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Grundzüge des praktischen Strahlenschutzes
Hans-Gerrit Vogt, Heinrich Schultz
Verlag Carl Hanser Fachbuchverlag, 2011
ISBN 9783446428935 , 606 Seiten
6. Auflage
Format PDF, OL
Kopierschutz Wasserzeichen
1 Einleitung
14
2 Aufbau der Materie
16
3 Strahlungsarten
20
3.1 Materiestrahlung
20
3.2 Wellenstrahlung
20
3.3 Eigenschaften der Strahlung
21
4 Strahlungsquellen
24
4.1 Radioaktive Stoffe
24
4.1.1 Aktivität
24
4.1.2 Kernprozesse
24
4.1.3 Halbwertzeit
29
4.1.4 Natürliche und künstliche Radioaktivität
30
4.1.5 Aktivitäten bei Umwandlungsreihen
32
4.1.6 Kenngrößen radioaktiver Stoffe
35
4.1.7 Radioaktive Quellen
37
4.2 Strahlungsgeneratoren
38
4.2.1 Röntgenröhre
38
4.2.2 Teilchenbeschleuniger
40
4.2.2.1 Gleichspannungsfeld-Beschleuniger
41
4.2.2.2 Wechselspannungsfeld-Linearbeschleuniger
42
4.2.2.3 Ringbeschleuniger mit konstantem Magnetfeld
44
4.2.2.4 Ringbeschleuniger mit veränderlichem Magnetfeld
46
4.2.2.5 Strahlungsfelder an Beschleunigern
47
4.2.3 Kernreaktor
49
4.2.4 Störstrahler
50
5 Ausbreitung von Strahlung in Materie
54
5.1 Strahlungsfelder und Wechselwirkungen
54
5.2 Direkt ionisierende Strahlung
57
5.2.1 Alphastrahlung
59
5.2.2 Beta- und Elektronenstrahlung
60
5.3 Indirekt ionisierende Strahlung
60
5.3.1 Photonenstrahlung
60
5.3.2 Neutronenstrahlung
62
5.4 Kernreaktionen
63
5.5 Kernspaltungskettenreaktionen
65
5.6 Teilchenkaskaden
68
5.7 Änderung von Materialeigenschaften
69
6 Strahlungswirkungsgrößen
72
6.1 Dosis
72
6.1.1 Energiedosis
72
6.1.2 Ionendosis
72
6.1.3 Kerma
73
6.2 Dosisbegriffe im Strahlenschutz
75
6.2.1 Operative Größen
75
6.2.1.1 Äquivalentdosis
75
6.2.1.2 Ortsdosis
77
6.2.1.3 Personendosis
81
6.2.1.4 Bisher gebräuchliche Messgrößen
82
6.2.2 Schutzgrößen
83
6.2.2.1 Organdosis
83
6.2.2.2 Effektive Dosis
85
6.3 Dosisleistung
87
6.4 Potenzielle Alphaenergie-Exposition
88
7 Biologische Wirkung ionisierender Strahlung
92
7.1 Grundlagen
92
7.2 Deterministische Strahlenschäden
95
7.3 Stochastische somatische Strahlenschäden
98
7.4 Genetische Strahlenschäden
102
7.5 Natürliche und zivilisatorische Strahlungsquellen
104
7.6 Arbeiten in natürlichen Strahlungsfeldern
113
8 Strahlungsmessung
120
8.1 Messaufgaben
120
8.2 Strahlungsdetektoren
120
8.2.1 Ionisationskammer
120
8.2.2 Proportionalzählrohr
122
8.2.3 Auslösezählrohr
125
8.2.4 Szintillator
128
8.2.5 Photoemulsion
133
8.2.6 Lumineszenzdetektor
133
8.2.7 Halbleiterdetektor
134
8.2.8 Festkörper-Kernspurdetektor
142
8.2.9 Sonstige Detektoren
143
8.3 Strahlenschutzmessgeräte
144
8.3.1 Einsatzweise von Messgeräten
144
8.3.2 Personendosismessgeräte
145
8.3.2.1 Photonenstrahlung
145
8.3.2.2 Neutronenstrahlung
153
8.3.2.3 Beta- und Photonenstrahlung
156
8.3.2.4 Alphastrahlung
159
8.3.2.5 Anwendungshinweise
161
8.3.3 Ortsdosis- und Ortsdosisleistungsmessgeräte
161
8.3.3.1 Photonenstrahlung
162
8.3.3.2 Neutronenstrahlung
169
8.3.3.3 Beta- und Photonenstrahlung
172
8.3.3.4 Anwendungshinweise
173
8.3.4 Oberflächenkontaminations-Messgeräte
175
8.3.4.1 Mobile Geräte
175
8.3.4.2 Stationäre Geräte
180
8.3.4.3 Anwendungshinweise
181
8.3.5 Aktivitätsmessgeräte
182
8.3.5.1 Messung an Festsubstanzproben
182
8.3.5.2 Messung an Flüssigkeiten
185
8.3.5.3 Messung an Luft
187
8.3.5.4 Messung inkorporierter radioaktiver Stoffe
190
8.3.5.5 Anwendungshinweise
193
8.3.6 Messsysteme der Spektrometrie
195
8.3.6.1 Aufbau von Impulshöhenanalysatoren
195
8.3.6.2 Messungen mit Vielkanalanalysatoren
200
8.3.6.3 Messungen mit Bonnerkugeln
207
8.4 Berechnung von Aktivitäten aus Impulsraten
210
8.5 Statistische Messunsicherheit bei Impulszählungen
215
8.5.1 Messungen bei Vernachlässigung des Nulleffekts
215
8.5.2 Messungen bei Berücksichtigung des Nulleffekts
219
8.6 Erkennungsgrenze und Nachweisgrenze
220
9 Schutzmaßnahmen gegen Strahlungsfelder
224
9.1 Grundregeln für den Schutz gegen Strahlungsfelder
224
9.2 Begrenzung der Quellstärke
225
9.3 Beschränkung der Aufenthaltsdauer
225
9.4 Einhalten großer Abstände zur Quelle
225
9.4.1 Alphastrahlung
229
9.4.2 Beta- und Elektronenstrahlung
229
9.4.3 Gammastrahlung und monoenergetische Photonenstrahlung
230
9.4.4 Röntgen- und Bremsstrahlung
232
9.4.5 Neutronenstrahlung
233
9.5 Abschirmung von Strahlungsfeldern
235
9.5.1 Alphastrahlung und schnell bewegte Atomkerne
236
9.5.2 Beta- und Elektronenstrahlung
236
9.5.3 Gammastrahlung und monoenergetische Photonenstrahlung
237
9.5.4 Röntgen- und Bremsstrahlung
242
9.5.5 Neutronenstrahlung
243
9.6 Schutz gegen Oberflächenstreustrahlung
245
9.6.1 Photonenstrahlung
246
9.6.2 Neutronenstrahlung
247
10 Schutzmaßnahmen gegenKontaminationen
250
10.1 Gefährdung durch Kontaminationen
250
10.2 Grundregeln für den Schutz gegen Kontaminationen
256
10.2.1 Kontamination der Luft
256
10.2.2 Kontamination des Wassers
257
10.2.3 Kontamination von Oberflächen
258
10.2.4 Kontamination von Nahrungsmitteln
259
10.3 Abschätzung der Folgedosis
259
10.3.1 Inhalation
260
10.3.2 Ingestion
261
10.3.3 Permeation
261
10.4 Abschätzung der zugeführten Aktivität
262
10.4.1 Messung von Aktivitätskonzentration und spezifischer Aktivität
263
10.4.2 Ganzkörper- und Teilkörpermessung
263
10.4.3 Ausscheidungsmessung
264
10.5 Strahlenexposition bei kontaminierter Umgebung
266
10.5.1 Submersion und Immersion
266
10.5.2 Bodenkontamination
266
10.6 Strahlenexposition nach Aktivitätsfreisetzungin die Umgebung
267
10.6.1 Kurzzeitige Ausbreitung in der Atmosphäre
268
10.6.1.1 Aktivitätsverteilung in der Luft
268
10.6.1.2 Wirkungen von Aktivitätskonzentrationen
270
10.6.2 Langzeitige Ausbreitung in der Atmosphäre
273
10.6.3 Ausbreitung über die Nahrungskette
273
10.6.4 Ausbreitung durch Verschleppen bei Ortsveränderungen
274
11 Rechtsvorschriften im Strahlenschutz
276
11.1 Grundlagen
276
11.2 Rechtsvorschriften in Deutschland
278
11.3 Anwendungsbereich von StrahlenschutzundRöntgenverordnung
279
11.3.1 Strahlenschutzverordnung
279
11.3.2 Röntgenverordnung
282
11.4 Personengruppen
283
11.5 Grenzwerte beruflicher Strahlenexposition
285
11.5.1 Tätigkeiten
285
11.5.2 Arbeiten
287
11.6 Strahlenschutzbereiche
287
11.7 Personenüberwachung
292
11.8 Schutz der Bevölkerung
292
11.9 Organisatorische Schutzmaßnahmen
295
11.10 Beförderung radioaktiver Stoffe
296
11.11 Eichung von Strahlenschutzmessgeräten
301
12 Strahlenschutz in speziellenTätigkeitsbereichen
304
12.1 Umgang mit umschlossenen radioaktiven Stoffen
305
12.1.1 Allgemeine Gesichtspunkte
305
12.1.2 Mess- und Regeltechnik
309
12.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
312
12.2 Strahlungsgeneratoren
317
12.2.1 Röntgeneinrichtungen
317
12.2.1.1 Allgemeine Gesichtspunkte
317
12.2.1.2 Mess- und Regeltechnik
318
12.2.1.3 Zerstörungsfreie Prüfung
323
12.2.1.4 Prüfung, Erprobung, Wartung und Instandsetzung
327
12.2.2 Teilchenbeschleuniger
328
12.2.3 Störstrahler
335
12.3 Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen
337
12.3.1 Allgemeine Gesichtspunkte
337
12.3.2 Arbeitsplanung und Handlungsweisen
341
12.3.3 Verhaltens- und Arbeitsregeln
344
12.3.4 Überwachungsmessungen
348
12.3.5 Abfallbehandlung
354
12.4 Kerntechnische Anlagen
355
12.5 Beförderung radioaktiver Stoffe
359
12.6 Maßnahmen bei Stör- und Unfällen sowieaußergewöhnlichen Ereignisabläufen
361
13 Pflichten nach Strahlenschutz- undRöntgenverordnung
364
Anhang
380
14 Anwendungsbeispiele
382
15 Tabellen und Diagramme
422
16 Fachverzeichnisse
534
16.1 Bezugsquellen für Literatur, Formblätter und Dienstleistungen
534
16.2 Online-Nukleardaten/Programm-Service
543
16.3 Computer-Programme
545
16.4 Literaturverzeichnis
548
Sachwortverzeichnis
590