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Schutz vor

Strahlung

Allgemeines:

  • radioaktive Strahlung entsteht durch den Zerfall von radioaktiven Stoffen
  • die radioaktive Strahlung wird in Millisievert pro Jahr gemessen und beträgt in Deutschland durchschnittlich 2,1 mSv/a
  • es gibt drei Arten von radioaktiver Strahlung: Alpha-, Beta- und Gamma- Strahlen
  • bei allen Anglegenheiten, die mit Radioaktivität zutun haben, gilt die 3A-Regel

Allgemeines:

Alpha - Srahlen

  • von außen eintreffend relativ ungefährlich, da die Strahlen überwiegend in obere, tote Hautschichten eindringen
  • bei z.B. Einatmen sehr schädlich, da lebende Zellen beschädigt werden
  • die Reichweite in Luft beträgt einige (ca. 4-6) cm
  • Alpha-Strahlung wird von einem Blatt Papier vollständig absorbiert
  • die Anfangsgeschwindigkeit der austretenden αAlpha-Teilchen liegt zwischen 15.000 km/s und 20.000 km/s

Alpha- Srahlen

Schutzschicht

Beispiel

  • schwere Kerne zerfallen häufig durch Emission eines alpha-Teilchens
  • Dadurch wird Massenzahl A des zerfallenden Kerns um 4 und seine Ordnungszahl Z um 2 erniedrig, dann kommt ein Helium-Kern heraus

Americium: 243Am mit A = 243, Z = 95

Beim Zerfall bleibt ein Kern des Elements Neptunium zurück: 239Np mit A = 239, Z = 93

Der Zerfall kann folgendermaßen beschrieben werden:

243Am -> 239Np + 4He

oder

243Am-> 239Np + alpha

Beispiel

Beta - Strahlung

  • Beta - Strahlung entsteht bei dem Zerfall von radioaktiven Stoffen, diesen Zerfall nennt man Betazerfall
  • die Reichweite in der Luft beträgt bis ca. 10m.
  • diese Teilchenstrahlung ist meist eine negative Beta-Strahlung (bestehend aus Elektronen), selten ist sie positiv (bestehend aus Positronen)
  • βBeta-Strahlung wird von einer 4mm dicken Aluminiumschicht vollständig absorbiert
  • die Geschwindigkeit der Beta-Teilchen kann zwischen 0 und nahezu Lichtgeschwindigkeit liegen

Beta- Strahlen

Schutzschicht

der Beta-Zerfall

  • beim Beta-Zerfall kann ein Elektron (-) oder ein Positron (+) emittiert werden oder ein Elektron wird vom Atomkern eingefangen (electron capture)
  • zerfällt ein Kern durch Beta-Zerfall, ändert sich die Ordnungszahl Z des Kerns um ± 1, Massenzahl A bleibt konstant
  • Zahl der Nukleonen bleibt dabei erhalten

Gamma-Strahlung

  • γGamma-Strahlung besitzt die größte Reichweite aller Strahlungsarten und wird in Luft kaum abgeschwächt,

erst dickere Bleiplatten absorbieren einen großen Anteil

der Strahlung

  • abgesehen von der Art der Entstehung ist γGamma-Strahlung identisch mit hochenergetischer Röntgenstrahlung
  • tritt häufig beim Alpha- oder βBeta-Zerfall auf

Gamma- Strahlen

Schutzschicht

3-A-Regel

  • die drei A's stehen für Abstand, Aufenthalt und Abschirmung
  • Einsetzen bei generellem Umgang mit strahlenden Stoffen oder in ABC- Einsätzen (bei Rettungsdienst und Feuerwehr)
  • man sollte diese Regel beachten, wenn man in die Nähe eines radioaktiven Stoffes kommt

3-A-Regel

Abstand

  • möglichst großer Abstand, Strahlung wird immer schwächer
  • gilt nur für Alpha- und Beta-Strahlen

-> Gamma-Strahlung nimmt nicht ab, somit ist der Abstand zur Strahlungsquelle nicht relevant

Abstand

Aufenthalt

  • sehr wichtig, da die Radioaktivität sich im Körper eines Lebewesens ablagert und summiert
  • daher ist es sehr gut, so schnell wie möglich aus dem Gefahrenbereich herauszukommen

Aufenthalt

Abschirmung

  • es gibt z.B. Schutzanzüge zur Verhinderung, dass der Mensch eine zu hohe Strahlung abbekommt und somit radioaktiv verstrahlt ist
  • verschiedene Anzüge: z.B. luftdichte mit Atemmaske ausgestattet oder Bleianzüge

Abschirmung

die 4-A-Regel

  • in der Schweiz in ABC-Wehr Ergänzung um ein viertes A, steht für Atemschutz

->grundsätzlich vorgeschrieben bei ABC-

Ereignissen

  • im medizinischen oder technischen Bereich auch Interpretation als Aktivität:

Bezeichnung der Strahlung eines Stoffes,

somit möglichst gering, vorallem Nutzung

in Industrie, da die Aktivität bekannt sein

muss

Röntgenstrahlung

Röntgen-

strahlung

  • elektromagnetischen Wellen mit Energien zwischen 100 eV und einigen hundert keV
  • es gibt strenge Vorschriften, an die sich Nutzer eines Röntgengerätes halten müssen
  • ist ionisierend -> kann Veränderungen im lebenden Organismus hervorrufen und Schäden bis hin zu Krebs verursachen, deshalb beim ist Umgang der Strahlenschutz zu beachten
  • empfindliche Struktur für Entstehung von Krebs:

Erbsubstanz (DNS), linearer Anstieg der Schäden mit Dosis

  • teilweise Wahrnehmung der Strahlung mit menschlichem Auge

Schutz z.B. in Arztpraxen

  • Wände und Türen ausreichend strahlenundurchlässig z.B. mit Blei verstärkt
  • Strahlenbündel so eng wie möglich einblenden
  • Verwendung nur mit geringstem Dosisbedarf

-> geringste Strahlendosis für Personal/Patient

  • Personal benötigt Fachkunde im Strahlenschutz, das ist Pflicht für alle Ärzte, die Röntgenstrahlung auf Menschen anwenden

-> Wiederholung des Kurses alle fünf Jahre

  • jeder Mitarbeiter muss eine Plakette tragen, zum Nachweis der Röntgenstrahlung

Kernkraftwerke

Kernkraft-werke

Radioaktiver Niederschlag

  • entsteht nach einer Kernwaffenexplosion oder nach einem schwerwiegenden Kernreaktorunfall
  • durch eine Explosion werden Staubpartikel in die Atmosphäre geschleudert, diese regnen sich wieder ab
  • kann bei sehr hohen Dosen zur akuten und meist tödlichen Strahlenkrankheit oder längerfristig bei kleineren Dosen zu Leukämie und Krebs (Tumoren) führen

Radioaktiver Niederschlag

Schutz im Falle eines atomaren Unfalles

1. Abstand

  • Zu Hause bleiben, Fenster und Türen schließen
  • zum sofortigen Schutz der Schilddrusen vor Einbau von radioaktiven Iod-> Iod-Tabletten auf behördliche Anordung einnehmen
  • Vermeiden auf frische Milchprodukte der Region ( Kühe, die auf Weiden grasen, gehören zu den ersten, die radioaktives Iod-131 aufnehmen)
  • Atemschutz , um Einatmen von grösseren, radioaktiv strahlenden Partikeln zu verhindern
  • Bei Aufenthalt im Freien oder Berührung mit Staub-> gründliches Händewaschen

Gefahr für den Körper

Strahlenschäden bei Lebewesen

Strahlenschäden bei Lebewesen

  • Unmittelbare (akute) Strahlenschäden:

massive Veränderungen in Zellen mit Todesfolge (oft)

  • Schäden, die sich erst nach Jahren bemerkbar machen (Spätschäden): z.B.Erkrankungen der blutbildenden Organe, der Haut und der Augen
  • Genetische Schäden (Erbschäden): kommen erst bei der Nachkommenschaft zum Tragen, verschiedene Missbildungen

Quellen:

  • https://www.zw-jena.de/energie/schutz.html#gamma
  • https://www.blick.ch/news/schweiz/bohr-deppen-im-akw-leibstadt-nicht-ganz-dicht-id2969372.html
  • http://www.stmuv.bayern.de/themen/strahlenschutz/roentgen/schutz.htm
  • http://physikunterricht-online.de/jahrgang-12/arten-und-eigenschaften-radioaktiver-strahlung/
  • https://de.wikipedia.org/wiki/Radioaktivität
  • https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/strahlenbelastung-und-strahlenschutz
  • https://www.bgw-online.de/SharedDocs/Downloads/DE/Arbeitssicherheit_und_Gesundheitsschutz/Gesund-und-sicher-Arbeiten/Sichere-Seiten/Tiermedizin/Strahlenschutz-Roentgenstrahlen-Artikel_Download.pdf?__blob=publicationFile
  • http://www.radioaktive-strahlung.org/radioaktivitaet/schutz.htm
  • http://www.radrate.com/gesundheitsrisiken/schutz-vor-strahlung/
  • https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/data/FB13-PhysikOnline/lm_data/lm_282/auto/kap28/cd887.htm
  • https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/data/FB13-PhysikOnline/lm_data/lm_282/auto/kap28/cd888.htm
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