Grundzüge des praktischen Strahlenschutzes

von: Hans-Gerrit Vogt, Heinrich Schultz

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2011

ISBN: 9783446428935 , 606 Seiten

6. Auflage

Format: PDF, OL

Kopierschutz: DRM

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Preis: 47,99 EUR

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Mehr zum Inhalt

Grundzüge des praktischen Strahlenschutzes


 

1 Einleitung

14

2 Aufbau der Materie

16

3 Strahlungsarten

20

3.1 Materiestrahlung

20

3.2 Wellenstrahlung

20

3.3 Eigenschaften der Strahlung

21

4 Strahlungsquellen

24

4.1 Radioaktive Stoffe

24

4.1.1 Aktivität

24

4.1.2 Kernprozesse

24

4.1.3 Halbwertzeit

29

4.1.4 Natürliche und künstliche Radioaktivität

30

4.1.5 Aktivitäten bei Umwandlungsreihen

32

4.1.6 Kenngrößen radioaktiver Stoffe

35

4.1.7 Radioaktive Quellen

37

4.2 Strahlungsgeneratoren

38

4.2.1 Röntgenröhre

38

4.2.2 Teilchenbeschleuniger

40

4.2.2.1 Gleichspannungsfeld-Beschleuniger

41

4.2.2.2 Wechselspannungsfeld-Linearbeschleuniger

42

4.2.2.3 Ringbeschleuniger mit konstantem Magnetfeld

44

4.2.2.4 Ringbeschleuniger mit veränderlichem Magnetfeld

46

4.2.2.5 Strahlungsfelder an Beschleunigern

47

4.2.3 Kernreaktor

49

4.2.4 Störstrahler

50

5 Ausbreitung von Strahlung in Materie

54

5.1 Strahlungsfelder und Wechselwirkungen

54

5.2 Direkt ionisierende Strahlung

57

5.2.1 Alphastrahlung

59

5.2.2 Beta- und Elektronenstrahlung

60

5.3 Indirekt ionisierende Strahlung

60

5.3.1 Photonenstrahlung

60

5.3.2 Neutronenstrahlung

62

5.4 Kernreaktionen

63

5.5 Kernspaltungskettenreaktionen

65

5.6 Teilchenkaskaden

68

5.7 Änderung von Materialeigenschaften

69

6 Strahlungswirkungsgrößen

72

6.1 Dosis

72

6.1.1 Energiedosis

72

6.1.2 Ionendosis

72

6.1.3 Kerma

73

6.2 Dosisbegriffe im Strahlenschutz

75

6.2.1 Operative Größen

75

6.2.1.1 Äquivalentdosis

75

6.2.1.2 Ortsdosis

77

6.2.1.3 Personendosis

81

6.2.1.4 Bisher gebräuchliche Messgrößen

82

6.2.2 Schutzgrößen

83

6.2.2.1 Organdosis

83

6.2.2.2 Effektive Dosis

85

6.3 Dosisleistung

87

6.4 Potenzielle Alphaenergie-Exposition

88

7 Biologische Wirkung ionisierender Strahlung

92

7.1 Grundlagen

92

7.2 Deterministische Strahlenschäden

95

7.3 Stochastische somatische Strahlenschäden

98

7.4 Genetische Strahlenschäden

102

7.5 Natürliche und zivilisatorische Strahlungsquellen

104

7.6 Arbeiten in natürlichen Strahlungsfeldern

113

8 Strahlungsmessung

120

8.1 Messaufgaben

120

8.2 Strahlungsdetektoren

120

8.2.1 Ionisationskammer

120

8.2.2 Proportionalzählrohr

122

8.2.3 Auslösezählrohr

125

8.2.4 Szintillator

128

8.2.5 Photoemulsion

133

8.2.6 Lumineszenzdetektor

133

8.2.7 Halbleiterdetektor

134

8.2.8 Festkörper-Kernspurdetektor

142

8.2.9 Sonstige Detektoren

143

8.3 Strahlenschutzmessgeräte

144

8.3.1 Einsatzweise von Messgeräten

144

8.3.2 Personendosismessgeräte

145

8.3.2.1 Photonenstrahlung

145

8.3.2.2 Neutronenstrahlung

153

8.3.2.3 Beta- und Photonenstrahlung

156

8.3.2.4 Alphastrahlung

159

8.3.2.5 Anwendungshinweise

161

8.3.3 Ortsdosis- und Ortsdosisleistungsmessgeräte

161

8.3.3.1 Photonenstrahlung

162

8.3.3.2 Neutronenstrahlung

169

8.3.3.3 Beta- und Photonenstrahlung

172

8.3.3.4 Anwendungshinweise

173

8.3.4 Oberflächenkontaminations-Messgeräte

175

8.3.4.1 Mobile Geräte

175

8.3.4.2 Stationäre Geräte

180

8.3.4.3 Anwendungshinweise

181

8.3.5 Aktivitätsmessgeräte

182

8.3.5.1 Messung an Festsubstanzproben

182

8.3.5.2 Messung an Flüssigkeiten

185

8.3.5.3 Messung an Luft

187

8.3.5.4 Messung inkorporierter radioaktiver Stoffe

190

8.3.5.5 Anwendungshinweise

193

8.3.6 Messsysteme der Spektrometrie

195

8.3.6.1 Aufbau von Impulshöhenanalysatoren

195

8.3.6.2 Messungen mit Vielkanalanalysatoren

200

8.3.6.3 Messungen mit Bonnerkugeln

207

8.4 Berechnung von Aktivitäten aus Impulsraten

210

8.5 Statistische Messunsicherheit bei Impulszählungen

215

8.5.1 Messungen bei Vernachlässigung des Nulleffekts

215

8.5.2 Messungen bei Berücksichtigung des Nulleffekts

219

8.6 Erkennungsgrenze und Nachweisgrenze

220

9 Schutzmaßnahmen gegen Strahlungsfelder

224

9.1 Grundregeln für den Schutz gegen Strahlungsfelder

224

9.2 Begrenzung der Quellstärke

225

9.3 Beschränkung der Aufenthaltsdauer

225

9.4 Einhalten großer Abstände zur Quelle

225

9.4.1 Alphastrahlung

229

9.4.2 Beta- und Elektronenstrahlung

229

9.4.3 Gammastrahlung und monoenergetische Photonenstrahlung

230

9.4.4 Röntgen- und Bremsstrahlung

232

9.4.5 Neutronenstrahlung

233

9.5 Abschirmung von Strahlungsfeldern

235

9.5.1 Alphastrahlung und schnell bewegte Atomkerne

236

9.5.2 Beta- und Elektronenstrahlung

236

9.5.3 Gammastrahlung und monoenergetische Photonenstrahlung

237

9.5.4 Röntgen- und Bremsstrahlung

242

9.5.5 Neutronenstrahlung

243

9.6 Schutz gegen Oberflächenstreustrahlung

245

9.6.1 Photonenstrahlung

246

9.6.2 Neutronenstrahlung

247

10 Schutzmaßnahmen gegenKontaminationen

250

10.1 Gefährdung durch Kontaminationen

250

10.2 Grundregeln für den Schutz gegen Kontaminationen

256

10.2.1 Kontamination der Luft

256

10.2.2 Kontamination des Wassers

257

10.2.3 Kontamination von Oberflächen

258

10.2.4 Kontamination von Nahrungsmitteln

259

10.3 Abschätzung der Folgedosis

259

10.3.1 Inhalation

260

10.3.2 Ingestion

261

10.3.3 Permeation

261

10.4 Abschätzung der zugeführten Aktivität

262

10.4.1 Messung von Aktivitätskonzentration und spezifischer Aktivität

263

10.4.2 Ganzkörper- und Teilkörpermessung

263

10.4.3 Ausscheidungsmessung

264

10.5 Strahlenexposition bei kontaminierter Umgebung

266

10.5.1 Submersion und Immersion

266

10.5.2 Bodenkontamination

266

10.6 Strahlenexposition nach Aktivitätsfreisetzungin die Umgebung

267

10.6.1 Kurzzeitige Ausbreitung in der Atmosphäre

268

10.6.1.1 Aktivitätsverteilung in der Luft

268

10.6.1.2 Wirkungen von Aktivitätskonzentrationen

270

10.6.2 Langzeitige Ausbreitung in der Atmosphäre

273

10.6.3 Ausbreitung über die Nahrungskette

273

10.6.4 Ausbreitung durch Verschleppen bei Ortsveränderungen

274

11 Rechtsvorschriften im Strahlenschutz

276

11.1 Grundlagen

276

11.2 Rechtsvorschriften in Deutschland

278

11.3 Anwendungsbereich von StrahlenschutzundRöntgenverordnung

279

11.3.1 Strahlenschutzverordnung

279

11.3.2 Röntgenverordnung

282

11.4 Personengruppen

283

11.5 Grenzwerte beruflicher Strahlenexposition

285

11.5.1 Tätigkeiten

285

11.5.2 Arbeiten

287

11.6 Strahlenschutzbereiche

287

11.7 Personenüberwachung

292

11.8 Schutz der Bevölkerung

292

11.9 Organisatorische Schutzmaßnahmen

295

11.10 Beförderung radioaktiver Stoffe

296

11.11 Eichung von Strahlenschutzmessgeräten

301

12 Strahlenschutz in speziellenTätigkeitsbereichen

304

12.1 Umgang mit umschlossenen radioaktiven Stoffen

305

12.1.1 Allgemeine Gesichtspunkte

305

12.1.2 Mess- und Regeltechnik

309

12.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung

312

12.2 Strahlungsgeneratoren

317

12.2.1 Röntgeneinrichtungen

317

12.2.1.1 Allgemeine Gesichtspunkte

317

12.2.1.2 Mess- und Regeltechnik

318

12.2.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung

323

12.2.1.4 Prüfung, Erprobung, Wartung und Instandsetzung

327

12.2.2 Teilchenbeschleuniger

328

12.2.3 Störstrahler

335

12.3 Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen

337

12.3.1 Allgemeine Gesichtspunkte

337

12.3.2 Arbeitsplanung und Handlungsweisen

341

12.3.3 Verhaltens- und Arbeitsregeln

344

12.3.4 Überwachungsmessungen

348

12.3.5 Abfallbehandlung

354

12.4 Kerntechnische Anlagen

355

12.5 Beförderung radioaktiver Stoffe

359

12.6 Maßnahmen bei Stör- und Unfällen sowieaußergewöhnlichen Ereignisabläufen

361

13 Pflichten nach Strahlenschutz- undRöntgenverordnung

364

Anhang

380

14 Anwendungsbeispiele

382

15 Tabellen und Diagramme

422

16 Fachverzeichnisse

534

16.1 Bezugsquellen für Literatur, Formblätter und Dienstleistungen

534

16.2 Online-Nukleardaten/Programm-Service

543

16.3 Computer-Programme

545

16.4 Literaturverzeichnis

548

Sachwortverzeichnis

590