Hinweise zu unseren Geräten im Hinblick auf die neuen Messgrößen der novellierten StrlSchV vom 20.07.2001

Letzte Änderung: 30. Mai 2006.
Autor: Dr. Wilhelm Buttler.

Mit der neuen Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) sind seit dem 01.08.2001 auch neue Messgrößen in Kraft. Hierbei stellt sich die Frage, ob und unter welchen Bedingungen alte Strahlenmessgeräte weiter verwendet werden können. Diese Frage möchten wir hier unverbindlich - d.h. nach unserer Interpretation der neuen StrlSchV - beantworten, und zwar insbesondere für unsere folgenden bauartzugelassenen Dosisleistungsmessgeräte für die alte Messgröße Hx:

die gesamte 6150AD-Familie bestehend aus:

DL-Messer 6150AD1 bis 6150AD6,
Gammasonden 6150AD-15, 6150AD-18,
Teletectorsonde 6150AD-t,
Szintillatorsonde 6150AD-b,

Teletector 6112D,

Teletector 6112M,

Szintomat 6134, 6134A.

„Die in Anlage VI Teil A Nr. 1 und 2 aufgeführten Messgrößen sind spätestens bis zum 1. August 2011 bei Messungen der Personendosis, Ortsdosis und Ortsdosisleistung nach § 67 zu verwenden. Unberührt hiervon ist bei Messungen der Ortsdosis oder Ortsdosisleistung unter Verwendung anderer als der in Anlage VI Teil A Nr. 2 genannten Messgrößen eine Umrechnung auf die Messgrößen nach Anlage VI Teil A Nr. 2 durchzuführen, wenn diese Messungen dem Nachweis dienen, dass die Grenzwerte der Körperdosis nach den §§ 46, 47, 55 und 58 nicht überschritten werden.“

Anders sieht es bei der Ortsdosimetrie aus. Wenn eine Ortsdosis(leistung) in einer alten Messgröße, d.h. mit einem alten Gerät gemessen wird, so muss seit dem 01.08.2001 der Messwert auf die neuen Messgrößen umgerechnet werden (wenn der Messwert dem Nachweis dient, dass Grenzwerte der Personendosis nicht überschritten werden). Auf die Frage, wie diese Umrechnung durchzuführen ist, geht die neue StrlSchV aber nicht ein. Wir werden diese Frage in Bezug auf unsere Dosisleistungsmessgeräte jetzt diskutieren.

Anlage VI Teil A Nr. 2 der neuen StrlSchV definiert als Messgrößen für die Ortsdosimetrie

die Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10) und
die Richtungs-Äquivalentdosis H´(0,07, W).

Unsere oben genannten Geräte sind zur Messung von Photonenstrahlung (Röntgen- und Gammastrahlung) in der alten Messgröße Photonen-Äquivalentdosis(leistung) Hx geeignet. Hx lässt sich in die neue Messgröße Umgebungs-Äquivalentdosis(leistung) H*(10) umrechnen:

H*(10) = f(E)   x   H_x

Sie messen das Strahlungsfeld einer Cs-137 Quelle. In Tabelle 1 findet sich hierfür ein Umrechnungsfaktor von 1,05. Multiplizieren Sie die Anzeige Ihres in Hx anzeigenden Dosisleistungsmessgerätes mit 1,05, und Sie erhalten H*(10).

 

Sie messen in einem Kernreaktor. In Tabelle 2 findet sich hierfür ein Umrechnungsfaktor von 1,03. Multiplizieren Sie die Anzeige Ihres in Hx anzeigenden Dosisleistungsmessgerätes mit 1,03, und Sie erhalten H*(10).

 

Sie wissen überhaupt nichts über die Energie des Strahlungsfeldes. Da der Umrechnungsfaktor gemäß Tabelle 1 einen Maximalwert von ca. 1,5 hat, multiplizieren Sie die Anzeige Ihres in Hx anzeigenden Dosisleistungsmessgerätes mit 1,5. Sie erhalten damit eine konservative Abschätzung für H*(10), d.h. einen Wert für H*(10), der auf keinen Fall zu klein ist (aber höchstwahrscheinlich zu groß).

^a) Wenn im Strahlungsfeld Streustrahlung mit Photonenenergien zwischen 40 keV und 200 keV den überwiegenden Dosisanteil liefern kann oder keine Kenntnisse über die spektrale Verteilung der Strahlung vorliegen, ist der Umrechnungsfaktor f = 1,3 zu verwenden.

^b) Kann der Nachweis erbracht werden, dass der überwiegende Dosisbeitrag von Photonen mit Energien außerhalb des Bereiches von 40 keV bis 200 keV herrührt, kann der Umrechnungsfaktor f = 1,0 verwendet werden.

Beachten Sie auch folgenden Nebensatz des §117 Abs. 27 der neuen StrlSchV:

„ ... , wenn diese Messungen dem Nachweis dienen, dass die Grenzwerte der Körperdosis nach den §§ 46, 47, 55 und 58 nicht überschritten werden.“

Eine Umrechnung der Ortsdosis(leistung) von Hx in H*(10) ist nur für solche Bereiche erforderlich, die Personen ohne Personendosimeter zugänglich sind (z.B. Schutz der Bevölkerung gemäß § 46 der StrlSchV). Solche Bereiche sind beispielsweise der Zaun einer Anlage oder die Umgebung eines Transportbehälters. Der Umrechnungsfaktor hängt vom Energiespektrum der Photonenstrahlung ab und beträgt maximal 1,5. Beachten Sie hierbei, dass Sie vor Anwendung des Umrechnungsfaktors die natürliche Umgebungsstrahlung von Ihrem Messwert abziehen dürfen. Wenn Sie beispielsweise am Zaun Ihrer Anlage mit einem alten Hx-Gerät eine Dosisleistung von 0,09 µSv/h messen, und der natürliche Untergrund in Ihrer Gegend 0,07 µSv/h beträgt, liegt der Beitrag Ihrer Anlage zur Dosisleistung an diesem Ort bei 0,02 µSv/h. Diese 0,02 µSv/h müssen Sie auf H*(10) umrechnen, was maximal das 1,5-fache, also 0,03 µSv/h ergibt. Bezogen auf die neue Messgröße H*(10) liegt die gesamte Dosisleistung dann maximal bei 0,07 µSv/h + 0,03 µSv/h = 0,1 µSv/h (in diesem Beispiel wurde auf eine Umrechnung des Untergrundes mit dem Faktor 1,07 aus Tabelle 2 verzichtet, da diese Umrechnung in Anbetracht der Unsicherheit solch kleiner Messwerte vernachlässigt werden kann).

In Bereichen, die nur Personen mit Personendosimetern zugänglich sind (z.B. Kontrollbereiche), müssen Sie im Prinzip gar keine Messung der Ortsdosis(leistung) durchführen, da der Nachweis der Einhaltung von Grenzwerten über die Personendosimeter erfolgt (es sei denn, die zuständige Behörde hat nach § 41 Abs. 1 der StrlSchV etwas anderes bestimmt). In solchen Bereichen dienen Messungen der Ortsdosis(leistung) dem Zweck, Arbeitseinsätze und Aufenthaltsdauern im Voraus so zu planen, dass die Grenzwerte der Personendosis eingehalten werden. Bei dieser Planung mussten Sie bisher ohnehin bereits gewisse Sicherheitsabstände zu den amtlichen Grenzwerten einrechnen, da betriebliche und amtliche Dosimetrie nie genau das gleiche Ergebnis liefern können. In vielen Fällen werden diese Sicherheitsabstände so groß sein, dass sie die geringfügigen Änderungen durch Umrechnung von Hx auf H*(10) abdecken; dann können Sie auf die Umrechnung von Hx in H*(10) verzichten. Andernfalls müssen Sie entweder Ihre internen Grenzwerte um den Umrechnungsfaktor verkleinern (und keine Messwerte umrechnen), oder Sie legen einen Umrechnungsfaktor für Ihren Betrieb fest und prüfen, wo sich aus den größeren Messwerten Konsequenzen für die Arbeitseinsätze Ihrer Mitarbeiter ergeben.

Anlage VI Teil A Nr. 1 der neuen StrlSchV definiert als Messgrößen für die Personendosimetrie

die Tiefen-Personendosis Hp(10) und
die Oberflächen-Personendosis Hp(0,07).

Eingangs wurde erwähnt, dass die alte Personendosis-Messgröße Hx noch bis zum 01.08.2011 weiter verwendet werden darf. Weiterhin wurde erwähnt, dass sich durch Einführung der neuen Messgrößen die Messwerte in der Personendosimetrie nicht stark verändern werden. Demnach besteht also kein großer Unterschied zwischen Hx und Hp(10). Wir wollen jetzt kurz diskutieren, warum dies so ist.

Hp(10) ist definiert als die Äquivalentdosis in 10 mm Tiefe im Körper (nicht in der ICRU-Kugel) an der Tragestelle des Personendosimeters. Hieraus folgt, dass Hp(10) der Beeinflussung des Strahlungsfeldes durch den menschlichen Körper Rechnung trägt. Diese aus Absorption und Streuung bestehende Beeinflussung muss von Dosimetern erfasst werden, die Hp(10) messen sollen. Da die Dosimeter am Körper getragen werden, waren sie schon immer der Streustrahlung des Körpers ausgesetzt, auch bevor Hp(10) eingeführt wurde. Man könnte daher vermuten, dass Personendosimeter schon immer Hp(10) gemessen haben, gewissermaßen ohne sich darüber im Klaren zu sein. Dies ist tatsächlich in gewissem Umfang auch der Fall.

Betrachten wir beispielsweise unser für Hx konstruiertes Dosimeter ALADOS. Es ist für einen Energiebereich von 70 keV bis 3 MeV spezifiziert. Innerhalb dieses Energiebereiches ist das Ansprechvermögen ungefähr konstant (bezogen auf Hx, d.h. frei in Luft). Wie verändert sich nun das Ansprechvermögen, wenn das ALADOS am Körper getragen wird? Die Anzeige erhöht sich, weil die vom Körper gestreute Strahlung hinzukommt. Demnach misst das ALADOS also Hp(10), allerdings nicht in idealer Weise, weil ein Teil der Streustrahlung auf Grund seiner geringen Energie nicht erfasst wird, und weil der Detektor nicht am interessierenden Punkt (10 mm im Körper) sitzt. Weiterhin verlangt Hp(10), dass der Messwert bei niedrigen Energien wegen der Absorption der Gewebeschicht von 10 mm zurückgehen muss. Dies Absorption kommt aber erst bei Energien unterhalb von ca. 30 keV zum Tragen. Da das ALADOS Strahlung solch geringer Energie ohnehin kaum erfasst, erfüllt es diese Anforderung ohne Mühe.

Wie lässt sich überprüfen, ob ein Personendosimeter für Hp(10) geeignet ist? Man müsste sein Ansprechvermögen messen, wenn es am Körper getragen wird. Da dies aus nahe liegenden Gründen nicht zumutbar ist, ist die Definition von Hp(10) auf das Quaderphantom ausgedehnt (ein Quader der Abmessungen 300mm x 300mm x 150mm, Wände aus Plexiglas, mit Wasser gefüllt). Mit Hilfe eines solchen Quaderphantoms haben wir experimentell überprüft, wie gut sich das ALADOS zur Messung von Hp(10) eignet, und sind zu folgendem Ergebnis gekommen: Bei niedrigen Energien im Bereich von 70 bis 200 keV ist die Abweichung bezüglich Hx positiv (bis zu ca. +20%), bezüglich Hp(10) ist sie negativ (bis zu ca. -20%). Dies zeigt, dass das ALADOS bei niedrigen Energien die Streustrahlung nur unvollständig erfasst. Es zeigt aber auch, dass das ALADOS ab einer Energie von ca. 70 keV innerhalb einer Toleranz von ca. +/-20% sowohl für Hx als auch für Hp(10) geeignet ist. Bei Energien oberhalb 200 keV liegt das Ansprechvermögen bezüglich Hp(10) näher bei 1 als das Ansprechvermögen bezüglich Hx. Bei hohen Energien ist das Dosimeter daher für Hp(10) sogar besser geeignet als für Hx. Mit anderen Worten, bei Energien oberhalb ca. 200 keV hat das ALADOS schon immer eher Hp(10) als Hx gemessen. Die Richtungsabhängigkeit bezüglich Hp(10) wurde noch nicht untersucht. Es ist jedoch zu nicht zu erwarten, dass die Richtungsabhängigkeit die eben gemachten Aussagen wesentlich einschränkt. Möglicherweise würde sich der Beginn des nutzbaren Energiebereiches leicht nach oben auf 80 oder 90 keV verschieben.

Das eben Gesagte gilt in gleicher Weise auch für alle anderen ALADOS-Varianten (z.B. ALADOS-F, ALADOS-P, ALADOS-BMI) sowie sinngemäß für die Dosimetertypen 219.x.