Was ist die Art der radioaktiven Kontamination – Definition

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.