Strahlenschutz und Strahlentechnik

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Autor: Nina Hubner

Strahelnschutz und Strahlenschäden

1. Unterschiedliche Dosisbegriffe

• evtl. Zellschädigung durch Anregen o. Ionisieren v. Molekülen

• Energie durch Strahlung (= Anzahl d. Angeregten Moleküle) ~ Schädigungsrisiko

1.1 Energiedosis D

W • D= W = absorbierte Energie; m = Masse der durchstrahlten Materie m J ] = [Gy] („Gray“) • D in [ 1 rd = 10 ^-2 Gy früher 1 rd = 1 „Rad“; kg

1.2 Äquivalentdosis

• Grund: unterschiedl. biolog. Strahlenwirkung bei: verschiedenen Strahlenarten

• H = Q • D

• Q wurde von internat. Strahlenschutzkommision gemäß unterschiedl. biolog.

Wirsamkeit d. Strahlung festgelegt J ]; • Q in [ Äquivalentsdosis in [Sv] = Sievert; früher: 1 rem = Q • 1 rd kg

• Festlegung: gleiche Äquivalentsdosen H = gleiche biolog. Wirkung

(unabhängig v. Strahlung) • Q = 1 für β - und χ -Strahlung
Q = 20 für α

-Strahlung 2. Die Atombombe

• Kernspaltung: Neutronen entstehen: à können Kettenreaktion auslösen

• volle Ausnützung: alle freigesetzten Neutronen müssen wieder auf spaltbare

Atomkerne treffen

• kritische Masse: minimale Anzahl d. spaltbaren Kerne bei Kernexplosion • Anregung durch Explosion eines chem. Sprengstoffs (TNT) à funktionsfähige, kritische Masse à Atombombe • U 235 = 50 kg; Pu 239 = 30 kg; + Kugeln mit Durchmesser < 20 cm • Spaltung v. 1 kg U 235 = E bei Explosion v. 20000 t TNT

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3. Stahlenwirkung, Strahlenschäden

• Folie 1

• Mutationen sind Grundlage f. Evolutionsgeschehen (à in Natur immer wieder) • 1927: Nachweis, dass ionisierende Strahlung Mutationen erzeugt

( ~ 30 Jahre nach Entdeckung der Röntgen-Strahlung) • organ. Strahlung auf Gewebe: erst reagiert Wasser: H 2 O à H ⁺ + OH -

Bildungv. Wasserstoffperoxid aus OH — Ionen:

normal kann Enzym „Katalase“ schnell abbauen; <-> plötzliche, starke Starhlen • Genommutationen: Veränderung d. Chromosomenzahl: à Vervielfachung d. Chromosomensatzes (Polyploidie) à Vervielfachung einzelner Chromosomen

(Trisomie, Polysomie)

• Chromosomenmutationen: Zerbrechen d. Chromosomen + fehlerhafte Verwachsung

à erkennbar unterm Lichtmikroskop

• Gen- o. Punktmutationen: Umstellungen in der Basenfolge eines Tripletts z.B.: GGA = AS Glycin à AGA = Glutaminsäure è Veränderung d. AS-Sequenz à Enzymcharakter d.

Proteins

4. Strahlenschutzmaßnahmen

• Abstand: Intensität d. Strahlung nimmt mit Entfernung ab • Abschirmung: so stark abschirmen, dass sie keine Gefährdung darstellen

• Kontrolle:

• Schutz v. Wasser u. Luft: Wasser /Luft aus kerntechnischen Anlagen à festgesetzte Höchstgrenze à Einhaltung wird kontrolliert • Sicherheitsvorschriften: Planung, Bau, Betrieb kerntechn. Anlagen • Endlagerung:

• Mensch ist immer nat. Strahlung ausgesetzt: heute ~ 1,1 • 10 -3

a

• Höchstgrenze in BRD: 5 • 10 -3

• gefährlich: Cs 137, Ba 140, J 131, Sr 90 (~ Ca à wird in Knochen eingebaut)

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• Folge einer kurzen, starken, aber auch länger andauernden, schwachen

Belastung

• Krebs + Leukämie auch als Spätschäden erst Jahre später

• Mutationen (Veränderung d. DNS) im Erbgut d. Keimzellen erst beim

Nachkommen sichtbar

• Strahlentod bei kurzzeitiger Ganzkörperbestrahlung über 7 Sv