Practicum Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5B

Transcriptie

1 Practicum Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5B Oktober 2009

2 Inhoudsopgave Inhoudsopgave...2 Inleiding en verantwoording...3 Programma...4 Afscherming van stralingsbronnen...5 Doel...5 Middelen...5 Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Herkenning van onbekende stralingsbronnen (Blackbox)...7 Doel...7 Middelen...7 Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Handelingen met open radioactieve stoffen...11 Doel...11 Middelen...11 Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht Opdracht

3 Inleiding en verantwoording De handleiding: Practicum Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5B is ontwikkeld door de Stralingsbeschermingseenheid. Het practicum wordt door u uitgevoerd met zowel ingekapselde radioactieve bronnen als open radioactieve stoffen in lokaal Ee-165 (Medische Faculteit). Deze proeven zijn alleen uit te voeren indien men bekend is met de leerstof zoals beschreven is in het dictaat: Cursus Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5A/5B. De cursief gemarkeerde opdrachten maakt u thuis voordat u aan het practicum begint. Indien de voorbereiding onvoldoende is, zal de practicumbegeleider u vragen om: een aanvulling opnieuw in te schrijven voor het practicum. Conform stralingsbeschermingsvoorschriften bent u verplicht een hooggesloten labjas te dragen (deze is aanwezig in de practicumruimte). Tassen, jassen e.d. dienen in de daarvoor bestemde lockers te worden opgeborgen. De sleutels zijn verkrijgbaar bij uw practicumbegeleider. Er mag uiteraard niet gegeten en gedronken worden in de practicumruimte. U dient deze handleiding, een rekenmachine, kladpapier en een pen mee te brengen naar dit practicum. U dient op tijd aanwezig te zijn; zo niet dan kunt u niet meedoen aan het practicum. Het diploma verkrijgt men alleen indien men zowel de toets met meerkeuzen vragen met een voldoende heeft afgesloten als het practicum voldoende heeft gevolgd. Wij wensen u veel succes bij het volgen van dit practicum. Robert van Heeren Erasmus MC Zorgacademie, Unit Medische Beeldvorming en Radiotherapie Kamer Ce-342 Erasmus MC Nadere informatie Unit Medische Beeldvorming en Radiotherapie, tel cursusstralingshygiene@erasmusmc.nl Copyright (2009) Erasmus MC Zorgacademie, Unit Medische Beeldvorming en Radiotherapie Niets uit deze module mag verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie, microfilm, geluidsband, elektronisch of op welke andere wijze dan ook en evenmin in een retrieval systeem worden opgeslagen zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de Erasmus MC Zorgacademie. 3

4 Programma Onderwerp: Practicum Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5B (5A) Tijd: Literatuur: Syllabus: Cursus Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5A/5B en deze practicumhandleiding Inhoud: Aan de hand van het maken van opdrachten worden de volgende practicumonderdelen behandeld: Afscherming van een stralingsbron Herkenning van onbekende stralingsbronnen (Blackbox) Handelingen met open radioactieve bronnen 4

5 Afscherming van stralingsbronnen Afscherming van stralingsbronnen Doel Inzicht krijgen in de afschermende werking van verschillende materialen per stralingssoort. Middelen stralingsbronnen ( 137 Cs; 14 C; 90 Sr/ 90 Y); afschermingsmaterialen van verschillende dikten (papier; perspex; lood); Gm-buis opstelling (HV = 550 V). Tabel 1: Ingekapselde radioactieve bronnen Nuclide Stralingssoort (E max ) Emissie- Activiteit bronconstante waarschijnlijkheid [kbq] [µsv m 2 /MBq h] 14 C β (156 kev) 100 % 100 n.v.t. 90 Sr/ 90 Y β (0,5 MeV); β (2,3 MeV) 100 %; 100 % 4 ( 90 Sr) n.v.t. 137 Cs β (0,5 MeV); β (1,2 MeV); γ (0,662 MeV) interne conversie 95 %; 5 %; 90 % 40 0,093 De 137 Cs-bron wordt dusdanig gebruikt dat de β-straling niet uit de bronomhulling treedt. Gegevens afschermingsmaterialen: Dichtheid papier 0,8 g/cm 3 Dichtheid perspex 1,2 g/cm 3 Dichtheid lood 11,34 g/cm 3 Halveringsdikte voor 137 Cs Papier : 10 cm Perspex : 7,20 cm Lood : 0,62 cm Opdracht 1 Met welke blootstellingswegen houdt u rekening? a. Externe blootstelling b. Inhalatie (inademing) c. Ingestie (inslikken) Opdracht 2 Welke maatregelen treft u om de stralingsbelasting tijdens deze proef zo laag mogelijk te houden? a. Loodschort b. Handschoenen c. Afstand d. Tijd Opdracht 3 Maak m.b.v. van de theorie per combinatie van stralingbron en afschermingsmateriaal een schatting van de hoeveelheid straling die door het afschermingsmateriaal heen gaat, de transmissie. Onderbouw uw schatting met berekeningen en theorie. Voor bronnen die γ-straling uitzenden kunt u voor de schattingen gebruik maken van de verzwakkingswet (hoofdstuk 8 van de syllabus). Voor de bronnen die β-straling uitzenden, kunt u uw schattingen onderbouwen door uit te rekenen wat de dracht is in het afschermingsmateriaal (hoofdstuk 8 van de syllabus). Vermeld uw drachtberekeningen in Tabel 2 en uw schattingen van de transmissie in Tabel 3. Ruimte voor onderbouwing van uw schattingen: 5

6 Afscherming van stralingsbronnen Tabel 2: Dracht van β-straling in de verschillende afschermingsmaterialen Dracht in cm afschermingsmateriaal 14 C 90 Sr/ 90 Y Papier Perspex Lood Tabel 3: Transmissieschattingen volgens de theorie Schatting van de transmissie zonder papier perspex perspex Bron afscherming 0,02 cm 0,4 cm 1,0 cm 14 C lood 0,5 cm lood 1,0 cm 90 Sr/ 90 Y 137 Cs Opdracht 4 De transmissieschattingen volgens de theorie dienen gecontroleerd te worden met de metingen uit de praktijk. Maak een stappenplan. Stap 1: Stap 2: Stap 3: Stap 4: Opdracht 5 Voer de stappen uit met behulp van het meetformulier. Dit wordt u door de practicumbegeleider uitgereikt. 6

7 Blackbox Herkenning van onbekende stralingsbronnen (Blackbox) Doel Inzicht krijgen in de kenmerken van verschillende soorten stralingsbronnen en in het gebruik van stralingsmeetapparatuur. Middelen Dosistempomonitor: FH 40 G-L meetbereik 10 nsv/h 100 msv/h energiebereik: 36 kev 1,3 MeV Dosistempomonitor Radiation Alert Inspector+ α, β, γ Besmettingsmonitor met GM-probe mini-monitor GM type EP-15 Besmettingsmonitor met NaI-kristal mini-monitor NaI-kristal 44A (15 kev kev) Diverse afschermingsmaterialen (papier; perspex; lood) Analyse-apparatuur: NaI-kristal met Multi Channel Analyzer (MCA) Tabel 1: Ingekapselde radioactieve bronnen Nuclide Stralingssoort (E max ) Emissie- waarschijnlijkheid Activiteit [kbq] Dummy Geen 0% 0 n.v.t. bronconstante [µsv m 2 /MBq h] Halveringstijd 14 C β (156 kev) 100 % 100 n.v.t jr. 90 Sr/ 90 Y β (0,5 MeV); β (2,3 MeV) 100 %; 100 % 8 ( 90 Sr+ 90 Y) n.v.t. 29 jr. 60 Co 137 Cs β (0,3 MeV); γ (1,17 MeV); γ (1,33 MeV) β (0,5 MeV); β (1,2 MeV); γ (0,662 MeV) interne conversie 100 %; 100 %; 100% 40 0,360 5,27 jr. 95 %; 5 %; 90 % 40 0,093 30,1 jr. De bronnen bevinden zich in gesloten genummerde enveloppen. De 137 Cs en de 60 Co-bron zijn dusdanig ingekapseld dat de β-straling niet uit de bron omhulling treedt. Opdracht 1 Met welke blootstellingswegen houdt u rekening? a. Externe blootstelling b. Inhalatie (inademing) c. Ingestie (inslikken) 7

8 Blackbox Opdracht 2 Welke maatregelen treft u om de stralingsbelasting tijdens deze proef zo laag mogelijk te houden? a. Loodschort b. Handschoenen c. Afstand d. Tijd Opdracht 3 Maak op grond van de theorie een schatting van het equivalent dosistempo op 10 cm en op 30 cm van de onafgeschermde bronnen. Maak voor β-straling gebruik van de vuistregel (hoofdstuk 10 van de syllabus), maak voor γ-straling gebruik van de formule (hoofdstuk 10 van de syllabus) en de kwadratenwet (hoofdstuk 6 van de syllabus). Vul uw antwoorden in Tabel 2 in. Ruimte voor berekeningen: Tabel 2: Schatting van het equivalent dosistempo Equivalent dosistempo [µsv/h] 30 cm 10 cm Dummy 14 C 90 Sr/ 90 Y 60 Co 137 Cs Opdracht 4 Welk meetinstrument gebruikt u om onderstaande nucliden te detecteren? meetinstrument Besmettingsmonitor met GM-buis Besmettingsmonitor met NaI-kristal Dosistempomonitor FH 40 G-L Dosistempomonitor Inspector + Dummy 14 C 90 Sr/ 90 Y 60 Co 137 Cs 8

9 Blackbox Opdracht 5 Probeer aan de hand van het geschatte equivalent dosistempo te bedenken of er stralingsbeschermingsmaatregelen nodig zijn wanneer u met deze bronnen gaat werken. Zo ja, welke maatregelen zijn nodig? - - Opdracht 6 Bepaal met behulp van de onder middelen vermelde besmettingsmonitoren en afschermingsmaterialen welke stralingsbronnen in welke enveloppen zitten (laat de enveloppen dicht). Plaats hiertoe enveloppe 1 met het nummer naar boven onder het statief met de minimonitor met GM-buis. Noteer de uitslag in Tabel 3. Leg vervolgens de afschermingsmaterialen tussen de bron en de GM-buis. Noteer uw waarnemingen in Tabel 3. Doe hetzelfde met de enveloppen 2 t/m 5. Herhaal de metingen met de minimonitor met het NaI-kristal en noteer uw waarnemingen. Tabel 3: Meetwaarden van de enveloppen (dikte afschermingsmaterialen in mm) Meetresultaat minimonitor met GM-buis Meetresultaat minimonitor met NaI-kristal Zonder Papier Perspex Lood Zonder Papier Perspex Lood 0,02 0,4 1,0 0,5 1,0 0,02 0,4 1,0 0,5 1,0 Nr. cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm Nuclide Opdracht 7 Meet met behulp van de dosistempomonitor het equivalent dosistempo op 10 cm van de enveloppen. Tabel 4: Meetwaarden van de enveloppen m.b.v. een dosistempomonitor. Netto equivalent dosistempo [µsv/h] Berekende waarden [µsv/h] 10 cm 10 cm 14 C 90 Sr/ 90 Y 60 Co 137 Cs Opdracht 8 Geef een verklaring voor de verschillen in de berekende waarden en de gemeten waarden van het equivalent dosistempo. Opdracht 9 Meet gedurende een minuut de 137 Cs-bron en bepaal het aantal geregistreerde pulsen in de fotopiek. Wanneer het telrendement in de fotopiek 1% bedraagt, klopt dan de opgegeven activiteit van de 137 Cs-bron (Tabel 1)? De practicumbegeleider helpt u met de juiste instelling van het apparaat. Bepaal het telrendement in de fotopiek (zoek formule op in hoofdstuk 9 van de syllabus). 9

10 ZET DE BESMETTINGSMONITOREN UIT 10

11 Handelingen met open radioactieve stoffen Handelingen met open radioactieve stoffen Doel Het leren veilig werken met open radioactieve stoffen Het leren opsporen van een radioactieve besmetting Het leren veilig opruimen (decontamineren) van een geringe radioactieve besmetting Middelen Neem deze data van de practicumdocent over [α- 32 P]dATP activiteitsconcentratie:... (datum:.; tijd...) 99m Tc-pertechnetaat activiteitsconcentratie:.. (datum:.; tijd...) Dosistempomonitor: FH 40 G-L meetbereik 10 nsv/h 100 msv/h energiebereik: 36 kev 1,3 MeV besmettingsmonitoren (met GM-buis en NaI-kristal) groot oppervlakte besmettingsmonitor (LB122) pipetten (1-20 µl; µl; µl) transportbakjes Nuclide Energie (max) [kev} Stralingssoort Emissiewaarschijnlijkheid Halveringstijd Bronconstante Dosiscoëfficiënt [Sv/Bq] 32 P β kev 99m Tc γ 1 γ kev 2 kev (100%) (88,9%) (99%) T ½ = 14 dagen e 50, inh = 2, T ½ = 6 uur Γ= 0,023 µsv m 2 MBq -1 h -1 e 50, inh = 2, Opdracht 1 Met welke blootstellingswegen houdt u rekening? Meerdere antwoorden mogelijk. a. Externe blootstelling b. Inhalatie (inademing) c. Ingestie (inslikken) Opdracht 2 Welke maatregelen treft u om de stralingsbelasting tijdens deze proef zo laag mogelijk te houden? Meerdere antwoorden mogelijk. a. Droog oefenen b. Loodschort c. Pincet d. Berekeningen vooraf e. Handschoenen f. Afstand g. Tijd h. Risicoanalyse 11

12 Handelingen met open radioactieve stoffen Opdracht 3 Maak een schatting van de effectieve volgdosis (hoofdstuk 2.6 van de syllabus) als gevolg van het uitvoeren van dit practicum. Veronderstel dat bij het uitvoeren van deze handelingen per radionuclide een fractie van van de voorraadactiviteit kan worden geïnhaleerd. U mag bij deze berekeningen er van uitgaan dat de voorraadactiviteit 10 MBq voor elk radionuclide bedraagt. Opdracht 4 Bereken de effectieve volgdosis per jaar als u deze handelingen wekelijks uitvoert. Opdracht 5 Noem minimaal drie maatregelen die kunnen worden getroffen om de kans op een inwendige besmetting t.g.v. inhalatie en de daaruit volgende effectieve (volg)dosis te verlagen. Opdracht 6 Bereken de effectieve dosis als je deze handelingen uitvoert met 99m Tc met de activiteitsconcentraties van 10 MBq/ 5 ml, 10 GBq/ 5 ml en 10 TBq/ 5 ml. Je voert deze radiologische handelingen 0,5 uur per dag uit op 1 meter afstand. Opdracht 7 Een stockoplossing met 99m Tc (10 GBq/5 ml) valt in de zuurkast om. De volledige inhoud ligt in de zuurkast. In onderstaand tabel zijn verschillende acties beschreven, het waarom van de actie (reden) ontbreekt nog. Bedenk en schrijf de reden op waarom je zo dient te handelen. Te nemen actie Reden 1 Bel de lokaal stralingsdeskundige en de SBE 2 Trek potentieel besmette handschoenen/kleding uit 3 Besmetting indammen 4 Opruimen van besmetting samen met LSD of SBE Opdracht 8 Bereken de activiteitsconcentratie op dit moment. [α- 32 P]dATP activiteitsconcentratie:. datum/tijdstip.. 99m Tc-pertechnetaat activiteitsconcentratie: datum/tijdstip.. 12

13 Handelingen met open radioactieve stoffen Opdracht 9 9a. Maak een oplossing van 99m Tc met een activiteitsconcentratie van 100 Bq/µl in een volume van maximaal 1 ml. 9b. Maak een oplossing van 32 P met een activiteitsconcentratie van 100 Bq/µl in een volume van maximaal 1 ml. Bereid je goed voor. Maak een lijst met de benodigde middelen. Maak vervolgens een stappenplan. Bespreek dit stappenplan met de practicumbegeleider. Na goedkeuring van de practicumbegeleider tref je de voorbereidingen om vervolgens de proef op een verantwoorde wijze uit te voeren. Noteer de activiteitsconcentratie van de door u gemaakte oplossingen. Activiteitsconcentratie 32 P = Activiteitsconcentratie 99m Tc =.. [kbq/ml].. [kbq/ml] Opdracht 10 10a. Vul een LSC-telflesje (LSC = vloeistof scintillatieteller, zie dictaat blz. 87) met 10 ml telvloeistof en breng van de 32 P oplossing 2 kbq over in het LSC-telflesje (bereken welk volume u moet pipetteren:.µl). Sluit het LSC-flesje en homogeniseer. 10b. Blanco: Vul een tweede LSC-telflesje met 10 ml telvloeistof en breng hierin eenzelfde volume water als wat u hebt gepipetteerd onder 6a. Sluit het LSC-flesje en homogeniseer. Zet merktekens op de doppen van de flesjes, zodat u later weet wat de inhoud van de flesjes is. De flesjes worden later gemeten. Opdracht 11 Breng van de 99m Tc oplossing 500 Bq over in een nieuw Eppendorfcupje (bereken welk volume u moet pipetteren:.µl). Opdracht 12 Meet het 99m Tc-cupje gedurende 3 minuten onder het NaI-kristal met MCA. Bepaal het telrendement in de fotopiek van 140 kev. De practicumbegeleider helpt u met de instellingen van het apparaat. Opdracht 13 U krijgt van de practicumbegeleider een stuk zeil met daarop drie besmettingen: 500 Bq 32 P 1000 Bq 99m Tc 500 Bq 32 P Bq 99m Tc Spoor de op het zeil aangebrachte besmettingen op en geef schematisch aan waar welk radionuclide aanwezig is. 13

14 Handelingen met open radioactieve stoffen Opdracht 14 Neem m.b.v. een droog veegpapiertje (Pedismeer) een veegtest van de besmette 32 P-plek. Bedenk vooraf of hiervoor een pincet moet worden gebruikt en/of handschoenen moeten worden gedragen. Stop het veegpapiertje in een LSC-telflesje, vul dit flesje met 10 ml telvloeistof en homogeniseer. Zet een merkteken op de dop van het flesje, zodat u weet wat er in dit flesje zit. Vul ook een flesje met alleen telvloeistof zodat dit als achtergrondmeting gebruikt kan worden. De flesjes worden later gemeten. Doe hetzelfde met een nat veegpapiertje en vergelijk nat ten opzichte van droog met elkaar. Opdracht 15 Decontamineer de aangebrachte besmettingen. Deponeer gebruikte schoonmaakmaterialen en handschoenen in de daarvoor bestemde afvalbak. Opdracht 16 Plaats alle LSC-telflesjes (2 flesjes van opdracht 9, twee flesjes van opdracht 10 en drie flesjes van opdracht 14) onder begeleiding van de practicumbegeleider in de LSC-teller. Opdracht 17 Bepaal met uw LSC-meetresultaten het telrendement voor 32 P. Uw practicumbegeleider kan u helpen bij de interpretatie van de meetgegevens. Opdracht 18 Bepaal met uw LSC-meetresultaten het veegrendement van uw genomen veegproeven. Uw practicumbegeleider kan u helpen bij de interpretatie van de meetgegevens 14