind. Angegeben sind jeweils die Korrekturfaktoren für dieOrgane, für die die höchsten Faktoren gefunden wurden. Für die Bodenstrahlungwar dies die Gebärmutter, für die Gammasubmersion waren es die Ovarien beihohen Photonenenergien und die Knochenoberfläche bei niedrigen Energien.

Entsprechend dem bisherigen Vorgehen bei der Ermittlung der externenStrahlenexposition durch Gammastrahlung wurde zwischen Photonen mit Energienoberhalb und unterhalb von 0,2 MeV unterschieden. Für die erste Klasse(Energiegruppe 1) wurden Rechnungen für die Photonenenergie von 1,0 MeV, fürdie zweite Klasse (Energiegruppe 2) Rechnungen für die Photonenenergie von 0,1MeV durchgeführt.

Die Korrekturfaktoren wurden entsprechend der in [23] angegebenen Abhängigkeitvom Körpergewicht berechnet nach

( )[ ]33,0E

33,0ji,ki,Geo wwbexpc −⋅= , (15)

wobei der Index i die Strahlengeometrie und Photonenenergie, der Index k das fürdie Strahlengeometrie und Photonenenergie ausgewählte Organ, wj einrepräsentatives Gewicht für die Altersgruppe j und wE ein repräsentatives Gewicht fürErwachsene bezeichnet. Die Koeffizienten bk,i sind [23], die repräsentativenGewichte der ICRP-Veröffentlichung Nr. 56 [24] entnommen.

Die zusammen mit den Dosis- und Dosisleistungskoeffizienten am 28. August 2001im Bundesanzeiger [19] veröffentlichten Korrekturfaktoren sind in Tabelle 4zusammengestellt. Die Indices γ1 und γ2 bezeichnen die Korrekturfaktoren beiGammasubmersion für die Energiegruppen 1 und 2. Die Indices b1 und b2bezeichnen die Korrekturfaktoren bei Gammabodenstrahlung für die Energiegruppen1 und 2.


22

Tabelle 4: Korrekturfaktoren zur Berücksichtigung der Körpergeometrie derReferenzpersonen bei externer Strahlenexposition durch Gammastrahlung.

Altersgruppe

≤1 Jahr >1 - ≤2Jahre

>2 - ≤7Jahre

>7 - ≤12Jahre

>12 - ≤17Jahre

>17 Jahre

cGeo,γ1 1,4 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0

cGeo,γ2 1,8 1,7 1,5 1,3 1,1 1,0

cGeo,b1 1,6 1,5 1,3 1,2 1,1 1,0

cGeo,b2 1,7 1,6 1,4 1,3 1,1 1,0

5.2.3 Modifikation der Gleichungen zur Berechnung der Strahlenexposition beiexterner Gammastrahlung

Die Verwendung von Dosisleistungskoeffizienten für Erwachsene zusammen mitaltersspezifischen Korrekturfaktoren ist grundsätzlich gleichwertig mit altersspezifi-schen Dosisleistungskoeffizienten. Da die Korrekturfaktoren für die Energiegruppe 1(oberhalb 0,2 MeV) und die Energiegruppe 2 (unterhalb 0,2 MeV) verschieden seinkönnen, wurden die Gleichungen zur Berechnung der Strahlenexposition durchGammasubmersion, Bodenstrahlung, Aufenthalt auf Ufersediment, Aufenthalt aufÜberschwemmungsgebieten, Aufenthalt auf Spülfeldern und die Gleichungen zurBerücksichtigung von Tochternukliden entsprechend modifiziert.

Strahlenexposition durch Gammastrahlung aus der Abluftfahne (Gammasubmersion)Die Jahresdosis r,,TH γ im Organ oder Gewebe T durch Gammastrahlung des

Radionuklids r aus der Abluftfahne (Gammasubmersion) ist wie folgt zu berechnen:

( )( )2,GeoG2r1,Geo

G1rT,r,rr,,T cf1cfgAH γγγγγγ ⋅χ⋅−+⋅χ⋅⋅⋅= (16)

Hierbei bedeuten:

r,,TH γ : Jahresdosis im Organ oder Gewebe T durch Gammasubmersion durch das

Radionuklid r in SvA r : Jährliche Ableitungsmenge des Radionuklids r in Bq

χγ1G : Langzeitausbreitungsfaktor für das gesamte Jahr für Gammasubmersion in

s · m-2 für die Energiegruppe 1 bei Gamma-Energien von 1 MeVχγ 2

G : Langzeitausbreitungsfaktor für das gesamte Jahr für Gammasubmersion in

s · m-2 für die Energiegruppe 2 bei Gamma-Energien von 0,1 MeVg r Tγ , , : Dosisleistungskoeffizient für das Organ oder Gewebe T durch Gamma-

submersion des Radionuklids r in Sv · m2 · Bq-1 · s-1


23

fr : Anteil des Gamma-Energieemissionsspektrums des Radionuklids r oberhalbder Energie 0,2 MeV

f

Y E

Y Er

i iE MeV

i ii

i=

⋅

⋅

>

�

�0 2,

mit

Ei = Gamma-Energie in MeV

Yi = pro Zerfall emittierte Gamma-Quanten der Energie Ei

cGeo,γ1: Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der Körpergeometrie derReferenzpersonen bei Gammasubmersion für die Energiegruppe 1 beiGamma-Energien von 1 MeV

cGeo,γ2: Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der Körpergeometrie derReferenzpersonen bei Gammasubmersion für die Energiegruppe 2 beiGamma-Energien von 0,1 MeV

Mit der Vereinfachung χ χγ γ2 12G G= ⋅ für die Ausbreitungsfaktoren für Gammasub-

mersion ergibt sich für die Gleichung (16):

( )2,Geor1,GeorG1T,r,rr,,T c)f1(2cfgAH γγγγγ ⋅−⋅+⋅⋅χ⋅⋅= (17)

Strahlenexposition durch Bodenstrahlung, Aufenthalt auf Ufersediment, Aufenthaltauf Überschwemmungsgebieten und Aufenthalt auf Spülfeldern einschließlich derBerücksichtigung von TochternuklidenBei den Gleichungen zur Berechnung der Strahlenexposition durch Bodenstrahlung,Aufenthalt auf Ufersediment, Aufenthalt auf Überschwemmungsgebieten, Aufenthaltauf Spülfeldern und zur Berücksichtigung von Tochternukliden sind die Dosisbeiträgedes Gamma-Energieemissionsspektrums oberhalb und unterhalb der Energie0,2 MeV getrennt zu ermitteln. Zur Berücksichtigung der Körpergeometrie derReferenzpersonen verschiedener Altersgruppen ist

T,r,bg zu ersetzen durch )c)f1(cf(g 2b,Geor1b,GeorT,r,b ⋅−+⋅⋅ und

T,k,bg zu ersetzen durch )c)f1(cf(g 2b,Geor1b,GeorT,k,b ⋅−+⋅⋅ .


gb r T, , : Dosisleistungskoeffizient für das Organ oder Gewebe T durch Bodenstrah-

lung des Radionuklids r in Sv � m2 � Bq-1 � s-1

gb,k,T: Dosisleistungskoeffizient für das Organ oder Gewebe T durch Bodenstrah-lung des Radionuklids k ohne Tochternuklide in Sv � m2 � Bq-1 � s-1

cGeo,b1: Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der Körpergeometrie der Referenz-personen bei Bodenstrahlung für die Energiegruppe 1 bei Gamma-Energienvon 1 MeV


24

cGeo,b2: Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der Körpergeometrie der Referenz-personen bei Bodenstrahlung für die Energiegruppe 2 bei Gamma-Energienvon 0,1 MeV

6 Transferfaktoren Boden/Pflanze, Boden/Weidepflanze, in Milch und inFleisch

Die Tabelle 1 in Anhang 6 der AVV wurde mit den Werten für Magnesium ergänzt[25, 26].Die Transferfaktoren für Pb, Po, Ra, Ac, Th und U wurden an die aktuellen Werteder Berechnungsgrundlagen zur Ermittlung der Strahlenexposition infolgebergbaubedingter Umweltradioaktivität (Berechnungsgrundlagen Bergbau) [27]angepasst.

Tabelle 5: Transferfaktoren zur Berechnung des Radionuklidtransportes.

Element TrWd Tr

Pf TrMi Tr

Fl

in in in in

TMkg/BqFMkg/Bq

TMkg/BqFMkg/Bq

( – ) ( – ) (d/kg Milch) (d/kg Fleisch)

Mg 6 · 10-1 6 · 10-1 4 · 10-3 2 · 10-2

Pb 1 · 10-2 7 · 10-3 3 · 10-4 4 · 10-4

Po 1 · 10-2 5 · 10-3 3 · 10-4 5 · 10-3

Ra 1 · 10-2 5 · 10-3 3 · 10-3 9 · 10-4

Ac 3 · 10-3 3 · 10-3 2 · 10-5 3 · 10-3

Th 2 · 10-3 5 · 10-4 5 · 10-6 2 · 10-4

U 3 · 10-3 3 · 10-3 5 · 10-4 4 · 10-4

7 Gebäudeeinfluss bei der Ausbreitung radioaktiver Stoffe in derAtmosphäre

Gemäß dem Wunsch des Radioökologieausschusses der SSK wurde dieFormulierung zur Berücksichtigung des Gebäudeeinflusses bei der Ausbreitungradioaktiver Stoffe in der Atmosphäre an die Genehmigungspraxis angepasst. DerGebäudeeinfluss ist demnach zu berücksichtigen, falls H H IG G< +( ) und die Quellesich auf dem Dach des Gebäudes, irgendwo im Abstand von IG/4 vom Gebäudeentfernt oder weniger als 3 IG direkt in oder entgegen der Ausbreitungsrichtung vomGebäude entfernt befindet. Hierbei bezeichnet H die effektive Emissionshöhe, HG dieGebäudehöhe und IG den kleineren Wert von Gebäudebreite und Gebäudehöhe.


25

8 Literatur

[1] Allgemeine Verwaltungsvorschrift zu § 45 Strahlenschutzverordnung:Ermittlung der Strahlenexposition durch die Ableitung radioaktiver Stoffe auskerntechnischen Anlagen oder Einrichtungen vom 21. Februar 1990.Bundesanzeiger Nr. 64a, 1990

[2] Verordnung für die Umsetzung von EURATOM-Richtlinien zumStrahlenschutz vom 20. Juli 2001. BGBl. I S. 1714

[3] Richtlinie 96/29/Euratom des Rates vom 13. Mai 1996 zur Festlegung dergrundlegenden Sicherheitsnormen für den Schutz der Gesundheit derArbeitskräfte und der Bevölkerung gegen die Gefahren durch ionisierendeStrahlungen. ABl. Nr. L 159 vom 29. Juni 1996, S. 1

[4] Modelle, Annahmen und Daten mit Erläuterungen zur Berechnung derStrahlenexposition bei der Ableitung radioaktiver Stoffe mit Luft oder Wasserzum Nachweis der Einhaltung der Dosisgrenzwerte nach § 45 StrlSchV.Veröffentlichungen der Strahlenschutzkommission, Band 17, Gustav FischerVerlag, Stuttgart, Jena, New York, 1992

[5] Ermittlung der Vorbelastung – Fortschreibung der Allgemeinen Verwaltungs-vorschrift zu § 47 der Strahlenschutzverordnung. Empfehlung der Strahlen-schutzkommission, verabschiedet in der 178. Sitzung der Strahlenschutz-kommission am 12. April. 2002

[6] Erfassung der über Ausscheidungen in die Umwelt abgegebenen radioaktivenStoffe nach ihrer Anwendung in der Nuklearmedizin. Empfehlung derStrahlenschutzkommission, verabschiedet in der 179. Sitzung der Strahlen-schutzkommission am 05. Juli 2002

[7] W. Eschner, B. Breustedt, M. Lassmann, H. Hänscheid. Erfassung der überAusscheidungen in die Umwelt abgegebenen radioaktiven Stoffe nach ihrerAnwendung in der Nuklearmedizin. Abschlussbericht zum Forschungsvorha-ben StSch 4413. Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin, Klinikum der Univer-sität zu Köln und Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin, UniversitätsklinikumWürzburg, 2004

[8] Ermittlung der Vorbelastung durch Radionuklid-Ausscheidungen vonPatienten der Nuklearmedizin. Empfehlung der Strahlenschutzkommission,verabschiedet in der 197. Sitzung der Strahlenschutzkommission am 16./17.Dezember 2004

[9] International Commission on Radiological Protection. Individual monitoring forinternal exposure of workers (replacement of ICRP Publication 54). ICRPPublication 78. Annals of the ICRP, Vol. 27, No. 3-4, 1999

[10] International Commission on Radiological Protection. Age-dependent dosesto members of the public from intake of radionuclides: Part 5, Compilation ofingestion and inhalation dose coefficients. ICRP Publication 72. Annals of theICRP, Vol. 26, No. 1, 1996

[11] International Commission on Radiological Protection. Age-dependent dosesto members of the public from intake of radionuclides: Part 4, Inhalation dosecoefficients. ICRP Publication 71. Annals of the ICRP, Vol. 25, No. 3-4, 1996

[12] Verzehrsmengen von Lebensmittelgruppen und Wasseraufnahme vonKindern und Jugendlichen der DONALD-Studie. Forschungsinstitut für Kinder-ernährung Dortmund, unveröffentlichte Datenauswertung der DONALD-Studie, Stand 1998/1999


26

[13] T. Adolf, R. Schneider, W. Eberhardt, S. Hartmann, A. Herwig, H. Heseker,K. Hünchen, W. Kübler, B. Matiaske, K.J. Moch und J. Rosenbauer. Ergeb-nisse der Nationalen Verzehrsstudie (1985-1988) über die Lebensmittel- undNährstoffaufnahme in der Bundesrepublik Deutschland. VERA-SchriftenreiheBand XI, Wissenschaftlicher Fachverlag Dr. Fleck, Niederkleen, 1994

[14] Deutsche Gesellschaft für Ernährung (Hrsg.). Ernährungsbericht 1992. Frank-furt a.M., 1992

[15] Deutsche Gesellschaft für Ernährung (Hrsg.). Ernährungsbericht 1996. Frank-furt a.M., 1996

[16] Umwelt-Survey 1990/92, Band V: Trinkwasser. WaBoLu-Hefte 5/97[17] A. Hilbig. Statistische Kennzahlen für den Verzehr von Muttermilch und

Säuglingsmilch (Auswertung der DONALD-Studie). Forschungsinstitut fürKinderernährung Dortmund, Juni 2003, unveröffentlichte Sonderauswertung

[18] A. Hilbig und M. Kersting. Statistische Analysen extremer Verzehrsgewohn-heiten von Säuglingen und Kleinkindern (Auswertung der DONALD-Studie).Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben StSch 4364, Forschungsinstitut fürKinderernährung Dortmund, 2002

[19] Dosiskoeffizienten zur Berechnung der Strahlenexposition, Band 1 und 2.Beilage 160a und b zum Bundesanzeiger vom 28. August 2001

[20] Zusammenstellung der Dosisfaktoren – Teil I, Äußere Exposition –Erwachsene und Kleinkinder (1 Jahr). BAnz. Nr. 185a vom 30. September1989, S. 29

[21] International Commission on Radiological Protection. Recommendations ofthe ICRP. ICRP Publication 26. Annals of the ICRP, Vol. 1, No. 3, 1977

[22] International Commission on Radiological Protection. 1990 recommendationsof the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication60. Annals of the ICRP, Vol. 21, No. 1-3, 1991

[23] K. Saito, N. Petoussi, M. Zankl, R. Veit, P. Jacob und G. Drexler. Organdoses as a function of body weight for environmental gamma rays. J. Nucl.Sci. Techn. 28 (1991) 627

[24] International Commission on Radiological Protection. Age-dependent dosesto members of the public from intake of radionuclides, Part 1. ICRPPublication 56. Annals of the ICRP, Vol. 20, No. 2, 1990

[25] A. Fink. Pflanzenernährung in Stichworten. Verlag Ferdinand Hirt, Kiel, 1969[26] Handbook of Parameter Values for the Prediction of Radionuclide Transfer in

Temperate Environments. Technical Reports Series No. 364, IAEA, Wien,1994

[27] Berechnungsgrundlagen zur Ermittlung der Strahlenexposition infolgebergbaubedingter Umweltradioaktivität (Berechnungsgrundlagen Bergbau).Bundesamt für Strahlenschutz, Stand 30.07.1999

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Fachliche Begründung der Änderungen in der AVV zu § 47 ... · Das Produkt aus dem Transferfaktor und der täglichen Verzehrsmenge von Muttermilch beschreibt den Bruchteil des inkorporierten