Sexl Physik 8, Schulbuch

| 90 1.3 Strahlenschutz Wie wir bereits wissen, wirkt die von einem radioaktiven Stoff ausgehende Strah- lung ionisierend. Trifft ionisierende Strahlung auf lebende Materie, so werden Mo- leküle gespalten. Die entstandenen Radikale zeigen ein aggressives chemisches Verhalten. Um die Wirkung der Strahlung auf den Menschen quantifizieren zu können, benötigt man entsprechende Maßeinheiten. a) Größen und Einheiten im Strahlenschutz Die Wirkung ionisierender Strahlung auf den lebenden Organismus wird mit soge- nannten Dosisgrößen angegeben: − Die Ionendosis gibt an, wie viele Ionen gleichen Vorzeichens in 1 kg bestrahlter Materie entstehen. Sie wird in Coulomb pro Kilogramm ( C/kg ) angegeben. − Die Energiedosis gibt die pro kg Masse absorbierte Strahlungsenergie an. Die entsprechende Maßeinheit ist J/kg ; sie wird als Gray ( Gy ) bezeichnet. − Für die schädigende Wirkung auf den Organismus ist neben der Energiedosis auch die Strahlenart von entscheidender Bedeutung. Um die biologische Wir- kung der verschiedenen Strahlenarten vergleichen zu können, wurde der Quali- tätsfaktor Q eingeführt: Das Produkt aus Qualitätsfaktor Q und Energiedosis D wird als Äquivalentdosis H bezeichnet. Die Maßeinheit für die Äquivalentdosis ist das Sievert ( Sv ). − Die Effektivdosis berücksichtigt neben der Art der Strahlung auch die Empfind- lichkeit der menschlichen Gewebe und Organe bei Strahlenexposition. Die ent- sprechenden Faktoren werden aus epidemiologischen Untersuchungen abgeleitet und gewichtet. Dosiseinheiten Die Energiedosis gibt die von Gewebe pro kg absorbierte Energie an. Ihre Einheit ist 1 Gray (Gy): 1 Gy = 1 J/kg. Die Äquivalentdosis berücksichtigt die unterschiedliche Wirkung der einzelnen Strahlenarten. Ihre Einheit ist das Sievert (Sv). Die Effektivdosis ist ein Maß für die biologische Wirkung der Strahlung auf den Menschen. Zur Langzeitdosismessung werden z. B. Thermoluminiszenz-Dosimeter verwen- det. Sie nützen die Eigenschaft mancher Kristalle, die bei Bestrahlung aufge- nommene Energie zu speichern. Erwärmt man die Kristalle, dann geben sie diese Energie in Form von sichtbarem Licht ab. Die ausgestrahlte Lichtmenge ist zur auf- genommenen Dosis proportional. b) Natürliche und künstliche Strahlenbelastung Der menschliche Organismus ist ständig ionisierender Strahlung ausgesetzt. Die Bestrahlung des Organismus erfolgt zum Teil von außen ( externe Strahlenbela- stung , z. B. bei Röntgenuntersuchungen), zum Teil durch Aufnahme radioaktiver Stoffe in den Körper entweder durch Atmung ( Inhalation ) oder durch Nahrung ( Ingestion ), 91.2 . In Österreich wird die effektive Strahlenbelastung mit etwa 4,3 mSv/a angegeben. Sie stammt etwa zu gleichen Teilen aus der natürlichen und der zivilisationsbe- dingten Strahlung. Natürliche Strahlenbelastung Die von außen auf unseren Körper wirkende Strahlung stammt aus dem Weltraum sowie aus radioaktiven Stoffen in unserer Umgebung, sei es vom Boden oder von Baustoffen, aus denen unsere Häuser gebaut sind. Die Strahlenbelastung durch kosmische Strahlung kann bei Flügen über einen der Pole im Falle gleichzeitiger hoher Sonnenaktivität bis zu 10 mSv/Flug betragen. Die Gesteinsstrahlung hängt davon ab, wie viel an Elementen der natürlichen Zerfallsreihen im Gestein vorhan- den ist. Auch über Nahrung und Atmung gelangen radioaktive Stoffe in unseren Körper, insbesondere Kalium-40 und das gasförmige Radon. Radon stammt aus Größe Einheit Radioaktivität 1 Becquerel (Bq) = 1/s Ionendosis 1 C/kg Energiedosis 1 Gray (Gy) Äquivalentdosis 1 Sievert (Sv) 90.1 Einheiten im Strahlenschutz In vielen Ta- bellen werden neben den aktuellen Einheiten noch die alten Einheiten Curie (Ci) und rem verwendet: 1 Ci = 3,7·10 10 Bq 1 rem = 0,01 Sv Äquivalentdosis H = Q · D β -, γ -Strahlung Q = 1 Neutronen Q = 10 α -Strahlung Q = 20 90.2 Die Wirkung ionisierender Strahlung auf biologsches Gewebe hängt von der Strahlungs- art ab und wird durch den Qualitätsfaktor Q angegeben. Z. B. bewirkt α -Strahlung von 1 mGy eine Äquivalentdosis von 20 mSv. Äquivalentdosis in mSv/Jahr 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 0,025 0,035 1,1 extern 0,3 Ingestion 0,3 Ingestion 1,0 Inhalation 1,2 Inhalation 2,4 3,2 1,7 extern Reaktor- unfall Tschernobyl ein Trans- atlantik- flug Raum Wien nördl. Ober- österreich natürliche Strahlung 90.3 Gesamtdosis 1992 durch Tschernobyl in Österreich im Vergleich mit anderen Strah- lenbelastungen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv