Radioactiviteit
Radioactiviteit waarnemen? RUIKEN HOREN VOELEN ZIEN
Toepassingen
Blootstelling in België Natuurlijke bronnen 2.6 msv/j (3/4) Kosmische stralingen 0.3 Bodem en gebouwen 0.4 Radioactiviteit in de mens 0.3 Radioactiviteit in de aardkorst + radon 1.6 Kunstmatige radioactiviteit 1 msv/j (1/4) Medische toepassingen 0.95 Kerncentrales, kernproeven, Tsjernobyl, beeldschermen, rookdetectoren e.a. 0.05
Opbouw van materie Moleculen Atomen Neutronen Protonen Elektronenmantel
Periodiek systeem
Voorstelling atoom Aantal elektronen = Aantal protonen proton electron neutron
Isotopen
Radioactieve stoffen Radioactieve stoffen zijn stoffen die ioniserende stralingen uitzenden. Deze straling kan worden uitgezonden omdat de kernen van deze stoffen kernmutaties ondergaan.
Ionisatie Ioniserende straling is in staat om elektronen uit de elektronenmantel van een atoom weg te trekken/schieten. Aantal elektronen aantal protonen Atoom wordt geladen ion Ioniserende straling = straling die atomen kan ioniseren.
Soorten straling Symbool Voorbeeld Alfa Beta Gamma α β γ Rookdetector (Am-241) Ziekenhuis (Ra-226) SCK : Pu-242 Ziekenhuis (I-131, Mo-99, Tc-99m, Cs- 137) Ziekenhuis en industrie (Co-60)
Eigenschappen α - straling Zware deeltjes met hoge snelheid Groot ioniserend vermogen (positieve lading) Beperkt doordringingsvermogen (demo) in lucht : enkele cm in vaste stoffen en vloeistoffen : < 1 mm Moeilijk detecteerbaar Voornamelijk een gevaar bij inname in het lichaam
Eigenschappen van β - straling Beperkter ioniserend vermogen Doordringingsvermogen groter dan bij α : in lucht : enkele m in vaste stoffen : enkele mm β gemakkelijk af te schermen (X stralen!) Beter te detecteren In het lichaam : minder schadelijk dan α
γ - straling (spectrum) Straling bezit geen lading noch massa (E = mc²)
γ - straling Straling bezit geen lading noch massa (E = mc²) Groot doordringingsvermogen in lucht : vele m in beton : tientallen cm in lood : enkele cm Gevolgen : moeilijk af te schermen goed detecteerbaar zowel schadelijk binnen als buiten het lichaam
Neutronen - straling Deeltjes straling Elektrisch neutraal Groot doordringingsvermogen Moeilijk af te schermen en zorgen voor veel schade in het lichaam Gevaar voor secundaire straling door de afscherming (activatie)
Stralingen - vrije weglengte Bron Lucht Persoon α (cm) β (meter) γ, X, n >100 m
Afscherming - overzicht
Activiteit (A) Het aantal kernen dat vervalt per eenheid van tijd Eenheid : Becquerel 1 Bq = 1 desintegratie / seconde Oude eenheid : Curie 1 Ci = 3.7 x 10 10 Bq
Veel gebruikte veelvouden 1 mbq = 0.001 of 10-3 Bq 1 Bq = 1 Bq 1 kbq = 1.000 of 10 3 Bq 1 MBq = 1.000.000 of 10 6 Bq 1 GBq = 1.000.000.000 of 10 9 Bq 1 Ci = 37 GBq 1 mci = 37 MBq
Halveringstijd (T1/2) Tijd waarna de helft van de aanwezige kernen vervallen zijn Isotoop Halveringstijd 135 Cs 2 miljoen jaar 217 Ra 1.6 µsec
Halfwaardedikte (D1/2) Dikte materiaal waarbij de hoeveelheid straling die door het materiaal gaat wordt gehalveerd D1/2 wordt bepaald door : energie van de straling type straling
Dosis (D) Geabsorbeerde stralingsenergie per eenheid van massa Eenheid Gray 1 Gray = 1 Gy = 1 J/kg Oude eenheid Rad 1 Gy = 100 rad Dosistempo : Dosis / tijd
Kwaliteitsfactor (Q) Q = maat voor de schadelijkheid (t.g.v. ionisaties) van het type straling Soort straling Q α 20 β γ, X n 5-20 (i.f.v.energie)
Dosisequivalent (H) H geeft de schadelijkheid aan van de straling H = D x Q Eenheid Sievert (Sv) Oude eenheid Rem 1 Sv = 100 rem
Dosis versus dosistempo DOSIS: Impakt op mens in Gy of Sv DOSISTEMPO: Hoe snel loopt de dosis op in Gy/h of Sv/h. Verband tussen dosistempo en dosis is analoog aan verband ts snelheid in km/h en afgelegde weg in km
Kwadraatregel Het stralingsniveau veranderd omgekeerd met het kwadraat van de afstandsverandering. Voorbeeld: Op 1 m meet ik 18 µsv Op 2 m (x 2) meet ik 4,5 µsv (:4) Op 3 m (x 3) meet ik 2 µsv (: 9) Op 6 m meet ik 3 µsv Op 3 m (:2) meet ik 12 µsv (x 12) Op 2 m (:3) meet ik 27 µsv (x 9) Op 1 m (:6) meet ik 108 µsv (x 36)
Bestraling Bestraling stopt:. Genoeg afscherming. Men weggaat van de bron Bestraling wordt niet doorgegeven
Bestraling - bescherming BASISREGELS:
Uitwendige besmetting Bron op lichaam of kledij Besmetting stopt: grondige reiniging verwijdering besmette kledij Besmetting kan doorgegeven worden
Inwendige besmetting INGESTIE voedsel maag-darm kanaal INHALATIE stof, gas longen HUID bloed WONDEN bloed
Bescherming inwendige besmetting
Meten van interne besmetting Meting door analyses : Neussnuit Faeces, urine en bloed Rechtstreekse metingen : TBC
Meten van interne besmetting
Bescherming besmetting - overzicht Draag de vereiste beschermkledij Verboden: eten, drinken, roken Let op voor verwondingen Controleer regelmatig op besmettingen (bij verlaten van de zone - incl. materiaal) Scheiding v.d. kledij
Stralingsbescherming Rechtvaardigingsprincipe ALARA: As Low As Reasonably Achievable Limieten
Limieten routine-activiteiten 1 msv/j: max jaardosis voor personen van het publiek 20 msv/j: max jaardosis (glijdend) voor professioneel blootgestelden Bron: ARBIS: KB 20-07-2001, B.S. 30-08-2001
Limieten bij ongeval 5-15 msv effectieve dosis op 24 u aanbeveling om te schuilen 10 (kind) - 50 (volwassene) msv equivalente schildklierdosis aanbeveling jodiumverdeling 50-150 msv effectieve dosis over 7 dagen aanbeveling evacuatie Bron: B.S. 24.11.2003
Richtwaarden inzet personeel Onder leiding van een bevelvoerder: 25 µsv/h Onder leiding van een stralingsdeskundige: > 25 µsv/h - 2 msv
Limieten inzet personeel Dringende actie op plaats ongeval mensenlevens te redden of rampzalige omstandigheden te vermijden Streven naar max 250 msv Proberen 50 msv door rotatie Alles doen om 500 msv te vermijden > 500 msv: uitz. om mensenlevens
Limieten inzet personeel Andere dringende acties zoals evacuatie, handhaving openbare orde Streven naar dosislimieten voor beroepshalve blootgestelde personen of 20 msv/jaar Tot 250 msv indien gerechtvaardigd Bron: B.S. 24.11.2001
Stralingseffecten Onmiddellijke Deterministisch Effect in rechtstreeks verband met opgelopen dosis Uitgestelde Stochastische = kans Kans in rechtstreeks verband met opgelopen dosis Ofwel wel, ofwel niet: geen gradaties
Stralingseffecten: : onmiddellijke 0-250 msv Microscopische afwijkingen in chromosomen. Geen merkbare effecten. 250-1000 msv Afwijkingen in het bloed. Geen merkbare effecten. 1-3 Sv Ernstige afwijkingen in het bloed. Optreden van stralingsziekte (misselijkheid, braken). 3 Sv Enkele slachtoffers overlijden. Begin haaruitval. 4 Sv Helft van de slachtoffers overlijdt binnen 2 maanden 5 Sv Beschadiging maagdarmkanaal. Diarree, infecties. Slechts enkele slachtoffers overleven. 6 Sv Alle slachtoffers overlijden binnen 2 weken. 20 Sv Hersenen zijn beschadigd. Alle slachtoffers overlijden binnen 2 dagen.
Stralingseffecten: : uitgestelde Kans: 4 à 8 % per opgelopen Sv
Algemene maatregelen incidenten met r.a. stoffen Opstelplaats voertuigen + pers.: bovenwinds op min. 25 meter Verplicht dragen van beschermkledij + dosismeter Draag ademhalingsbescherming (vervang de flessen buiten de zone) Slachtoffers in veiligheid brengen - EHBO primeert (gewonden in dekens wikkelen)
Algemene maatregelen incidenten met r.a. stoffen Verwittig FANC: 02 / 502 89 99 bevestiging r.a. materialen controle integriteit verpakkingen evaluatie stralingsrisico s Toegangsverbod nieuwsgierigen Afbakenen van de gevarenzone (25 µgy/uur)
Algemene maatregelen incidenten met r.a. stoffen Inzet met minimum aan personeel (enkel geïnformeerde vrijwilligers, geen zwangere vrouwen of borstvoeding, vrouwen: info over zwangerschap) Beperk inzettijd, neem afstand en gebruik eventuele afschermingen Compartimenteer de activiteiten (controlemetingen voor personeel en materieel)
Algemene maatregelen incidenten met r.a. stoffen Registreer de dosis - toepassen ALARA-principe Nooit eten, drinken of roken op de plaats van de interventie Na afloop : besmettingscontrole personeel + omgeving ontsmetting personeel (masker ophouden) verzameling besmette kledij en afvalstoffen
Meten van ioniserende straling
Meten van ioniserende straling Types van detectoren : op basis van ionisatie in gassen vb ionisatiekamer, proportionele teller en de Geiger-Müller teller door gebruik te maken van het oplichten van sommige stoffen onder invloed van de ioniserende straling : scintillatiedetektoren voor α, β en γ door gebruik te maken van halfgeleiderdetectoren (germanium en silicium)
Meten van ioniserende straling Indeling meettoestellen : voor persoonlijke controle (dosismeters vb. Gammacom, pendosismeter) voor het opsporen van bronnen en meten van dosistempo (vb. teletector, automess, FH 40) voor het meten van besmettingen (PCM s)
Dosismeters Pendosismeter (gecummuleerde dosis) Filmdosismeter (gecummuleerde dosis) Thermoluminescente dosismeter (gecummuleerde dosis) Alarmdosismeter (dosistempo en gecummuleerde dosis) met instelbare waarschuwingsdrempel
Gebruik Gammacom type 4200 Digitale alarmdosismeter GM-detector Dosisalarmen: Waarschuwingsalarm: 10 msv Dosisalarm: 40 msv Dosistempometer Resetbox Opgelet voor de batterijspanning (> 6.5 V) Bij alarmoverschrijding: resetbox niet gebruiken!!!!
Dosistempometers Meten de dosis / tijdseenheid afgezet in de detector Eenheid : R/h, Gy/h of Sv/h Geven een eerste indicatie aan van het bestralingsgevaar.
Automess 6150 AD3
Automess 6150 AD3 Dosistempometer (dosis/tijd) / dosismeter (tot. dosis) voor X en γ straling Alarmering bij overschrijding van dosistempo en gecumuleerde dosis 4 bedieningstoetsen (aan/uit, selecteren, lichttoets, geluid) 8 aanduidingen (statussen): dosistempo, gemiddeld dosistempo, dosistempo alarmdrempel, max. dosistempo, gecumuleerde dosis, dosis amarmdrempel en batterijspanning en calibratie Aansluiting externe sonde
Automess 6150 AD3 Aanzetten: akoestische test, display test, geheugen test, batterijspanning (min. 5.5 V) Afzetten: display 1 2x drukken binnen 3 sec Dosistempo alarm: 25 µsv/h (2 signalen/sec) Display 1 Pinken van hoorn-symbool Alarm afzetten met toets 4 Gecumuleerde dosis alarm: 2 msv (4 signalen/sec) Display 5, pinken hoorn Nieuw alarm bij + 2%, + 5% of + 10% (instelling)
Teletector
Teletector 2 GM- tellers (γ, X en β straling) Telescopische antenne 4 m Oortelefoon Meetbereik: 0.1 mr/h (1 µgy Gy/h) tot 1000 R/h (10 Gy/h) 7 posities met beweegbare schaal en rode (hoog dosisdebiet) of zwarte kleur (laag dosisdebiet)
Meten van besmetting Gebruik van besmettingsmonitor Inwendige besmetting meten met speciale apparatuur (TBC) Uitwendige sonde aansluiten op dosistempometer
Radioactiviteit - meten Dositec: persoonlijke dosismeter Gammacom: dosis FH40 G & Meetsonde: Dosis Besmetting
Dosistempometer FH40G Proportionele teller Dosis X en gamma stralingen Energiebereik: 36 kev tot 1.3 MeV Nauwkeuringheid: max fout + 20 % Typisch 10 %
Dosistempometer FH40 G Operatortoets Selecteertoets Lichttoets Geluidstoets
Dosistempometer: : Alarmen 25 µsv/h 15 msv Zelftest bij het aanzetten van het toestel
Besmettingmeter FHZ 742 Scintillatieprincipe ZnS: alfa Plastic scintillator: bèta-gamma Photomultiplier Beschermfolie
Besmettingsmeter FHZ742 2 modes Alfa Alfa, bèta, gamma
Besmettingsmeter FHZ742 Scintillatie Actief oppervlak 125 cm² Achtergrond: Alfa: 0.05 cps Alfa, bèta, gamma: 10 cps Gevoeligheid: tussen 2 en 25 % Alarm: ingesteld op 30 cps
Besmettingsniveau Alarm: 30 cps of ± 1 Bq/cm² (30 x 4/125) Vrijgave: 0.04 Bq/cm² alfa 0.4 Bq/cm² bèta Transport: Niet-afneembare besmetting 0.4 Bq/cm² alfa 4 Bq/cm² bèta
Besmettingsmeting Dicht tegen het oppervlak zelf Opletten om beschermfolie niet te beschadigen Opletten om monitor niet zelf te besmetten
Alarmen Situatie visueel audio Besmetting EXTERN continu Dosisdebiet INTERN continu Dosis DOSE 3*kort/sec
Doelstellingen metingen Vaststellen van het stralings- en besmettingsgebied Informeren van de hulpverleners - overheid Controleren van de hulpverleners (dosis besmetting - decontaminatie)
Dosismeting op plaats van ongeval Grens van stralingsniveau (25 µgy/uur)
Meetploegen - metingen Dosistempometing Besmettingsmeting alfa zonder afschermplaat Besmettingsmeting alfa,bèta,gamma met afschermplaat Besmettingsmeting alfa, bèta, gamma zonder afschermplaat
Meetploegen - metingen Dosistempometing µsv/h (op m van bron) Besmettingsmeting alfa cps Besmettingsmeting alfa, bèta, gamma met afschermplaat cps Besmettingsmeting alfa, bèta, gamma zonder afschermplaat cps.