Neue Dosismessgrößen
und neue Dosisgrenzwerte
im Strahlenschutz (RöV)
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
• Dosisgrößen: bisher - neu
• Grenzwerte: bisher - neu
• praktische Auswirkungen
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Dosis: Maß für die von einer Masse absorbierte Strahlungsmenge
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Dosissysteme Messpraxis Theorie / Administration
Überwachung
von Strahlen-
schutzbereichen
Beschreibung
des
Strahlenrisikos
Definition von
Grenzwerte
Personen-
über-
wachung
Körperdosisgrößen
(Schutzgrößen)
Dosismessgrößen
(operative Größen)
• Ionendosis
• Energiedosis
• Äquivalentdosis
• Organdosis
• lokale Hautdosis
• effektive Dosis
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Dosismessgröße
Schätzwert für Körperdosis
genügend groß gut angepasst
Dosismessgröße Körperdosis
Aus physikalischer Primärgröße
eindeutig ableitbare Punktgröße
Dosismessgröße = f (Primärgröße, r)
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Historische Dosismess-
größen für Röntgenstrahlen
Röntgenstrahlendosis (1928) [Röntgen - R]
1 R = 1 Elektrostatische Einheit / 1 cm³ Luft (18°C, 760 Torr)
Ionendosis J [C/kg]
1 C/kg = 1 C Ionen eines Vorzeichens / 1 kg trockene Luft
Umrechnung: 1R = 2,58. 10-4 C/kg
Standard-Ionendosis (2001 - DIN 6814-3) JS[C/kg]
Ionendosis an einem Punkt in beliebigem Material, die von der dort vorhandenen Photonenfluenzverteilung bei Sekundärelektronengleichgewicht in Luft erzeugt würde
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Energiedosis (1950-er Jahre) Da/w/t[Gray - Gy]
1 Gy = 1 J / 1 kg Luft/Wasser/Gewebe
Äquivalentdosis (1960-er Jahre) H [Sievert - Sv]
H = q . D q ... Bewertungsfaktor
q = Q . N = f(Strahlungsarten, Strahlungsbedingungen)
1 Sv 1 Gy für Röntgenstrahlung: QRöntgen = 1 Sv/Gy
Photonen-Äquivalentdosis (1980) HX[Sievert - SV]
HX = 0,01 Sv/R . JS = 38,76 Sv.kg/C . JS (Energie 3 MeV)
Historische Dosismess-
größen für Röntgenstrahlen
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Frei-Luft-Dosisgrößen
Parallelplatten-
Ionisationskammer zur
Messung der Standard-
Ionendosis (schematisch)
Messvolumen so
angeordnet, dass
Sekundärelektronen-
gleichgewicht gewährleistet
wird
nach R. Schmidt, UEK
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Körperdosisgrößen
für Röntgenstrahlen
BISHER NEU
Teilkörperdosis HT
Mittelwert der
Äquivalentdosis über das
Volumen VT eines Körper-
abschnitts oder Organs
HT = 1/VT. q.D(V) dV
T
Organdosis HT
Produkt aus mittlerer
Energiedosis in einem Organ,
Gewebe oder Körperteil und
dem Strahlungs-
Wichtungsfaktor wR
HT = wR. DT,R
wRRöntgen = 1 Sv/Gy
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
BISHER NEU
Effektive Dosis HE
Summe über gewichtete,
mittlere Äquivalentdosen in
einzelnen Organen und
Geweben
HE = wT. HT
Effektive Dosis E
Summe über mit wT
multiplizierte Organdosen
E = wT.HT = wT
.wR.DT,R
Körperdosisgrößen
für Röntgenstrahlen
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Gewebe-Dosisgrößen
Schematischer Strahlenverlauf
im Computertomographen
nach einer Idee von Nuclear
Associates
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Frei-Luft-Dosis
Wechsel-
wirkungen der
Strahlung mit
der Umgebung
vernachläs-
sigbar
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Gewebe-Dosis
Wechsel-
wirkungen der
Strahlung mit
der Umgebung
nicht vernach-
lässigbar:
• Absorption
• Streuung
(auch Rück-
streuung)
• Aufhärtung
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Einteilung der Dosisgrößen
nach den Aufgaben
im Strahlenschutz
Ortsdosis:
Äquivalentdosis, gemessen an einem bestimmten Ort
Personendosis:
Äquivalentdosis, gemessen an der für die
Strahlenexposition repräsentativen Stelle der
Körperoberfläche
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Dosismessgrößen für
Röntgenstrahlen
Ortsdosis Personendosis
BISHER
NEU durchdringende
Strahlung
Strahlung geringer
Eindringtiefe
Photonen-Äquivalentdosis HX
Umgebungs-
Äquivalentdosis
H*(10)
Tiefen-
Personendosis
HP(10)
Richtungs-
Äquivalentdosis
H‘(0,07,)
Oberflächen-
Personendosis
HP(0,07)
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Ortsdosismessgrößen
für Röntgenstrahlen
Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10)
• aufgeweitetes, ausgerichtetes Strahlenfeld
• ICRU-Kugel: D = 30 cm, = 1g/cm3
• 10 mm Tiefe auf Radius entgegen Einstrahlrichtung
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Ortsdosismessgrößen
für Röntgenstrahlen
Richtungs-Äquivalentdosis H‘(0,07;)
• aufgeweitetes Strahlenfeld
• ICRU-Kugel
• 0,07 mm Tiefe auf Radius der Richtung
• H‘(0,07) = Maximum von H‘(0,07,)
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Personendosismess-
größen für Röntgen-
strahlen
Tiefen-Personendosis HP(10)
• Äquivalentdosis für ICRU-Gewebe
• 10 mm Tiefe im Körper
• Tragestelle des Personendosimeters
Oberflächen-Personendosis HP(0,07)
• Äquivalentdosis für ICRU-Gewebe
• 0,07 mm Tiefe im Körper (Keimschicht der Haut)
• Tragestelle des Personendosimeters
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Vergleich alter und
neuer Dosismessgrößen
Für die Praxis vereinbarte Konversionsfaktoren:
(Literatur: FS-01-117, DGZfP News, NAR-Empfehlung)
Strahlungsfeld H*(10) / HX H‘(0,07) / HX
RöntgenstrahlungU > 400 kV 1,0 1,0
Röntgenstrahlung50 kV < U < 400 kV
* 1,3 1,3
RöntgenstrahlungU < 50 kV 1,0 1,0
* Wenn der überwiegende Dosisbeitrag von Photonen außerhalb eines Ener-giebereichs von 40 keV ... 200 keV herrührt, können die Umrechnungsfaktorenvon HX in H*(10) und H‘(0,07) gleich 1,0 gewählt werden.
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Grenzwerte für
Röntgenstrahlung
Dosisgrenzwerte
Strahlenexponierte A
Bevölkerung
Bisherige RöV
[mSv/a]
Neue RöV
[mSv/a]
Effektive Dosis 50; 1,5 (5) 20 (50); 1100 mSv/5a
Augenlinse 150; 15 150; 15
Haut 300; 30 500; 50
distale Extremitäten 500; 50 500
Gonaden, Uterus, Knochenmark 50; 5 50
Uterus bei gebärfähigen Frauen 5; 5 mSv/m 2 mSv/m
Schilddrüse, Knochenoberfläche 300; 30 300
andere Organe 150; 15 150
ungeborenes Kind 1 mSv
Kontrollbereich >15 >6 (>45, >150)
Überwachungsbereich >5 >1 (>15, >50)
Kontrollbereich: HEalt/Eneu = 2,5 Überwachungsbereich: HE
alt/Eneu = 5
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Praktische Auswirkungen
auf Strahlenschutzbereiche
H0 = (K . I . t) / r² H0 ... Dosis ohne Abschirmung, K ... Dosisleistungskonstante, t ... Strahlzeit, r ... Abstand, I ... Röhrenstrom
mit: H0 = F . H F ... Schwächungsgrad
folgt: F . H = (K . I . t) / r²
und daraus: F = (K . I . t) / (H . r²)
und mit: I . t = W . U . T W ... Betriebsbelastung, U ... Richtungsfaktor (Nutzstrahlbündel)
T ... Aufenthaltsfaktor
Bauliche Veränderungen (Zusatzabschirmung) nötig?
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Praktische Auswirkungen
auf Strahlenschutzbereiche
Bauliche Veränderungen (Zusatzabschirmung) nötig?
folgt für den Schwächungsgrad:
F = K . W . U . T / H . r²
H*(10)Messung > Grenzwert ?
Aufenthaltsfaktor T verkleinerbar ?
Richtungsfaktor U (Therapie) verkleinerbar ?
Betriebsbelastung W verkleinerbar ?
Abstand r vergrößerbar ?
Zusatz-
abschirmung
JA!
NEIN!
NEIN!
NEIN!
NEIN!
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Praktische Auswirkungen
auf Dosimeter
Personendosimeter
• müssen HP(10) bzw. H
P(0,07) in weitem Winkel-
und Energiebereich richtig anzeigen
• werden auf Phantomen (bisher frei in Luft) kalibriert
• können nicht für Ortsdosismessungen
eingesetzt werden (Rückstreukörper und
Richtungsunabhängigkeit fehlen)
• bedürfen gegenüber den bisherigen Geräten nur
marginaler konstruktiver Änderungen - Problem
der amtlichen Dosismessstellen
• können mit Übergangsvorschriften bis 2011 wie
bisher weiter betrieben werden
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Praktische Auswirkungen
auf Dosimeter
Ortsdosimeter
• müssen H*(10) aus allen Richtungen richtig anzeigen
• werden wie bisher frei in Luft kalibriert
• können nicht für Personendosismessungen eingesetzt
werden (Energieabhängigkeit, Rückstreukörper)
• bedürfen gegenüber den bisherigen Geräten deutlicher
konstruktiver Änderungen - Problem der
Messgerätehersteller
• können mit Übergangsvorschriften bis 2011 wie bisher
weiter betrieben werden, allerdings Umrechnung auf
neue
Messgrößen zum Nachweis der Grenzwerteinhaltung
entsprechend der Tabelle
Landesamt für Arbeitsschutz, Dezernat 21, Dr. Bärenwald
Praktische Auswirkungen
Prognose insgesamt
Auszug aus einem Vortrag von Prof. Dr. Ewen, NRW, anlässlich einer
Weiterbildungsveranstaltung zur RöV-Novelle am 16.11.2001 in Hannover
• Vergrößerung der Ausdehnung der Strahlenschutzbereiche, z. B.
Kontrollbereiche bei ortsveränderlicher Schweißnahtprüfung ca. 60%
• Verstärkung der Abschirmung an den Grenzen der Strahlenschutz-
bereiche (Kontrollbereich, Überwachungsbereich) ca. 25%
• Erhöhung der Anzahl der sich aus beruflichen Gründen in Strahlen-
schutzbereichen aufhaltenden Personen ca. 10%
• Erhöhung der Anzahl der beruflich strahlenexponierten Personen der
Kategorien A und B ca. 10 - 100%
• Potentielle Erhöhung von Grenzwertüberschreitungen von beruflich strahlenexponierten Personen < 2%