Strahlendosimetrie

Der Begriff ALARP ergibt sich aus der Gesetzgebung des Vereinigten Königreichs, insbesondere aus dem Gesetz über Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz usw. von 1974, das die Bereitstellung und Wartung von Anlagen und Systemen für die Arbeit vorschreibt, soweit dies nach vernünftigem Ermessen praktikabel, sicher und ohne Gesundheitsrisiken ist. Die Formulierung „So weit wie möglich“ in dieser und ähnlichen Klauseln wird so interpretiert, dass Risiken auf ein so niedriges Maß wie möglich reduziert werden müssen. Der Begriff ALARP, der insbesondere in Großbritannien verwendet wird, ist viel weiter gefasst als ALARA, da er in verschiedenen Bereichen der Regulierung und Verwaltung sicherheitskritischer und sicherheitsrelevanter Systeme Anwendung findet.

Der Begriff „so niedrig wie möglich“ (ALARA), der im Optimierungsprinzip verwendet wird, ist ein Synonym für ALARP und wird zur Beschreibung des Risikominderungsprozesses außerhalb des Vereinigten Königreichs verwendet. Der Begriff ALARA oder „so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar“ wird in den Vereinigten Staaten von Amerika fast ausschließlich auf dem Gebiet des Strahlenschutzes synonym verwendet. ALARA und ALARP gelten in Sinn und Zweck als gleichwertig.

Eines der Strahlenschutzprinzipien ist die Optimierung des Schutzes, die Folgendes erfordert:

„Die Dosen sollten alle so niedrig wie möglich gehalten werden . „

Diese Aussage ist als ALARA-Prinzip bekannt . ALARA ist eine Abkürzung für „so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar“. Das ALARA-Prinzip bedeutet, dass wir alle zumutbaren Anstrengungen unternehmen sollten, um die Strahlenexposition in diesem Teil so weit wie möglich unter den Dosisgrenzwerten zu halten, die mit dem Zweck vereinbar sind, für den die genehmigte Tätigkeit durchgeführt wird, und gleichzeitig nicht viel zu verschwenden Geld, Zeit und Mühe, um dies zu tun. Das ALARA-Prinzip ergibt sich aus der Tatsache, dass unendliche Zeit, Mühe und Geld aufgewendet werden könnten, um ein Risiko auf Null zu reduzieren.

Wenn die Strahlungsquelle zu intensiv ist und Zeit oder Entfernung keinen ausreichenden Strahlenschutz bieten, muss die Abschirmung verwendet werden. Der Strahlenschutz besteht in der Regel aus Barrieren aus Blei, Beton oder Wasser. Es gibt viele Materialien, die zur Strahlenabschirmung verwendet werden können, aber es gibt auch viele Situationen im Strahlenschutz. Es hängt stark von der Art der abzuschirmenden Strahlung, ihrer Energie und vielen anderen Parametern ab.

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Im Allgemeinen basiert die Abschirmung von Gammastrahlen auf der Abschwächungstheorie , die das Konzept von Halbwertsschichten verwendet. Die Halbwertsschicht drückt die Dicke des absorbierenden Materials aus, die zur Verringerung der Intensität der einfallenden Strahlung um den Faktor zwei benötigt wird . Infolgedessen ist es nach der Abschwächungstheorie unmöglich, die Strahlung vollständig abzuschirmen , da die Abschwächung exponentiell ist. Fast jedes Mal passiert eine Strahlung, wie klein sie auch sein mag, den Strahlungsschild.

Heute basiert das Schutzsystem auf der LNT-Hypothese , wobei angenommen wird, dass die gesamte Strahlung schlecht ist und dass die schädliche Wirkung (im Wesentlichen das Krebsrisiko) linear mit der Dosis ohne Schwelle zunimmt (Beginn bei Nulldosis). Wir können die Strahlung jedoch nicht vollständig abschirmen, da Strahlungsschilde mit unendlicher Dicke erforderlich wären. Also, was ist die optimale Dicke des Strahlenschutzes? Da keine Nulldosis erreicht werden kann, können wir die Auswirkungen der Strahlung A s L ow A s R easonable A chievable ( ALARA) nur minimieren- Grundsatz). Das ALARA-Prinzip spiegelt sich auch in Dosisgrenzwerten wider. Im Allgemeinen werden diese Grenzwerte festgelegt, um stochastische Effekte auf ein akzeptables Maß zu begrenzen und deterministische Effekte vollständig zu verhindern .

Die Konzentrationen radioaktiver Stoffe in der Luft werden durch die abgeleitete Luftkonzentration (DAC) begrenzt, die vom ALI abgeleitet wird. Der DAC ist die Aktivitätskonzentration in Luft in Einheiten von Bq / m ³ des betrachteten Radionuklids, die bei einer geschlechtsgemittelten Atemfrequenz von 1,1 m ³ / h und einer jährlichen Arbeitszeit zu einer Aufnahme eines ALI (Bq) führen würde von 2000 h (eine jährliche Luftaufnahme von 2200 m ³ ).

Der DAC wurde vom ICRP in Veröffentlichung 60 (ICRP, 1991b, Absatz S30) definiert als:

„Die abgeleitete Luftkonzentration entspricht der jährlichen Aufnahmegrenze ALI (eines Radionuklids) geteilt durch die Luftmenge, die eine Referenzperson in einem Arbeitsjahr eingeatmet hat (dh 2,2 × 10 ³ m ³ ). Die Einheit von DAC ist Bq / m ^3. ”

Spezielle Referenz: ICRP, 2007. Die Empfehlungen 2007 der Internationalen Strahlenschutzkommission. ICRP Publication 103. Ann. ICRP 37 (2-4).

Wenn wir daher den ALI durch 2200 m ³ teilen , erhalten wir den DAC in Bq / m ³ . Beispielsweise beträgt der ALI von Jod-131 1 × 10 ⁶ Bq. Der entsprechende DAC beträgt 1 000 000/2400 = 417 Bq / m ³ .

Der DAC des Radionuklids j ist gegeben durch:

Wenn ein Arbeiter eine Stunde lang Luft mit radioaktivem Material in einer Konzentration von 1 DAC einatmet, wurde der Arbeiter 1 DAC.hr ausgesetzt.

Siehe auch: Luftverschmutzung

Jährliches Aufnahmelimit – ALI

Bei der Beurteilung der zugesagten wirksamen Dosen für die Arbeitnehmer wird die Aufnahme von radioaktivem Material durch das vom ICRP festgelegte jährliche Aufnahmelimit (ALI) kontrolliert und in Aktivitätseinheiten ( Becquerel oder Curies ) ausgedrückt .

Das ALI wurde von der ICRP in Veröffentlichung 60 (ICRP, 1991b, Absatz S30) wie folgt definiert:

„Die Aktivitätsaufnahme (Bq) eines Radionuklids, die zu einer wirksamen Dosis führen würde, die dem jährlichen Grenzwert E entspricht _{; w} unter der Erwartung, dass der Arbeitnehmer nur diesem Radionuklid ausgesetzt ist.“

Der ALI von Radionuklid j ist dann:

wobei e (50) der entsprechende Referenz- gebundene effektive Dosiskoeffizient in (Sv / Bq) ist. Dieser Dosiskoeffizient e (T) wird durch die Radiotoxizität eines Nuklids bestimmt und berücksichtigt Strahlungs- und Gewebegewichtungsfaktoren sowie metabolische und biokinetische Informationen.

Siehe auch: ICRP, 1994. Dosiskoeffizienten für die Aufnahme von Radionukliden durch Arbeiter. ICRP-Veröffentlichung 68. Ann. ICRP 24 (4).

Die Kommission empfahl in Veröffentlichung 60, dass der ALI auf der Dosisgrenze der E- _Grenze basieren sollte: _w = 0,020 Sv in einem Jahr ohne zeitliche Mittelung. Für Mitglieder der öffentlichen E- _{Grenze ist w} = 0,001 Sv der empfohlene Wert.

Nehmen wir als Beispiel eine Aufnahme von radioaktivem Tritium an . Für Tritium beträgt die jährliche Grenzaufnahme (ALI) 1 x 10 ⁹ Bq. Wenn Sie 1 x 10 ⁹ Bq Tritium einnehmen , erhalten Sie eine Ganzkörperdosis von 20 mSv. Beachten Sie, dass die biologische Halbwertszeit etwa 10 Tage beträgt , während die radioaktive Halbwertszeit etwa 12 Jahre beträgt. Anstelle von Jahren dauert es ein paar Monate, bis das Tritium ziemlich gut beseitigt ist. Die festgelegte wirksame Dosis E (t) beträgt daher 20 mSv. Es kommt nicht darauf an, ob eine Person diese Menge an Aktivität in kurzer Zeit oder in langer Zeit aufnimmt. In jedem Fall erhält diese Person die gleiche Ganzkörperdosis von 20 mSv.

Für ¹³¹ I hat ICRP berechnet, dass Sie beim Einatmen von 1 x 10 ⁶ Bq (ALI für ¹³¹ I) eine Schilddrüsendosis von HT = 400 mSv (und eine gewichtete Ganzkörperdosis von 20 mSv) erhalten.

Berufliche Exposition – effektive Dosis

In den meisten Situationen beruflicher Exposition kann die effektive Dosis E aus Betriebsgrößen unter Verwendung der folgenden Formel abgeleitet werden:

Die festgelegte Dosis ist eine Dosismenge, die das stochastische Gesundheitsrisiko aufgrund der Aufnahme von radioaktivem Material in den menschlichen Körper misst . Da die operative Dosisgrenze von 20 mSv für die Summe der internen und externen Expositionen gilt, muss der ALI geändert oder ausgeglichen werden, wenn ein Arbeitnehmer eine externe Dosis hat, um die externe Dosis zu berücksichtigen. Angenommen, der Arbeiter hat 10 mSv von externen Strahlungsquellen. Nur 10 weitere mSv sind durch interne Strahlung zulässig, bevor der Arbeitnehmer die berufliche Ganzkörpergrenze erreicht.

Siehe auch: Dosisgrenzen

Bei der Beurteilung der zugesagten wirksamen Dosen für die Arbeitnehmer wird die Aufnahme von radioaktivem Material durch das vom ICRP festgelegte jährliche Aufnahmelimit (ALI) kontrolliert und in Aktivitätseinheiten ( Becquerel oder Curies ) ausgedrückt .

Das ALI wurde von der ICRP in Veröffentlichung 60 (ICRP, 1991b, Absatz S30) wie folgt definiert:

„Die Aktivitätsaufnahme (Bq) eines Radionuklids, die zu einer wirksamen Dosis führen würde, die dem jährlichen Grenzwert E entspricht _{; w} unter der Erwartung, dass der Arbeitnehmer nur diesem Radionuklid ausgesetzt ist.“

Das ALI des Radionuklids j ist dann:

wobei e (50) der entsprechende Referenzkoeffizient für die zugesagte effektive Dosis in (Sv / Bq) ist. Dieser Dosis-Koeffizient e (T) wird durch die Radiotoxizität eines Nuklids bestimmt und berücksichtigt Strahlungs- und Gewebegewichtsfaktoren sowie metabolische und biokinetische Informationen.

Siehe auch: ICRP, 1994. Dosiskoeffizienten für die Aufnahme von Radionukliden durch Arbeiter. ICRP Publication 68. Ann. ICRP 24 (4).

Die Kommission empfahl in Veröffentlichung 60, dass der ALI auf der Dosisgrenze von E- _Limit basieren sollte _{, w} = 0,020 Sv in einem Jahr, ohne zeitliche Mittelung. Für Mitglieder der öffentlichen E- _{Grenze ist w} = 0,001 Sv der empfohlene Wert.

Nehmen wir als Beispiel eine Aufnahme von radioaktivem Tritium an . Für Tritium beträgt die jährliche Aufnahmegrenze (ALI) 1 x 10 ⁹ Bq. Wenn Sie 1 x 10 ⁹ Bq Tritium einnehmen , erhalten Sie eine Ganzkörperdosis von 20 mSv. Es ist zu beachten, dass die biologische Halbwertszeit etwa 10 Tage beträgt , während die radioaktive Halbwertszeit etwa 12 Jahre beträgt. Anstelle von Jahren dauert es einige Monate, bis das Tritium ziemlich gut beseitigt ist. Die zugesagte effektive Dosis E (t) beträgt daher 20 mSv. Es kommt nicht darauf an, ob eine Person diese Menge an Aktivität in kurzer oder langer Zeit aufnimmt. In jedem Fall erhält diese Person die gleiche Ganzkörperdosis von 20 mSv.

Für ¹³¹ I hat ICRP berechnet, dass Sie beim Einatmen von 1 x 10 ⁶ Bq (ALI für ¹³¹ I) eine Schilddrüsendosis von HT = 400 mSv (und eine gewichtete Ganzkörperdosis von 20 mSv) erhalten.

Abgeleitete Luftkonzentration – DAC

Die Konzentrationen radioaktiver Stoffe in der Luft werden durch die abgeleitete Luftkonzentration (DAC) begrenzt, die vom ALI abgeleitet wird. Der DAC ist die Aktivitätskonzentration in Luft in Einheiten von Bq / m ³ des betrachteten Radionuklids, die bei einer geschlechtsgemittelten Atemfrequenz von 1,1 m ³ / h und einer jährlichen Arbeitszeit zu einer Aufnahme eines ALI (Bq) führen würde von 2000 h (eine jährliche Luftaufnahme von 2200 m ³ ).

Der DAC wurde vom ICRP in Publikation 60 (ICRP, 1991b, Absatz S30) wie folgt definiert:

„Die abgeleitete Luftkonzentration entspricht der jährlichen Aufnahmegrenze ALI (eines Radionuklids) geteilt durch das Luftvolumen, das von einer Referenzperson in einem Arbeitsjahr eingeatmet wurde (dh 2,2 × 10 ³ m ³ ). Die Einheit des DAC ist Bq / m ^3. ”

Sonderreferenz: ICRP, 2007. Die Empfehlungen der Internationalen Strahlenschutzkommission von 2007. ICRP-Veröffentlichung 103. Ann. ICRP 37 (2-4).

Wenn wir also den ALI durch 2200 m ³ teilen , erhalten wir den DAC in Bq / m ³ . Beispielsweise beträgt der ALI von Iod-131 1 × 10 ⁶ Bq. Der entsprechende DAC beträgt 1 000 000/2400 = 417 Bq / m ³ .

Der DAC von Radionuklid j ist gegeben durch:

Wenn ein Arbeiter eine Stunde lang Luft mit radioaktivem Material in einer Konzentration von 1 DAC atmet, wurde der Arbeiter 1 DAC.hr. ausgesetzt.

Siehe auch: Luftverschmutzung

Berufliche Exposition – effektive Dosis

In den meisten Situationen beruflicher Exposition kann die effektive Dosis E aus Betriebsgrößen unter Verwendung der folgenden Formel abgeleitet werden:

Die festgelegte Dosis ist eine Dosismenge, die das stochastische Gesundheitsrisiko aufgrund der Aufnahme von radioaktivem Material in den menschlichen Körper misst . Da die operative Dosisgrenze von 20 mSv für die Summe der internen und externen Expositionen gilt, muss der ALI geändert oder ausgeglichen werden, wenn ein Arbeitnehmer eine externe Dosis hat, um die externe Dosis zu berücksichtigen. Angenommen, der Arbeiter hat 10 mSv von externen Strahlungsquellen. Nur 10 weitere mSv sind durch interne Strahlung zulässig, bevor der Arbeitnehmer die berufliche Ganzkörpergrenze erreicht.

Siehe auch: Dosisgrenzen

Dekontaminationstechniken

Im Allgemeinen gibt es viele Techniken und Geräte zur Dekontamination von Oberflächen und Personen. In jedem Fall ist die Art der Kontamination und des kontaminierten Materials von Bedeutung. Beispielsweise ist es sehr schwierig, poröse Materialien zu dekontaminieren. Als allgemeine Orientierung für den Leser werden diese Dekontaminationstechniken und ihre Hauptanwendungen hervorgehoben in:

Spezialreferenz: Modernste Technologie für die Dekontamination und den Abbau kerntechnischer Anlagen, IAEO. IAEO Wien, 1999. ISBN 92–0–102499–1.

• Chemische Dekontamination . Die chemische Dekontamination ist eine der besten Methoden für die meisten Dekontaminationsvorgänge. Sie erfolgt mit Wasser, dem ein oder mehrere geeignete chemische Reinigungsmittel zugesetzt wurden. Diese Methoden umfassen die Dekontamination mit chemischen Lösungen, chemischen Gelen, Schaumdekontamination usw. Das Entfernen von Kontaminationen vom Personal muss sorgfältig durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Haut nicht beschädigt wird und um zu verhindern, dass Kontaminationen in den Körper oder eine Wunde gelangen.
• Mechanische Dekontamination . Die mechanische Dekontamination kann insbesondere zur industriellen Dekontamination eingesetzt werden. Es gibt Dekontaminationsverfahren, bei denen die äußere Schicht der kontaminierten Oberfläche durch physikalische Kraft entfernt wird. Solche Methoden sind effektiv, aber etwas grob und zerstörerisch, und es ist möglicherweise nicht möglich, sie auf empfindliche Objekte anzuwenden. Diese Methoden umfassen die Dekontamination mittels Dampfreinigung, Schleifreinigung, Sandstrahlen, Staubsaugen, Ultraschallreinigung usw.

Oberflächenkontamination

Oberflächenkontamination bedeutet, dass radioaktives Material auf Oberflächen (wie Wänden, Böden) abgelagert wurde. Es kann sich locker ablagern, ähnlich wie normaler Staub, oder es kann durch chemische Reaktion ziemlich fest fixiert werden. Diese Unterscheidung ist wichtig, und wir klassifizieren die Oberflächenverunreinigung danach, wie leicht sie entfernt werden kann:

• Freie Kontamination . Im Falle einer freien Kontamination (oder einer losen Kontamination) kann das radioaktive Material verteilt werden. Dies ist eine Oberflächenverunreinigung, die mit einfachen Dekontaminierungsmethoden leicht entfernt werden kann. Wenn beispielsweise Staubpartikel, die verschiedene Radioisotope enthalten, auf der Haut oder den Kleidungsstücken der Person landen, können wir sie reinigen oder Kleidung entfernen. Sobald eine Person dekontaminiert wurde, werden alle partikulären Radioaktivitätsquellen beseitigt und die Person ist nicht mehr kontaminiert. Freie Kontamination ist auch eine ernstere Gefahr als feste Kontamination, da Staubpartikel in die Luft gelangen und leicht aufgenommen werden können. Dies führt zu einer inneren Belastung durch radioaktive Kontaminanten. Obwohl fast alle Verunreinigungen mit Begleit Beta radioaktiv sindGamma-Emission , aber es besteht auch die Möglichkeit einer Alpha-Kontamination in Bereichen, in denen mit Kernbrennstoffen umgegangen wird.
• Feste Verschmutzung . Bei fester Verunreinigung kann sich das radioaktive Material nicht ausbreiten, da es chemisch oder mechanisch an Strukturen gebunden ist. Es kann nicht mit normalen Reinigungsmethoden entfernt werden. Feste Kontaminationen stellen eine geringere Gefahr dar als freie Kontaminationen. Sie können nicht resuspendiert oder auf die Haut übertragen werden. Daher handelt es sich in der Regel nur um eine externe Gefahr. Zum anderen hängt es vom Verschmutzungsgrad ab. Obwohl fast alle Verunreinigungen Beta-radioaktiv sind und gleichzeitig Gamma-Emissionen verursachenEs besteht jedoch auch die Möglichkeit einer Alpha-Kontamination in Bereichen, in denen Kernbrennstoffe gehandhabt werden. Sofern der Grad der Kontamination nicht sehr hoch ist, ist die Dosisrate der Gammastrahlung gering und die Exposition von außen ist nur in Kontakt mit oder in unmittelbarer Nähe der kontaminierten Oberflächen signifikant. Da Beta-Partikel weniger eindringen als Gammastrahlen , kann die Beta-Dosisrate nur bei Kontakt hoch sein. Ein Kontaktwert von 1 mSv / h bei einem Verschmutzungsgrad von 400 – 500 Bq / cm ² ist ziemlich repräsentativ.

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.

Dekontaminationstechniken

Im Allgemeinen gibt es viele Techniken und Geräte zur Dekontamination von Oberflächen und Personen. In jedem Fall ist die Art der Kontamination und des kontaminierten Materials von Bedeutung. Beispielsweise ist es sehr schwierig, poröse Materialien zu dekontaminieren. Als allgemeine Orientierung für den Leser werden diese Dekontaminationstechniken und ihre Hauptanwendungen hervorgehoben in:

Spezialreferenz: Modernste Technologie für die Dekontamination und den Abbau kerntechnischer Anlagen, IAEO. IAEO Wien, 1999. ISBN 92–0–102499–1.

• Chemische Dekontamination . Die chemische Dekontamination ist eine der besten Methoden für die meisten Dekontaminationsvorgänge. Sie erfolgt mit Wasser, dem ein oder mehrere geeignete chemische Reinigungsmittel zugesetzt wurden. Diese Methoden umfassen die Dekontamination mit chemischen Lösungen, chemischen Gelen, Schaumdekontamination usw. Das Entfernen von Kontaminationen vom Personal muss sorgfältig durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Haut nicht beschädigt wird und um zu verhindern, dass Kontaminationen in den Körper oder eine Wunde gelangen.
• Mechanische Dekontamination . Die mechanische Dekontamination kann insbesondere zur industriellen Dekontamination eingesetzt werden. Es gibt Dekontaminationsverfahren, bei denen die äußere Schicht der kontaminierten Oberfläche durch physikalische Kraft entfernt wird. Solche Methoden sind effektiv, aber etwas grob und zerstörerisch, und es ist möglicherweise nicht möglich, sie auf empfindliche Objekte anzuwenden. Diese Methoden umfassen die Dekontamination mittels Dampfreinigung, Schleifreinigung, Sandstrahlen, Staubsaugen, Ultraschallreinigung usw.

Radioaktive Kontamination wird als das Vorhandensein unerwünschter radioaktiver Substanzen auf Oberflächen oder in Festkörpern (einschließlich des menschlichen Körpers), Flüssigkeiten oder Gasen bezeichnet, wenn deren Vorhandensein unbeabsichtigt oder unerwünscht ist. Radioaktive Kontamination besteht aus radioaktiven Atomen (Material), die dem System oder der Struktur entkommen sind, die sie normalerweise enthalten würden. Da es sich bei radioaktiver Kontamination um radioaktives Material handelt, wird durch die Kontamination ionisierende Strahlung emittiert. Es ist sehr wichtig, welches Material (welches Radioisotop) die radioaktive Verunreinigung ist. Es ist auch sehr wichtig, zwischen radioaktiver Kontamination und Strahlung selbst zu unterscheiden .

Dekontamination

Dekontamination ist ein Verfahren zur Reduzierung oder Entfernung radioaktiver Kontamination, um das Risiko einer Strahlenexposition zu verringern. Die Entfernung von Verunreinigungen aus besetzten Bereichen, Geräten und Personal ist wichtig, um die Dosis ionisierender Strahlung so niedrig wie möglich zu halten (ALARA). Die Dekontamination verringert auch die Hintergrundstrahlung, den Bestand an radioaktivem Material und die Ausbreitung der Kontamination auf unkontrollierte Bereiche, Geräte und Personal.

Die Dekontamination kann durch Reinigen oder Behandeln von Oberflächen erfolgen, um die Kontamination zu verringern oder zu entfernen. Dies kann auch erreicht werden, indem kontaminierte Luft oder Wasser gefiltert werden oder indem die Kontamination abgedeckt wird, um die Strahlung abzuschirmen oder zu absorbieren. Der Prozess kann auch einfach ausreichend Zeit für den natürlichen radioaktiven Zerfall lassen, um die Radioaktivität zu verringern.

In Kernkraftwerken ist es unvermeidlich, dass viele Ausrüstungsgegenstände sowie Werkzeuge, Kleidung, Arbeitsbereiche und sogar Menschen kontaminiert werden. Dies kommt häufig vor, wenn radioaktives Material an Oberflächen (z. B. der Schuhsohle) haftet. In diesem Fall werden die Mitarbeiter kontinuierlich überwacht, und in diesem Fall muss die Oberflächenverunreinigung entfernt werden. Wir können Verunreinigungen durch viele mechanische, chemische (dekontaminierte Oberflächen) beseitigen. Biologische Prozesse ( biologische Halbwertszeit) Arbeiten Sie immer bei innerer Verschmutzung. Eine Person wird „radioaktiv“, wenn Staubpartikel, die verschiedene Radioisotope enthalten, auf der Haut oder den Kleidungsstücken der Person landen. Sobald eine Person durch Entfernen der Kleidung und Hautreinigung dekontaminiert wurde, werden alle partikelförmigen Radioaktivitätsquellen beseitigt und die Person ist nicht mehr kontaminiert.

Dekontaminationstechniken

Im Allgemeinen gibt es viele Techniken und Geräte zur Dekontamination von Oberflächen und Personen. In jedem Fall ist die Art der Kontamination und des kontaminierten Materials von Bedeutung. Beispielsweise ist es sehr schwierig, poröse Materialien zu dekontaminieren. Als allgemeine Orientierung für den Leser werden diese Dekontaminationstechniken und ihre Hauptanwendungen hervorgehoben in:

Spezialreferenz: Modernste Technologie für die Dekontamination und den Abbau kerntechnischer Anlagen, IAEO. IAEO Wien, 1999. ISBN 92–0–102499–1.

• Chemische Dekontamination . Die chemische Dekontamination ist eine der besten Methoden für die meisten Dekontaminationsvorgänge. Sie erfolgt mit Wasser, dem ein oder mehrere geeignete chemische Reinigungsmittel zugesetzt wurden. Diese Methoden umfassen die Dekontamination mit chemischen Lösungen, chemischen Gelen, Schaumdekontamination usw. Das Entfernen von Kontaminationen vom Personal muss sorgfältig durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Haut nicht beschädigt wird und um zu verhindern, dass Kontaminationen in den Körper oder eine Wunde gelangen.
• Mechanische Dekontamination . Die mechanische Dekontamination kann insbesondere zur industriellen Dekontamination eingesetzt werden. Es gibt Dekontaminationsverfahren, bei denen die äußere Schicht der kontaminierten Oberfläche durch physikalische Kraft entfernt wird. Solche Methoden sind effektiv, aber etwas grob und zerstörerisch, und es ist möglicherweise nicht möglich, sie auf empfindliche Objekte anzuwenden. Diese Methoden umfassen die Dekontamination mittels Dampfreinigung, Schleifreinigung, Sandstrahlen, Staubsaugen, Ultraschallreinigung usw.

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.

Die Kontamination der Luft ist in Kernkraftwerken von besonderer Bedeutung , wo sie überwacht werden muss. Verunreinigungen können insbesondere beim Entfernen des Reaktorkopfs, beim Betanken des Reaktors und bei Manipulationen im Pool abgebrannter Brennelemente in die Luft gelangen. Die Luft kann insbesondere in Partikelform mit radioaktiven Isotopen kontaminiert sein, was eine besondere Inhalationsgefahr darstellt . Diese Kontamination besteht aus verschiedenen Spalt- und Aktivierungsprodukten, die gasförmig, dampfförmig oder partikelförmig in die Luft gelangen. In Kernkraftwerken gibt es vier Arten von Luftverunreinigungen:

• Partikel . Partikelaktivität ist eine interne Gefahr, da sie eingeatmet werden kann. Transportables Partikelmaterial, das in die Atemwege gelangt, gelangt in die Blutbahn und wird zu allen Körperteilen transportiert. Nicht transportierbare Partikel verbleiben mit einer gewissen biologischen Halbwertszeit in der Lunge. Beispielsweise sind Sr-90, Ra-226 und Pu-239 Radionuklide, die als knochensuchende Radionuklide bekannt sind. Diese Radionuklide haben eine lange biologische Halbwertszeit und sind schwerwiegende innere Gefahren. Einmal in Knochen abgelagert, bleiben sie dort während der Lebenszeit des Individuums im wesentlichen in ihrer Menge unverändert. Die fortgesetzte Wirkung der emittierten Alphateilchen kann erhebliche Verletzungen verursachen: Über viele Jahre lagern sie ihre gesamte Energie in einem winzigen Gewebevolumen ab, da die Reichweite der Alpha-Partikel sehr gering ist.
• Edelgase . Radioaktive Edelgase wie Xenon-133 , Xenon-135 und   Krypton-85 sind im Reaktorkühlmittel vorhanden, insbesondere wenn Brennstofflecks vorhanden sind. Wenn sie im Kühlmittel erscheinen, werden sie in der Luft und können eingeatmet werden. Sie werden gleich nach dem Einatmen ausgeatmet, da der Körper nicht chemisch mit ihnen reagiert. Wenn Arbeiter in einer Edelgaswolke arbeiten, ist die externe Dosis, die sie erhalten, ungefähr 1000-mal höher als die interne Dosis. Aus diesem Grund sind wir nur besorgt über die externen Beta-und Gamma-Dosisraten.
• Radioiod . Radioiod , Jod-131 , ist ein wichtiges Radioisotop von Jod. Radioiod spielt eine wichtige Rolle als radioaktives Isotop in Kernspaltungsprodukten und trägt wesentlich zu den Gesundheitsgefahren bei, wenn es bei einem Unfall in die Atmosphäre freigesetzt wird. Jod-131 hat eine Halbwertszeit von 8,02 Tagen. Das Zielgewebe für die Radiojodexposition ist die Schilddrüse. Die externe Beta- und Gammadosis von Radiojod, die in der Luft vorhanden ist, ist im Vergleich zu der für die Schilddrüse, die durch das Einatmen dieser Luft entstehen würde, festgesetzten Dosis vernachlässigbar. Die biologische Halbwertszeitfür Jod im menschlichen Körper beträgt etwa 80 Tage (nach ICRP). Jod in der Nahrung wird vom Körper aufgenommen und bevorzugt in der Schilddrüse konzentriert, wo es für die Funktion dieser Drüse benötigt wird. Wenn ¹³¹ I aufgrund von radioaktivem Niederschlag in hoher Konzentration in der Umwelt vorhanden ist, kann es durch kontaminierte Lebensmittel absorbiert werden und reichert sich auch in der Schilddrüse an. ¹³¹ Ich zerfalle mit einer Halbwertszeit von 8,02 Tagen mit Betateilchen- und Gamma-Emissionen. Beim Verfall kann die Schilddrüse geschädigt werden. Das Hauptrisiko bei hohen ¹³¹ I- Werten ist das mögliche Auftreten von radiogenem Schilddrüsenkrebs im späteren Leben. Für ¹³¹ I hat ICRP berechnet, dass wenn Sie 1 x 10 ⁶ inhalierenBq, erhalten Sie eine Schilddrüsendosis von H erhalten _T = 400 mSv (und gewichtete Ganzkörperdosis von 20 mSv).
• Tritium. Tritium ist ein Nebenprodukt in Kernreaktoren . Die wichtigste Quelle für Tritium (aufgrund der Freisetzung von tritiiertem Wasser) in Kernkraftwerken ist die Borsäure , die üblicherweise als chemisches Shim verwendet wirdeinen Überschuss an anfänglicher Reaktivität zu kompensieren. Beachten Sie, dass Tritium energiearme Beta-Partikel mit einer geringen Reichweite im Körpergewebe abgibt und daher eine Gefahr für die Gesundheit darstellt, wenn es nur nach Einnahme von Trinkwasser oder Lebensmitteln oder nach Einatmen oder Absorption durch die Haut von innen exponiert wird. Das in den Körper aufgenommene Tritium verteilt sich gleichmäßig auf alle Weichteile. Laut ICRP beträgt eine biologische Halbwertszeit von Tritium 10 Tage für HTO und 40 Tage für OBT (organisch gebundenes Tritium), das im Körper von Erwachsenen aus HTO gebildet wird. Bei einer Einnahme von 1 x 10 ⁹ Bq Tritium (HTO) erhält eine Person eine Ganzkörperdosis von 20 mSv (entsprechend einer Einnahme von 1 x 10 ⁶ Bq von ¹³¹ I). Während für PWRs Tritium ein geringes Gesundheitsrisiko darstellt, zSchwerwasserreaktoren , es trägt erheblich zur kollektiven Dosis der Werksarbeiter bei. Beachten Sie Folgendes: „Luft, die mit Moderatorwasser bei 35 ° C gesättigt ist, kann einem ungeschützten Arbeiter 3 000 mSv / h Tritium geben (siehe auch: JUBurnham. Strahlenschutz). Der beste Schutz vor Tritium kann mit einem mit Luft versorgten Beatmungsgerät erreicht werden. Tritium-Atemschutzpatronen schützen die Arbeiter nur um den Faktor 3. Die einzige Möglichkeit, die Hautabsorption zu verringern, ist das Tragen von Kunststoffen. In PHWR-Kraftwerken müssen Arbeitnehmer Kunststoffe tragen, wenn sie in einer Atmosphäre arbeiten, die mehr als 500 μSv / h enthält.

Atemschutzgeräte mit geeigneten Luftfiltern oder vollständig in sich geschlossene Anzüge mit eigener Luftversorgung können die Gefahren einer Kontamination durch die Luft mindern. In der Luft befindliche Verunreinigungen werden normalerweise mit speziellen radiologischen Instrumenten gemessen, die die entnommene Luft kontinuierlich durch einen Filter pumpen. Instrumente, die dies tun, werden als kontinuierliche Luftmonitore (CAM) bezeichnet. Radioaktive Partikel in der Luft sammeln sich auf dem Filter, wo die Aktivität von einem Detektor in der Nähe des Filters gemessen wird.

Oberflächenkontamination

Oberflächenkontamination bedeutet, dass radioaktives Material auf Oberflächen (wie Wänden, Böden) abgelagert wurde. Es kann sich locker ablagern, ähnlich wie normaler Staub, oder es kann durch chemische Reaktion ziemlich fest fixiert werden. Diese Unterscheidung ist wichtig, und wir klassifizieren die Oberflächenverunreinigung danach, wie leicht sie entfernt werden kann:

• Freie Kontamination . Im Falle einer freien Kontamination (oder einer losen Kontamination) kann das radioaktive Material verteilt werden. Dies ist eine Oberflächenverunreinigung, die mit einfachen Dekontaminierungsmethoden leicht entfernt werden kann. Wenn beispielsweise Staubpartikel, die verschiedene Radioisotope enthalten, auf der Haut oder den Kleidungsstücken der Person landen, können wir sie reinigen oder Kleidung entfernen. Sobald eine Person dekontaminiert wurde, werden alle partikulären Radioaktivitätsquellen beseitigt und die Person ist nicht mehr kontaminiert. Freie Kontamination ist auch eine ernstere Gefahr als feste Kontamination, da Staubpartikel in die Luft gelangen und leicht aufgenommen werden können. Dies führt zu einer inneren Belastung durch radioaktive Kontaminanten. Obwohl fast alle Verunreinigungen mit Begleit Beta radioaktiv sindGamma-Emission , aber es besteht auch die Möglichkeit einer Alpha-Kontamination in Bereichen, in denen mit Kernbrennstoffen umgegangen wird.
• Feste Verschmutzung . Bei fester Verunreinigung kann sich das radioaktive Material nicht ausbreiten, da es chemisch oder mechanisch an Strukturen gebunden ist. Es kann nicht mit normalen Reinigungsmethoden entfernt werden. Feste Kontaminationen stellen eine geringere Gefahr dar als freie Kontaminationen. Sie können nicht resuspendiert oder auf die Haut übertragen werden. Daher handelt es sich in der Regel nur um eine externe Gefahr. Zum anderen hängt es vom Verschmutzungsgrad ab. Obwohl fast alle Verunreinigungen Beta-radioaktiv sind und gleichzeitig Gamma-Emissionen verursachenEs besteht jedoch auch die Möglichkeit einer Alpha-Kontamination in Bereichen, in denen Kernbrennstoffe gehandhabt werden. Sofern der Grad der Kontamination nicht sehr hoch ist, ist die Dosisrate der Gammastrahlung gering und die Exposition von außen ist nur in Kontakt mit oder in unmittelbarer Nähe der kontaminierten Oberflächen signifikant. Da Beta-Partikel weniger eindringen als Gammastrahlen , kann die Beta-Dosisrate nur bei Kontakt hoch sein. Ein Kontaktwert von 1 mSv / h bei einem Verschmutzungsgrad von 400 – 500 Bq / cm ² ist ziemlich repräsentativ.

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Radioaktive Kontamination wird als das Vorhandensein unerwünschter radioaktiver Substanzen auf Oberflächen oder in Festkörpern (einschließlich des menschlichen Körpers), Flüssigkeiten oder Gasen bezeichnet, wenn deren Vorhandensein unbeabsichtigt oder unerwünscht ist. Radioaktive Kontamination besteht aus radioaktiven Atomen (Material), die dem System oder der Struktur entkommen sind, die sie normalerweise enthalten würden. Da es sich bei radioaktiver Kontamination um radioaktives Material handelt, wird durch die Kontamination ionisierende Strahlung emittiert. Es ist sehr wichtig, welches Material (welches Radioisotop) die radioaktive Verunreinigung ist. Es ist auch sehr wichtig, zwischen radioaktiver Kontamination und Strahlung selbst zu unterscheiden .

Arten der Kontamination

Radioaktive Materialien können auf Oberflächen oder in Mengen von Material oder Luft vorhanden sein, und spezielle Techniken werden verwendet, um den Verschmutzungsgrad durch Detektion der emittierten Strahlung zu messen. Wir können zwischen folgenden Arten von Verunreinigungen unterscheiden:

Oberflächenkontamination

Oberflächenkontamination bedeutet, dass radioaktives Material auf Oberflächen (wie Wänden, Böden) abgelagert wurde. Es kann sich locker ablagern, ähnlich wie normaler Staub, oder es kann durch chemische Reaktion ziemlich fest fixiert werden. Diese Unterscheidung ist wichtig, und wir klassifizieren die Oberflächenverunreinigung danach, wie leicht sie entfernt werden kann:

• Freie Kontamination . Im Falle einer freien Kontamination (oder einer losen Kontamination) kann das radioaktive Material verteilt werden. Dies ist eine Oberflächenverunreinigung, die mit einfachen Dekontaminierungsmethoden leicht entfernt werden kann. Wenn beispielsweise Staubpartikel, die verschiedene Radioisotope enthalten, auf der Haut oder den Kleidungsstücken der Person landen, können wir sie reinigen oder Kleidung entfernen. Sobald eine Person dekontaminiert wurde, werden alle partikulären Radioaktivitätsquellen beseitigt und die Person ist nicht mehr kontaminiert. Freie Kontamination ist auch eine ernstere Gefahr als feste Kontamination, da Staubpartikel in die Luft gelangen und leicht aufgenommen werden können. Dies führt zu einer inneren Belastung durch radioaktive Kontaminanten. Obwohl fast alle Verunreinigungen mit Begleit Beta radioaktiv sindGamma-Emission , aber es besteht auch die Möglichkeit einer Alpha-Kontamination in Bereichen, in denen mit Kernbrennstoffen umgegangen wird.
• Feste Verschmutzung . Bei fester Verunreinigung kann sich das radioaktive Material nicht ausbreiten, da es chemisch oder mechanisch an Strukturen gebunden ist. Es kann nicht mit normalen Reinigungsmethoden entfernt werden. Feste Kontaminationen stellen eine geringere Gefahr dar als freie Kontaminationen. Sie können nicht resuspendiert oder auf die Haut übertragen werden. Daher handelt es sich in der Regel nur um eine externe Gefahr. Zum anderen hängt es vom Verschmutzungsgrad ab. Obwohl fast alle Verunreinigungen Beta-radioaktiv sind und gleichzeitig Gamma-Emissionen verursachenEs besteht jedoch auch die Möglichkeit einer Alpha-Kontamination in Bereichen, in denen Kernbrennstoffe gehandhabt werden. Sofern der Grad der Kontamination nicht sehr hoch ist, ist die Dosisrate der Gammastrahlung gering und die Exposition von außen ist nur in Kontakt mit oder in unmittelbarer Nähe der kontaminierten Oberflächen signifikant. Da Beta-Partikel weniger eindringen als Gammastrahlen , kann die Beta-Dosisrate nur bei Kontakt hoch sein. Ein Kontaktwert von 1 mSv / h bei einem Verschmutzungsgrad von 400 – 500 Bq / cm ² ist ziemlich repräsentativ.

Luftverschmutzung

Diese Art der Kontamination ist in Kernkraftwerken von besonderer Bedeutung , wo sie überwacht werden muss. Verunreinigungen können in die Luft gelangen, insbesondere beim Entfernen des Reaktorkopfkopfs, beim Auftanken des Reaktors und bei Manipulationen innerhalb des Pools abgebrannter Brennelemente. Die Luft kann insbesondere in Partikelform mit radioaktiven Isotopen kontaminiert sein, was eine besondere Gefahr beim Einatmen darstellt . Diese Verunreinigung besteht aus verschiedenen Spalt- und Aktivierungsprodukten, die in gasförmiger, dampfförmiger oder teilchenförmiger Form in die Luft gelangen. In Kernkraftwerken gibt es vier Arten von Luftverschmutzung:

• Partikel . Partikelaktivität ist eine interne Gefahr, da sie eingeatmet werden kann. In die Atemwege aufgenommenes transportables Partikelmaterial gelangt in den Blutkreislauf und wird zu allen Körperteilen transportiert. Nicht transportierbare Partikel bleiben mit einer bestimmten biologischen Halbwertszeit in der Lunge. Zum Beispiel sind Sr-90, Ra-226 und Pu-239 Radionuklide, die als knochensuchende Radionuklide bekannt sind. Diese Radionuklide haben lange biologische Halbwertszeiten und sind schwerwiegende innere Gefahren. Sobald sie im Knochen abgelagert sind, bleiben sie dort während der Lebenszeit des Individuums in ihrer Menge im wesentlichen unverändert. Die fortgesetzte Wirkung der emittierten Alpha-Partikel kann zu erheblichen Verletzungen führen: Über viele Jahre lagern sie ihre gesamte Energie in einem winzigen Gewebevolumen ab, da die Reichweite der Alpha-Partikel sehr kurz ist.
• Edelgase . Radioaktive Edelgase wie Xenon-133 , Xenon-135 und   Krypton-85 sind im Reaktorkühlmittel vorhanden, insbesondere wenn Kraftstofflecks vorhanden sind. Wenn sie im Kühlmittel erscheinen, gelangen sie in die Luft und können eingeatmet werden. Sie werden direkt nach dem Einatmen ausgeatmet, da der Körper nicht chemisch mit ihnen reagiert. Wenn Arbeiter in einer Edelgaswolke arbeiten, ist die externe Dosis, die sie erhalten, etwa 1000-mal höher als die interne Dosis. Aus diesem Grund sind wir nur über die externen Beta- und Gamma-Dosisraten besorgt.
• Radiojod . Radioiod , Jod-131 , ist ein wichtiges Radioisotop von Jod. Radioiod spielt eine wichtige Rolle als radioaktives Isotop in Kernspaltungsprodukten und trägt wesentlich zu den Gesundheitsgefahren bei, wenn es während eines Unfalls in die Atmosphäre freigesetzt wird. Jod-131 hat eine Halbwertszeit von 8,02 Tagen. Das Zielgewebe für die Radiojod-Exposition ist die Schilddrüse. Die externe Beta- und Gammadosis von Radiojod in der Luft ist im Vergleich zu der zugesagten Dosis für die Schilddrüse, die durch das Einatmen dieser Luft entstehen würde, vernachlässigbar. Die biologische Halbwertszeitfür Jod im menschlichen Körper beträgt etwa 80 Tage (nach ICRP). Jod in der Nahrung wird vom Körper aufgenommen und bevorzugt in der Schilddrüse konzentriert, wo es für die Funktion dieser Drüse benötigt wird. Wenn ¹³¹ I aufgrund radioaktiver Ausfälle in hohen Mengen in der Umwelt vorhanden ist, kann es durch kontaminierte Lebensmittel absorbiert werden und reichert sich auch in der Schilddrüse an. ¹³¹ I zerfällt mit einer Halbwertszeit von 8,02 Tagen mit Beta-Partikel- und Gamma-Emissionen. Wenn es zerfällt, kann es die Schilddrüse schädigen. Das Hauptrisiko bei Exposition gegenüber hohen Konzentrationen von ¹³¹ I ist das zufällige Auftreten von radiogenem Schilddrüsenkrebs im späteren Leben. Für ¹³¹ I hat ICRP berechnet, dass, wenn Sie 1 x 10 ⁶ einatmenBq erhalten Sie eine Schilddrüsendosis von H _T = 400 mSv (und eine gewichtete Ganzkörperdosis von 20 mSv).
• Tritium. Tritium ist ein Nebenprodukt in Kernreaktoren . Die wichtigste Quelle (aufgrund der Freisetzung von tritiiertem Wasser) von Tritium in Kernkraftwerken ist die Borsäure , die üblicherweise als chemische Unterlegscheibe verwendet wirdeinen Überschuss an anfänglicher Reaktivität zu kompensieren. Beachten Sie, dass Tritium energiearme Beta-Partikel mit einer geringen Reichweite im Körpergewebe emittiert und daher ein Gesundheitsrisiko darstellt, das durch interne Exposition nur nach Einnahme in Trinkwasser oder Nahrungsmitteln oder durch Einatmen oder Absorption durch die Haut entsteht. Das in den Körper aufgenommene Tritium ist gleichmäßig auf alle Weichteile verteilt. Laut ICRP beträgt eine biologische Halbwertszeit von Tritium 10 Tage für HTO und 40 Tage für OBT (organisch gebundenes Tritium), das aus HTO im Körper von Erwachsenen gebildet wird. Infolgedessen erhält eine Person bei einer Aufnahme von 1 x 10 ⁹ Bq Tritium (HTO) eine Ganzkörperdosis von 20 mSv (entspricht der Aufnahme von 1 x 10 ⁶ Bq von ¹³¹ I). Während für PWRs Tritium ein geringes Gesundheitsrisiko darstellt, zSchwerwasserreaktoren trägt es erheblich zur kollektiven Dosis der Werksarbeiter bei. Beachten Sie Folgendes: „Luft, die bei 35 ° C mit Moderatorwasser gesättigt ist, kann einem ungeschützten Arbeiter 3 000 mSv / h Tritium geben (siehe auch: JUBurnham. Strahlenschutz). Der beste Schutz vor Tritium kann mit einem Atemschutzgerät mit Luftzufuhr erreicht werden. Atemschutzgeräte mit Tritiumpatronen schützen die Arbeiter nur um den Faktor 3. Die einzige Möglichkeit, die Hautabsorption zu verringern, besteht darin, Kunststoffe zu tragen. In PHWR-Kraftwerken müssen Arbeiter Kunststoffe tragen, um in Atmosphären mit mehr als 500 μSv / h arbeiten zu können.

Atemschutzgeräte mit geeigneten Luftfiltern oder vollständig in sich geschlossene Anzüge mit eigener Luftversorgung können die Gefahren durch Luftverschmutzung mindern. Die Luftverschmutzung wird normalerweise mit speziellen radiologischen Instrumenten gemessen, die die Probenluft kontinuierlich durch einen Filter pumpen. Instrumente, die dies tun, werden als kontinuierliche Luftmonitore (Continuous Air Monitors, CAM) bezeichnet. Radioaktive Partikel in der Luft sammeln sich auf dem Filter, wo die Aktivität von einem Detektor gemessen wird, der sich in der Nähe des Filters befindet.