Radioaktive Kontamination - Radioactive contamination

Der Standort Hanford stellt zwei Drittel des hochradioaktiven Abfalls der Vereinigten Staaten nach Volumen dar. Im Januar 1960 säumen Kernreaktoren das Flussufer am Standort Hanford entlang des Columbia River .

Seit 2013 ist die Nuklearkatastrophe von Fukushima noch immer hochgradig radioaktiv . Etwa 160.000 Evakuierte leben noch immer in provisorischen Unterkünften, und ein Teil des Landes wird für Jahrhunderte unbebaubar sein. Die schwierige Aufräumarbeit wird 40 oder mehr Jahre dauern und zig Milliarden Dollar kosten.

Radioaktive Kontamination , auch radiologische Kontamination genannt , ist die Ablagerung oder das Vorhandensein radioaktiver Stoffe auf Oberflächen oder in Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen (einschließlich des menschlichen Körpers), wenn ihre Anwesenheit unbeabsichtigt oder unerwünscht ist (von der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA .) ) Definition).

Eine solche Kontamination stellt eine Gefahr aufgrund des radioaktiven Zerfalls der Verunreinigungen dar, der schädliche Wirkungen wie ionisierende Strahlung (nämlich Alpha- , Beta- und Gammastrahlen ) und freie Neutronen erzeugt . Der Grad der Gefährdung wird durch die Konzentration der Schadstoffe, die Energie der emittierten Strahlung, die Art der Strahlung und die Nähe der Kontamination zu Körperorganen bestimmt. Es ist wichtig, klarzustellen, dass die Kontamination zur Strahlengefahr führt und die Begriffe "Strahlung" und "Kontamination" nicht austauschbar sind.

Die Quellen der radioaktiven Verschmutzung können in zwei Gruppen eingeteilt werden: natürliche und vom Menschen verursachte. Nach einer atmosphärischen Kernwaffenentladung oder einem Bruch der Eindämmung eines Kernreaktors werden Luft, Boden, Menschen, Pflanzen und Tiere in der Umgebung durch Kernbrennstoffe und Kernspaltungsprodukte kontaminiert . Ein verschüttetes Fläschchen mit radioaktivem Material wie Uranylnitrat kann den Boden und alle Lappen, die zum Aufwischen verwendet werden, kontaminieren. Zu den Fällen weit verbreiteter radioaktiver Kontamination gehören das Bikini-Atoll , das Rocky-Flats-Werk in Colorado, die Nuklearkatastrophe von Fukushima Daiichi , die Katastrophe von Tschernobyl und die Gegend um die Mayak- Anlage in Russland.

Kontaminationsquellen

Globale Kontamination in der Luft Atmosphärische Atomwaffentests haben die Konzentration von ¹⁴ C in der nördlichen Hemisphäre fast verdoppelt . Diagramm der atmosphärischen ¹⁴ C, Neuseeland und Österreich . Die neuseeländische Kurve ist repräsentativ für die Südhalbkugel, die österreichische Kurve ist repräsentativ für die Nordhalbkugel. .

Die Quellen der radioaktiven Verschmutzung können natürlicher oder künstlicher Art sein.

Eine radioaktive Kontamination kann verschiedene Ursachen haben. Sie kann durch die Freisetzung radioaktiver Gase, Flüssigkeiten oder Partikel auftreten. Wenn beispielsweise ein in der Nuklearmedizin verwendetes Radionuklid verschüttet wird (versehentlich oder, wie im Fall des Goiânia-Unfalls , aus Unwissenheit), könnte das Material von Menschen beim Herumlaufen verbreitet werden.

Eine radioaktive Kontamination kann auch eine unvermeidliche Folge bestimmter Prozesse sein, beispielsweise der Freisetzung von radioaktivem Xenon bei der Wiederaufbereitung von Kernbrennstoffen . In Fällen, in denen radioaktives Material nicht zurückgehalten werden kann, kann es auf sichere Konzentrationen verdünnt werden. Für eine Diskussion der Umweltverschmutzung durch Alphastrahler siehe Aktiniden in der Umwelt .

Nuklearer Fallout ist die Verteilung der radioaktiven Kontamination durch die 520 atmosphärischen Atomexplosionen , die zwischen den 1950er und 1980er Jahren stattfanden.

Bei nuklearen Unfällen wird ein Maß für die Art und Menge der freigesetzten Radioaktivität, beispielsweise bei einem Ausfall eines Reaktorsicherheitsbehälters, als Quellterm bezeichnet. Die United States Nuclear Regulatory Commission definiert dies als "Arten und Mengen radioaktiver oder gefährlicher Stoffe, die nach einem Unfall in die Umwelt freigesetzt werden".

Die Kontamination umfasst nicht restliches radioaktives Material, das nach Abschluss der Stilllegung an einem Standort verbleibt . Daher wird radioaktives Material in versiegelten und gekennzeichneten Behältern nicht richtig als Kontamination bezeichnet, obwohl die Maßeinheiten dieselben sein können.

Eindämmung

Großes industrielles Handschuhfach in der Nuklearindustrie

Die Eindämmung ist der wichtigste Weg, um zu verhindern, dass Kontaminationen in die Umwelt gelangen, in Kontakt kommen oder von Menschen aufgenommen werden.

Innerhalb des vorgesehenen Containments wird radioaktives Material von radioaktiver Kontamination unterschieden . Wenn radioaktive Stoffe außerhalb eines Sicherheitsbehälters auf ein nachweisbares Niveau konzentriert sind, wird der betroffene Bereich im Allgemeinen als "kontaminiert" bezeichnet.

Es gibt eine Vielzahl von Techniken, um radioaktives Material einzuschließen, damit es sich nicht über das Containment hinaus ausbreitet und zu einer Kontamination wird. Im Fall von Flüssigkeiten geschieht dies durch die Verwendung von hochintegrierten Tanks oder Behältern, normalerweise mit einem Sumpfsystem, damit Leckagen durch radiometrische oder konventionelle Instrumente erkannt werden können.

Wenn Material wahrscheinlich in die Luft gelangen kann, wird die Glovebox ausgiebig verwendet , die in vielen Industrien in gefährlichen Labor- und Prozessabläufen eine gängige Technik ist. Die Gloveboxen werden unter leichtem Unterdruck gehalten und das Abgas wird in Hochleistungsfiltern gefiltert, die radiologisch auf ihre Funktionsfähigkeit überwacht werden.

Natürlich vorkommende Radioaktivität

Eine Vielzahl von Radionukliden kommt natürlicherweise in der Umwelt vor. Elemente wie Uran und Thorium und ihre Zerfallsprodukte sind in Gestein und Boden vorhanden. Kalium-40 , ein Urnuklid , macht einen kleinen Prozentsatz des gesamten Kaliums aus und kommt im menschlichen Körper vor. Andere Nuklide, wie Kohlenstoff-14 , der in allen lebenden Organismen vorhanden ist, werden kontinuierlich durch kosmische Strahlung erzeugt .

Diese Radioaktivitätswerte stellen keine Gefahr dar, können aber die Messung verwirren. Ein besonderes Problem tritt bei natürlich erzeugtem Radongas auf, das Instrumente beeinträchtigen kann, die so eingestellt sind, dass sie Kontaminationen nahe dem normalen Hintergrundniveau erkennen und Fehlalarme verursachen können. Aufgrund dieser Fähigkeit ist es vom Betreiber radiologischer Vermessungsgeräte erforderlich, zwischen Hintergrundstrahlung und der Strahlung, die von einer Kontamination ausgeht, zu unterscheiden .

Natürlich vorkommende radioaktive Stoffe (NORM) können durch menschliche Aktivitäten wie Bergbau, Öl- und Gasförderung und Kohleverbrauch an die Oberfläche gebracht oder konzentriert werden.

Kontrolle und Überwachung der Kontamination

Geiger-Müller-Zähler werden als Gamma-Überwachungsmonitore verwendet und suchen nach radioaktiven Satellitentrümmern

Radioaktive Kontamination kann auf Oberflächen oder in Material- oder Luftmengen vorliegen, und es werden spezielle Techniken verwendet, um die Kontamination durch Nachweis der emittierten Strahlung zu messen.

Kontaminationsüberwachung

Die Kontaminationsüberwachung hängt ganz von der richtigen und sachgemäßen Verwendung und Verwendung von Strahlungsüberwachungsinstrumenten ab.

Oberflächenverschmutzung

Oberflächenverunreinigungen können entweder fixiert oder "frei" sein. Bei fester Kontamination kann das radioaktive Material per definitionem nicht verbreitet werden, aber seine Strahlung ist dennoch messbar. Bei freier Kontamination besteht die Gefahr der Kontaminationsübertragung auf andere Oberflächen wie Haut oder Kleidung oder Eintrag in die Luft. Eine durch Radioaktivität kontaminierte Betonoberfläche kann bis zu einer bestimmten Tiefe geschliffen werden, wobei das kontaminierte Material zur Entsorgung entfernt wird.

Für Berufstätige werden Kontrollbereiche eingerichtet, in denen eine Kontaminationsgefahr bestehen kann. Der Zugang zu solchen Bereichen wird durch eine Vielzahl von Barrieretechniken kontrolliert, die manchmal das Wechseln von Kleidung und Schuhwerk nach Bedarf erfordern. Die Kontamination innerhalb eines kontrollierten Bereichs wird normalerweise regelmäßig überwacht. Strahlenschutzinstrumente (RPI) spielen eine Schlüsselrolle bei der Überwachung und Erkennung einer möglichen Kontaminationsausbreitung, und oft werden Kombinationen von tragbaren Vermessungsinstrumenten und fest installierten Bereichsmonitoren wie Partikelmonitoren und Bereichsgammamonitoren installiert. Die Erfassung und Messung der Oberflächenkontamination von Personal und Anlagen erfolgt in der Regel durch Geigerzähler , Szintillationszähler oder Proportionalzähler . Proportionalzähler und Dual-Phosphor-Szintillationszähler können zwischen Alpha- und Beta-Kontamination unterscheiden, der Geigerzähler jedoch nicht. Szintillationsdetektoren werden im Allgemeinen für tragbare Überwachungsinstrumente bevorzugt und sind mit einem großen Erfassungsfenster ausgestattet, um die Überwachung großer Bereiche zu beschleunigen. Geiger-Detektoren haben in der Regel kleine Fenster, die eher für kleine Kontaminationsbereiche geeignet sind.

Ausgangsüberwachung

Die Kontaminationsausbreitung durch Personal, das kontrollierte Bereiche verlässt, in denen Nuklearmaterial verwendet oder verarbeitet wird, wird durch speziell installierte Ausgangskontrollinstrumente wie Frisk-Sonden, Handkontaminationsmonitore und Ganzkörperausgangsmonitore überwacht. Diese werden verwendet, um zu überprüfen, dass Personen, die Kontrollbereiche verlassen, keine Kontaminationen an ihrem Körper oder ihrer Kleidung tragen.

Im Vereinigten Königreich hat die HSE einen Benutzerleitfaden zur Auswahl des richtigen tragbaren Strahlungsmessgeräts für die betreffende Anwendung herausgegeben. Dies deckt alle Strahleninstrumententechnologien ab und ist ein nützlicher Vergleichsleitfaden für die Auswahl der richtigen Technologie für den Kontaminationstyp.

Die britische NPL veröffentlicht einen Leitfaden zu den Alarmstufen, die mit Instrumenten zur Kontrolle von Personal verwendet werden sollen, das kontrollierte Bereiche verlässt, in denen eine Kontamination auftreten kann. Die Oberflächenkontamination wird normalerweise in Einheiten der Radioaktivität pro Flächeneinheit für Alpha- oder Beta-Strahler ausgedrückt. Für SI sind dies Becquerel pro Quadratmeter (oder Bq/m ² ). Andere Einheiten, wie picoCuries pro 100 cm ² oder Zerfälle pro Minute pro Quadratzentimeter (1 dpm / cm ² = 167 Bq / m ² ) verwendet werden.

Luftverschmutzung

Die Luft kann mit radioaktiven Isotopen in partikulärer Form kontaminiert sein, was eine besondere Inhalationsgefahr darstellt. Atemschutzmasken mit geeigneten Luftfiltern oder komplett in sich geschlossene Anzüge mit eigener Luftversorgung können diese Gefahren mindern.

Die luftgetragene Kontamination wird mit speziellen radiologischen Instrumenten gemessen, die die entnommene Luft kontinuierlich durch einen Filter pumpen. Schwebstoffe sammeln sich auf dem Filter an und können auf verschiedene Weise gemessen werden:

Das Filterpapier wird periodisch manuell zu einem Instrument wie einem "Scaler" entfernt, das jegliche angesammelte Radioaktivität misst.
Das Filterpapier ist statisch und wird in situ von einem Strahlungsdetektor gemessen.
Der Filter ist ein sich langsam bewegender Streifen und wird von einem Strahlungsdetektor gemessen. Diese werden allgemein als "bewegliche Filter"-Vorrichtungen bezeichnet und bewegen den Filter automatisch vorwärts, um einen sauberen Bereich für die Ansammlung darzustellen, und ermöglichen dadurch eine Aufzeichnung der Konzentration in der Luft über die Zeit.

Üblicherweise wird ein Halbleiter-Strahlungsdetektionssensor verwendet, der auch spektrographische Informationen über die gesammelte Kontamination liefern kann.

Ein besonderes Problem bei luftgetragenen Kontaminationsmonitoren zum Nachweis von Alpha-Partikeln besteht darin, dass natürlich vorkommendes Radon recht weit verbreitet sein kann und als Kontamination erscheinen kann, wenn niedrige Kontaminationsniveaus angestrebt werden. Moderne Geräte verfügen folglich über eine "Radonkompensation", um diesen Effekt zu überwinden.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel zur Überwachung der Radioaktivität von Partikeln in der Luft .

Innere menschliche Kontamination

Radioaktive Kontamination kann durch Verschlucken , Einatmen , Resorption oder Injektion in den Körper gelangen . Dies führt zu einer festgelegten Dosis .

Aus diesem Grund ist es wichtig, beim Umgang mit radioaktiven Stoffen persönliche Schutzausrüstung zu tragen . Radioaktive Kontamination kann auch durch den Verzehr von kontaminierten Pflanzen und Tieren oder durch das Trinken von kontaminiertem Wasser oder Milch von exponierten Tieren aufgenommen werden. Nach einem größeren Kontaminationsereignis sollten alle möglichen Wege einer inneren Exposition in Betracht gezogen werden.

Erfolgreich bei Harold McCluskey angewendet , gibt es Chelat-Therapie und andere Behandlungen für die interne Radionuklid-Kontamination.

Dekontamination

Eine Reinigungscrew, die nach dem Unfall auf Three Mile Island daran arbeitet, radioaktive Kontamination zu beseitigen .

Die Beseitigung von Kontaminationen führt zu radioaktiven Abfällen, es sei denn, das radioaktive Material kann durch Wiederaufbereitung einer kommerziellen Nutzung zugeführt werden . In einigen Fällen großer Kontaminationsgebiete kann die Kontamination durch Vergraben und Abdecken der kontaminierten Substanzen mit Beton, Erde oder Gestein abgemildert werden, um eine weitere Ausbreitung der Kontamination auf die Umwelt zu verhindern. Wenn der Körper einer Person durch Verschlucken oder durch Verletzung kontaminiert ist und eine Standardreinigung die Kontamination nicht weiter reduzieren kann, kann die Person dauerhaft kontaminiert sein.

Kontaminationskontrollprodukte werden seit Jahrzehnten vom US-Energieministerium (DOE) und der kommerziellen Nuklearindustrie verwendet, um die Kontamination von radioaktiven Geräten und Oberflächen zu minimieren und Kontaminationen an Ort und Stelle zu fixieren. „Produkte zur Kontaminationskontrolle“ ist ein weit gefasster Begriff, der Fixiermittel, abziehbare Beschichtungen und Dekontaminationsgele umfasst . Ein Fixiermittel fungiert als dauerhafte Beschichtung, um restliche lose/übertragbare radioaktive Kontamination durch Fixierung zu stabilisieren; Dies trägt dazu bei, die Ausbreitung von Kontaminationen zu verhindern und verringert die Möglichkeit, dass die Kontamination in die Luft gelangt, verringert die Exposition der Mitarbeiter und erleichtert zukünftige Deaktivierungs- und Stilllegungsaktivitäten (D&D). Abziehbare Beschichtungsprodukte sind lose haftende lackähnliche Filme und werden wegen ihrer Dekontaminierungsfähigkeiten verwendet. Sie werden auf Oberflächen mit loser/übertragbarer radioaktiver Kontamination aufgebracht und nach dem Trocknen abgezogen, wodurch die lose/übertragbare Kontamination zusammen mit dem Produkt entfernt wird. Die restliche radioaktive Kontamination auf der Oberfläche wird durch das Entfernen der abziehbaren Beschichtung deutlich reduziert. Moderne abziehbare Beschichtungen weisen eine hohe Dekontaminationseffizienz auf und können es mit herkömmlichen mechanischen und chemischen Dekontaminierungsmethoden aufnehmen. Dekontaminationsgele funktionieren ähnlich wie andere abziehbare Beschichtungen. Die durch den Einsatz von Kontaminationskontrollprodukten erzielten Ergebnisse sind variabel und hängen von der Art des Substrats, dem gewählten Kontaminationskontrollprodukt, den Verunreinigungen und den Umgebungsbedingungen (zB Temperatur, Feuchtigkeit etc.) ab. [2]

Einige der größten Gebiete, die dekontaminiert werden müssen, befinden sich in der Präfektur Fukushima , Japan. Die nationale Regierung steht unter Druck, aufgrund des Atomunfalls von Fukushima im März 2011 so viel Land wie möglich von Radioaktivität zu befreien , damit einige der 110.000 Vertriebenen zurückkehren können. Die Entfernung des wichtigsten gesundheitsgefährdenden Radioisotops ( Cäsium-137 ) aus schwach radioaktiven Abfällen könnte auch die Menge der Abfälle, die einer Sonderentsorgung bedürfen, drastisch verringern. Ein Ziel ist es, Techniken zu finden, die in der Lage sein könnten, 80 bis 95 % des Cäsiums aus kontaminierten Böden und anderen Materialien effizient und ohne Zerstörung des organischen Gehalts im Boden zu entfernen. Einer, der untersucht wird, wird als hydrothermales Sprengen bezeichnet. Das Cäsium wird aus Bodenpartikeln herausgebrochen und anschließend mit Eisen ( III) -cyanid ( Preußischblau ) ausgefällt . Es wäre der einzige Bestandteil des Abfalls, der spezielle Grabstätten erfordert. Ziel ist es, die jährliche Exposition aus der kontaminierten Umgebung auf ein Millisievert (mSv) über dem Hintergrund zu senken . Das am stärksten kontaminierte Gebiet mit Strahlendosen von mehr als 50 mSv/Jahr muss gesperrt bleiben, aber einige Gebiete mit derzeit weniger als 5 mSv/Jahr können dekontaminiert werden, sodass 22.000 Einwohner zurückkehren können.

Um Menschen zu schützen, die in radioaktiv verseuchten geografischen Gebieten leben, hat die Internationale Strahlenschutzkommission einen Leitfaden veröffentlicht: "Publikation 111 – Anwendung der Empfehlungen der Kommission zum Schutz von Menschen, die in langfristig kontaminierten Gebieten nach einem nuklearen Unfall leben". oder ein Strahlennotfall".

Kontaminationsgefahren

Periodensystem mit Elementen, die entsprechend der Halbwertszeit ihres stabilsten Isotops gefärbt sind.

Elemente, die mindestens ein stabiles Isotop enthalten.

Radioaktive Elemente: Das stabilste Isotop ist mit einer Halbwertszeit von über vier Millionen Jahren sehr langlebig.

Radioaktive Elemente: Das stabilste Isotop hat eine Halbwertszeit zwischen 800 und 34.000 Jahren.

Radioaktive Elemente: Das stabilste Isotop hat eine Halbwertszeit zwischen einem Tag und 130 Jahren.

Hochradioaktive Elemente: Das stabilste Isotop hat eine Halbwertszeit zwischen mehreren Minuten und einem Tag.

Extrem radioaktive Elemente: Das stabilste Isotop hat eine Halbwertszeit von weniger als mehreren Minuten.

Geringe Kontamination

Die Gefährdung von Mensch und Umwelt durch radioaktive Kontamination hängt von der Art der radioaktiven Kontamination, dem Kontaminationsgrad und dem Ausmaß der Kontaminationsausbreitung ab. Eine geringe radioaktive Kontamination stellt ein geringes Risiko dar, kann aber dennoch durch Strahlungsinstrumente nachgewiesen werden. Wird eine Vermessung oder Karte eines kontaminierten Gebiets angefertigt, können Stichprobenstellen mit ihrer Aktivität in Becquerel oder Curie bei Kontakt gekennzeichnet werden. Niedrige Werte können mit einem Szintillationszähler in Zählungen pro Minute gemeldet werden .

Bei geringer Kontamination durch Isotope mit kurzer Halbwertszeit kann es am besten sein, das Material einfach auf natürliche Weise zerfallen zu lassen . Länger lebende Isotope sollten gereinigt und fachgerecht entsorgt werden, da selbst eine sehr geringe Strahlung bei längerer Exposition lebensgefährlich sein kann.

Als kontaminiert geltende Einrichtungen und physische Standorte können von einem Gesundheitsphysiker abgesperrt und als „kontaminierter Bereich“ gekennzeichnet werden. Personen in der Nähe solcher würde ein Gebiet kommen erfordern in der Regel anti-Kontamination Kleidung ( „anti-Cs“).

Starke Kontamination

Hohe Kontaminationen können große Risiken für Mensch und Umwelt darstellen. Durch die Ausbreitung einer Kontamination nach einem Unfall (oder einer absichtlichen Einleitung ) mit großen Mengen radioaktiven Materials können Menschen sowohl äußerlich als auch innerlich potenziell tödlicher Strahlung ausgesetzt sein . Die biologischen Auswirkungen einer externen radioaktiven Kontamination sind im Allgemeinen die gleichen wie die einer externen Strahlenquelle, die keine radioaktiven Materialien enthält, wie z. B. Röntgengeräte , und hängen von der Energiedosis ab .

Wenn radioaktive Kontamination gemessen wird oder kartiert in situ , die jede Stelle erscheint eine zu Punktquelle der Strahlung wahrscheinlich stark verschmutzt werden soll. Ein stark kontaminierter Ort wird umgangssprachlich als „Hot Spot“ bezeichnet. Auf einer Karte eines kontaminierten Ortes können Hot Spots mit ihrer Dosisleistung "bei Kontakt" in mSv/h gekennzeichnet werden. In einer kontaminierten Einrichtung können Hotspots mit einem Schild gekennzeichnet, mit Bleischrotsäcken abgeschirmt oder mit einem Warnband mit dem Symbol für radioaktives Kleeblatt abgesperrt werden .

Das Strahlungswarnsymbol ( Kleeblatt )

Alphastrahlung besteht aus Helium-4- Kern und wird leicht von einem Blatt Papier gestoppt. Betastrahlung, bestehend aus Elektronen , wird durch eine Aluminiumplatte gestoppt. Gammastrahlung wird schließlich absorbiert, wenn sie ein dichtes Material durchdringt. Blei kann Gammastrahlung aufgrund seiner Dichte gut absorbieren.

Die Gefahr einer Kontamination ist die Emission ionisierender Strahlung. Die Hauptstrahlungen, denen man begegnet, sind Alpha, Beta und Gamma, aber diese haben ganz unterschiedliche Eigenschaften. Sie haben sehr unterschiedliche Durchdringungskräfte und Strahlungswirkungen, und das beiliegende Diagramm zeigt in einfachen Worten die Durchdringung dieser Strahlungen. Zum Verständnis der unterschiedlichen ionisierenden Wirkungen dieser Strahlungen und der verwendeten Gewichtungsfaktoren siehe den Artikel über die Energiedosis .

Die Strahlenüberwachung umfasst die Messung der Strahlendosis oder der Kontamination mit Radionukliden aus Gründen im Zusammenhang mit der Bewertung oder Kontrolle der Exposition gegenüber Strahlung oder radioaktiven Stoffen und die Interpretation der Ergebnisse. Die methodischen und technischen Details zu Design und Betrieb von Umweltstrahlungsüberwachungsprogrammen und -systemen für verschiedene Radionuklide, Umweltmedien und Anlagentypen sind in den IAEA Safety Standards Series Nr. RS–G-1.8 und in den IAEA Safety Reports Series Nr. 64 angegeben .

Gesundheitliche Auswirkungen der Kontamination

Biologische Effekte

Radioaktive Kontamination emittiert definitionsgemäß ionisierende Strahlung, die den menschlichen Körper von außen oder von innen bestrahlen kann.

Externe Bestrahlung

Dies ist auf die Strahlung von Kontaminationen außerhalb des menschlichen Körpers zurückzuführen. Die Quelle kann sich in der Nähe des Körpers oder auf der Hautoberfläche befinden. Die Höhe des Gesundheitsrisikos ist abhängig von der Dauer sowie der Art und Stärke der Bestrahlung. Durchdringende Strahlung wie Gammastrahlen, Röntgenstrahlen, Neutronen oder Betateilchen stellen die größte Gefahr von einer externen Quelle dar. Durch die abschirmende Wirkung der obersten Hautschichten haben schwach eindringende Strahlung wie Alpha-Teilchen ein geringes äußeres Risiko. Weitere Informationen zur Berechnung finden Sie im Artikel zu sievert .

Innere Bestrahlung

Radioaktive Kontamination kann in den menschlichen Körper aufgenommen werden, wenn sie über die Luft oder als Kontamination von Lebensmitteln oder Getränken aufgenommen wird und den Körper von innen bestrahlt. Die Kunst und Wissenschaft zur Beurteilung der intern erzeugten Strahlendosis ist die interne Dosimetrie .

Die biologischen Wirkungen aufgenommener Radionuklide hängen stark von der Aktivität, der Bioverteilung und den Entfernungsraten des Radionuklids ab, die wiederum von seiner chemischen Form, der Partikelgröße und dem Eintragsweg abhängen. Die Auswirkungen können auch von der chemischen Toxizität des deponierten Materials abhängen , unabhängig von seiner Radioaktivität. Einige Radionuklide können im Allgemeinen im ganzen Körper verteilt und schnell entfernt werden, wie dies bei tritiiertem Wasser der Fall ist .

Einige Organe konzentrieren bestimmte Elemente und damit Radionuklidvarianten dieser Elemente. Diese Aktion kann zu viel geringeren Entfernungsraten führen. Zum Beispiel nimmt die Schilddrüse einen großen Teil des Jods auf , das in den Körper gelangt. Große Mengen an eingeatmetem oder aufgenommenem radioaktivem Jod können die Schilddrüse beeinträchtigen oder zerstören, während andere Gewebe in geringerem Maße betroffen sind. Radioaktives Jod-131 ist ein häufiges Spaltprodukt ; es war ein Hauptbestandteil der Radioaktivität, die bei der Katastrophe von Tschernobyl freigesetzt wurde und zu neun tödlichen Fällen von Schilddrüsenkrebs und Hypothyreose bei Kindern führte . Andererseits wird radioaktives Jod bei der Diagnose und Behandlung vieler Erkrankungen der Schilddrüse gerade wegen der selektiven Aufnahme von Jod durch die Schilddrüse verwendet.

Das von der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) vorgeschlagene Strahlenrisiko prognostiziert, dass eine effektive Dosis von einem Sievert (100 rem) mit einer Wahrscheinlichkeit von 5,5% an Krebs erkranken kann. Ein solches Risiko ist die Summe der internen und externen Strahlendosen.

Die ICRP stellt fest: "Im menschlichen Körper eingebaute Radionuklide bestrahlen das Gewebe über Zeiträume, die durch ihre physikalische Halbwertszeit und ihre biologische Retention im Körper bestimmt werden. Daher können sie für viele Monate oder Jahre nach der Aufnahme Dosen in Körpergewebe abgeben. Die Notwendigkeit, die Exposition gegenüber Radionukliden und die Akkumulation der Strahlendosis über längere Zeiträume zu regulieren, hat zur Definition von zugesagten Dosismengen geführt. In der ICRP heißt es weiter: „Für die innere Exposition werden die zugesagten effektiven Dosen im Allgemeinen aus einer Bewertung der Aufnahme von Radionukliden aus Bioassay-Messungen oder anderen Größen (z. B. im Körper zurückgehaltene Aktivität oder in den täglichen Ausscheidungen) bestimmt Aufnahme unter Verwendung der empfohlenen Dosiskoeffizienten".

Die ICRP definiert zwei Dosismengen für die individuell zugesagte Dosis:

Die gebundene Äquivalentdosis H _T ( t ) ist das Zeitintegral der Äquivalentdosisleistung in einem bestimmten Gewebe oder Organ, die eine Person nach Aufnahme radioaktiven Materials in den Körper durch eine Referenzperson empfängt, wobei t die Integrationszeit ist in Jahren. Dies bezieht sich speziell auf die Dosis in einem bestimmten Gewebe oder Organ, ähnlich der externen Äquivalentdosis.

Die gebundene effektive Dosis, E( t ) ist die Summe der Produkte der gebundenen Organ- oder Gewebeäquivalentdosen und der entsprechenden Gewebegewichtungsfaktoren W _T , wobei t die Integrationszeit in Jahren nach der Einnahme ist. Die Verpflichtungsdauer beträgt für Erwachsene 50 Jahre und für Kinder 70 Jahre. Dies bezieht sich speziell auf die Dosis an den ganzen Körper, ähnlich wie bei der äußerlich wirksamen Dosis.

Soziale und psychologische Auswirkungen

Ein Bericht von Lancet aus dem Jahr 2015 erklärte, dass schwerwiegende Auswirkungen von Nuklearunfällen oft nicht direkt auf die Strahlenbelastung zurückzuführen seien, sondern vielmehr auf soziale und psychologische Auswirkungen. Die Folgen geringer Strahlenbelastung sind oft eher psychologisch als radiologisch. Da Schäden durch sehr schwache Strahlung nicht erkannt werden können, bleiben die Betroffenen in qualvoller Unsicherheit darüber, was mit ihnen passieren wird. Viele glauben, sie seien lebenslang verseucht und weigern sich aus Angst vor Geburtsfehlern, Kinder zu bekommen . Sie können von anderen in ihrer Gemeinschaft gemieden werden, die eine Art mysteriöse Ansteckung befürchten.

Die erzwungene Evakuierung nach einem radiologischen oder nuklearen Unfall kann zu sozialer Isolation, Angstzuständen, Depressionen, psychosomatischen medizinischen Problemen, rücksichtslosem Verhalten und sogar Selbstmord führen. Dies war das Ergebnis der Atomkatastrophe von Tschernobyl 1986 in der Ukraine. Eine umfassende Studie aus dem Jahr 2005 kam zu dem Schluss, dass "die Auswirkungen von Tschernobyl auf die psychische Gesundheit das bisher größte durch den Unfall ausgelöste Problem der öffentlichen Gesundheit sind". Frank N. von Hippel , ein US-Wissenschaftler, kommentierte die Atomkatastrophe von Fukushima 2011 mit der Aussage, dass "Angst vor ionisierender Strahlung langfristige psychische Auswirkungen auf einen Großteil der Bevölkerung in den verseuchten Gebieten haben könnte". Evakuierung und langfristige Vertreibung betroffener Bevölkerungsgruppen stellen viele Menschen vor Probleme, insbesondere ältere Menschen und Krankenhauspatienten.

Eine so große psychische Gefahr geht nicht mit anderen Materialien einher, die Menschen dem Risiko von Krebs und anderen tödlichen Krankheiten aussetzen. Viszerale Angst wird beispielsweise durch die täglichen Emissionen aus der Kohleverbrennung nicht weit verbreitet, obwohl dies, wie eine Studie der National Academy of Sciences ergab, bei der US-Bevölkerung von 317.413.000 jährlich 10.000 vorzeitige Todesfälle verursacht . Medizinische Fehler, die in US-Krankenhäusern zum Tod führen, werden auf 44.000 bis 98.000 geschätzt. Es sei „nur die radioaktive Strahlung, die eine enorme psychische Belastung birgt – denn sie trägt ein einzigartiges historisches Erbe“.

Siehe auch

Nukleartechnik-Portal

Verweise

Messtechnik-Leitfaden Nr. 30 "Praktische Strahlenüberwachung" Okt 2002 – National Physical Laboratory, Teddington

Externe Links

Fragen und Antworten: Gesundheitsauswirkungen von Strahlenbelastung , BBC News , 21. Juli 2011.
Allianz für nukleare Verantwortung
Schulungshandbuch Brookhaven National Laboratory Training Guide.
Bericht des Internationalen Fonds für Tierschutz über die Auswirkungen von Strahlung auf Tiere

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