Praktische stralingsbescherming - University of …• Controle opp besmetting • Alfa: 0,4 Bq/cm 2...

Andre Zandvoort

Praktische stralingsbescherming

Praktische stralingsbescherming niveau VRS-D/MR juni 2018

Praktische stralingsbescherming VRS-D/MR AZ juni 2018

1 - 3 Atoombouw en verval4,5 Wisselwerking van straling met materie en

afscherming6 - 9 Röntgentoestellen, ingekapselde bronnen10 Grootheden en eenheden11 Effecten en risico’s van straling12 Detectie van straling13 Algemene regelgeving14 - 16 Regelgeving ingekapselde bronnen,

toestellen en open bronnen17 - 19 Praktische stralingsbescherming20 - 22 Risico-analyse en dosisberekening in praktijk


Indeling• Bronnen en toestellen

• Veiligheidsmaatregelen

• Dosimetrie

• Radioactief afval

• Risicoanalyse

Praktische stralingsbescherming

H6 Praktische stralingsbescherming VRS-D/MR AZ juni 2018

Ontdekking in 1895 door Röntgen

‘Magisch soort straling’: X-stralen die dwars door een vast object heen ging. Later zouden ze röntgenstralen worden genoemd.

Uittredende X-stralen zichtbaar gemaakt op een fotografische plaat

Bronnen en toestellen Röntgenstraling


Röntgenbuis

Negatieve kathodePositieve anode (hoge Z)Elektronen versnellenElektronen botsen op anode• Remstraling• Karakteristieke straling

Dosistempo > 10 Gy/s mogelijk !Intensiteit verstrooide straling is ongeveer 1000 x kleiner

Bronnen en toestellen Röntgenbuis

filtering

Twee soorten röntgenstraling:



Remstraling Karakteristieke straling(anodemateriaal)


a) Straling direct uit anode

(remstraling)

b) Karakteristieke röntgenstraling

van anodemateriaal

c) Straling na filtering door buis

d) Straling na filtering door extra

filter


Röntgenspectrum

Intensiteit = aantal röntgenfotonen

Maximale foton energie


Hogere anodespanning (kV):

• Toename intensiteit van remstralingen karakteristieke straling

• Toename maximale energie van remstraling

Hogere anodestroom (mA):

• Toename intensiteit van remstraling en karakteristieke straling



Als de filterdikte toeneemt:

• Afname intensiteit van remstraling(vooral van laag-energetische remstraling)

• Afname intensiteit van karakteristieke straling


Ander anodemateriaal:• Andere intensiteit van remstraling

• Andere energie (keV) vankarakteristieke straling


röntgenbuis

CT scanner



Definitie

Radioactieve stoffen die• zijn ingebed in of gehecht aan vast

dragermateriaal, of• omgeven zijn door een omhulling van

materiaal

Dragermateriaal of omhulling moetvoldoende weerstand bieden om onder normale gebruiksomstandigheden verspreiding van radioactieve stoffen te voorkomen

Bronnen en toestellen Gesloten bron


Toepassingen

Meting of controle lasnaden 192Ir, 60Co 1 - 100 TBqdikte papier (β-) 137Cs 40 MBqvulhoogte 137Cs, 60Co 1 - 10 GBq

Chemische analyseRöntgenfluorescentie (XRF) 241Am, 57Co 40 MBq - 40 GBqgaschromatografie 63Ni 400 MBq

Medischbrachytherapie 90Sr / 90Y / 137Cs, 192Ir 2 - 500 MBq

Steriliseren (25-1000 Gy) van voedsel, medische instrumenten e.d.



Verspreidbaar!

Bronnen en toestellen Open bronnen

Laboratoria• Medisch• Chemisch• Farmaceutisch• Biologisch

Industrie

Onderwijs

Medisch• Diagnostiek• Therapeutisch• Onderzoek


Bronnen en toestellen Open bronnen


VergunningplichtigInherent veilige toestellen en vaste toestellen zijn meldingsplicht

Specifieke regelgeving Toestellen

• Afscherming• Geen blootstelling aan primaire bundel• Strooistraling• Geen gebruik door onbevoegden• Jaarlijkse controle• max 1mSv/j op plaats van bediening• Inherent veilig toestel: max 1 µSv/h op 10 cm afstand


Radioactief materiaal permanent in omhulsel ingekapseld of gebonden in vaste vorm

Specifieke regelgeving Gesloten bronnen

Moet voldoen aan ISO-2919 voor encapsulering

Lektest:• Grenswaarde afwrijfbare activiteit: 185Bq

• Vegen bronhouder: 10 x strengere norm

• 1x per jaar

• geen lektest: bronnen < 1MBq en < 0,02Reingestie


ISO 2919 klassering

Ingekapselde bronnen kunnen getest zijn op 5 onderdelen- temperatuur , thermische schok- druk- stoten- vibratie- puntbelasting

Klassering oplopend van 1 (niet getest) tot en met 6 (strengste test)Voorbeelden:63Ni gaschromatograaf C32211192Ir industriële radiografie E43313

Bron met code C11111 is dus NIET getest, maar mag WEL worden gebruikt !



Bronnen, niet zijnde ingekapselde bron of toestel

Specifieke regelgeving Open bronnen

Gebruik open stoffen in RNL, inrichtingseisen• Eisen aan luchtverversing• Decontamineerbaarheid• Zuurkasten• Afsluitbare toegang• Ramen• Handbediende ramen• Onderdruk• Luchtafvoer


Radionuclidenlaboratoria

Toepassing open radioactieve stoffen: uitsluitend in een radionuclidenlaboratorium

Er zijn B-, C- en D-laboratoriaInrichtingseisen• Zijn het strengst voor een B-laboratorium • Het minst streng voor een D-laboratoriumToegelaten activiteit (zie Amax)• Is het grootst in een B-laboratorium en • Is het kleinst in een D-laboratorium

Open bronnen


In Richtlijn Radionuclidenlaboratoria

Risico:Bepaald door herhaalde opname van kleine hoeveelheden radioactieve stof (Gezondheidsraad, 1985)

Andere opvatting: Risico wordt bepaald door incidenten (HARAS-rapport, 1997)

Radionuclidenlaboratoria Open bronnen


Maximaal te hanteren activiteit:

Amax = 0,02 × 10 p+q+r / e(50)inh

(Amax in Bq, e(50) in Sv/Bq)

p = verspreidingsparameter

q = laboratoriumparameter

r = lokale ventilatieparameter (let op: r ≤ q)

Open bronnenRadionuclidenlaboratoria

Amax


p toepassing

-4 sterk spattende bewerkinghanteren van poeders in open systemen

-3 labeling met vluchtig nuclidekoken van vloeistof in gesloten systeem

-2 labeling met niet vluchtig nuclideeenvoudige chem. bepaling met tracers (RIA)

-1 kort, zeer eenvoudig nat werkopslag van afval in werkruimte

p = verspreidingsparameter


Amax


q ruimte

0 werkruimte buiten laboratoriumbeheer

1 D-laboratoriumnevenruimte bij laboratorium

2 C-laboratorium

3 B-laboratorium

q = laboratoriumparameter


Amax


r lokale ventilatievoorziening

0 geen voorzieningen

1 zuurkast (geen DIN-keur)

2 zuurkast (wel DIN-keur)

3 gesloten werkkast

r = lokale ventilatieparameter (let op: r ≤ q)

→ Amax = 0,02 × 10 p+q+r / e(50)inh


Amax

Hot Cell Laboratory (HCL) NRG (Petten)

r=3 gesloten werkkast



Belastingsfactor Meerdere toepassingen in een laboratorium(ruimte) Per week

Bw = Σj Σ i [ (Xj,i / Xmax,j,i) × (tj / 40) ] ≤ 1

i = radionuclidej = handeling



Toezicht TD VRS-D/MR

• 0,2Reing• D-laboratorium• Kleine ingekapselde bronnen• Lektest onder verantwoordelijkheid CD• Toezicht verantwoordelijkheid van een CD• Controle opp besmetting

• Alfa: 0,4 Bq/cm2

• Beta, gamma: 4 Bq/cm2

• 10x lager bij verlaten lab



RadiotoxiciteitsequivalentActiviteit van een radionuclide die bij directe inname een effectieve volgdosis van 1 Sv veroorzaakt

• Re, eenheid is Sv• Re wordt berekend op basis van A en e(50), DCC• Re(inh) wordt gebruikt voor risicoanalyse• Re = A x e(50)• 1 Re = 1 Sv / (e(50)

30


Praktische stralingsbescherming Toestellen

Voorlichting!Mogelijke incidentenGevarenStrooistraling

Documentatie:

Gegevens van toestelAantal opnames/gebruikDosis op terreingrensDosis voor werknemersRisico’s inschatten


Organisatorische maatregelen:

• Periodieke controle van het toestel• Controleer filtering en controleer lekstraling

Laat dit over aan de leverancier van toestel

• Wees bedacht op strooistraling• Veldgrootte verkleinen (diafragma, lichtvizier)


H17-19 Praktische stralingsbescherming VRS-D/MR AZ juni 2018

Limieten



Praktische stralingsbescherming Ingekapselde bronnen

• Nucliden• Emissiegegevens• Gebruiksuren• Afstand tot ruimtes• Terreingrens

Toezichthouder:InstructiesSignalering van problemenLektestDosisberekeningen

CD is verantwoordelijk voor lektest!


Maatregelen op de werkplek:• Gebruik een tang/ pincet

Organisatorische maatregelen:

• Opschrift en r.a.symbool

• Periodieke lektest van behuizing van bron: veegproef (lek: > 185 Bq)

Niet: meten met een besmettingsmonitor (je meet dan ook de bron !)

• Bronnenadministratie

• Waarschuwingssignalering tijdens gebruik

• Opslag in kluis na gebruik

Praktische stralingsbescherming Ingekapselde bronnen


Praktische stralingsbescherming ingekapselde bronnen

• Instructies• Waarschuwingsbord• Bron opslaan in kluis• Administratie• Toestemming• Veilig werken• Afscherming• PBM’s• PDM


Maatregelen:

VoorlichtingInstructieBijscholingMarkerenAfvalSignaleringRadionuclidenlaboratoriumBij- en nascholing

Praktische stralingsbescherming Open bronnen


Klassieke maatregelen:Bescherming tegen uitwendige bestraling

Bescherming tegen inwendige besmetting- ALARA, verminder hoeveelheid activiteit- Voorkom verspreiding (containment, morsbak)- Verwijder luchtactiviteit (ventilatie, zuurkast)- Verhinder opname in lichaam (handschoenen, protocol)



Voorkom opname via mond • Niet doen: eten en drinken/roken/make-up aanbrengen

Voorkom opname via longenRisico: 3H damp, jodiumdamp (houd zuurgraad pH > 4)Risico: aërosolvorming bij- schudden, vortexen, centrifugeren- scheuren, openen van flesjes

Voorkom opname via huid• Draag wegwerphandschoenen (evt. met tissue)• Vermijd opname via open wonden• Risico van opname van 3H via huid


Maatregelen op de werkplek:Vermijd inwendige besmetting


Organisatorische maatregelen

Periodieke besmettingscontrole: veegtest• Grenswaarde is 4 Bq/cm2

(gebruik van een dosistempometeris zinloos)

Bij besmetting:• Waarschuw verantwoordelijk

deskundige• Ontruim laboratorium• Controleer medewerkers bij

verlaten laboratorium• Stel omvang van besmetting vast• Decontamineer besmetting



RI&E

• Gegevens bron of toestel• Emissiegegevens, alfa, beta, gamma• Fysische en chemische eigenschappen• Gebruik, frequentie• Afstanden• Afscherming• Terreingrens• Verspreidingskans• Binnen vergunning?• Lozing?



Dosimetrie Dosisbegrippen


• Dosis omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tot de bron

Deeltjesstraling: voorbij de dracht van de straling is de dosis nul

(3H : 0,007 mm in weefsel35S / 14C : < 30 cm in lucht)

Dosimetrie

Kwadratenwet

Uitwendige bestraling


Met de bronconstante kun je activiteit omrekenen naar externe dosis:

D = Γ × A × t / r2

nuclide Γ (µGy m2 MBq-1 h-1)22Na 0,3360Co 0,3699mTc 0,023131I 0,066137Cs 0,093192Ir 0,14241Am 0,017

Γ = bronconstanteA = activiteitt = tijdr = afstand

Dosimetrie

γ-straling : bronconstante



Op 1 m van de anode van een röntgenbuis is het dosistempo≈ 10 mGy/min

Bij een β-besmetting van 1 kBq/cm2 is het huiddosistempo≈ 2 mGy/h

Bij gelijke A (activiteit) is het dosistempovan een β-bron 10 tot 100 x hoger dan van een γ-bron

DosimetrieDosimetrie

Vuistregels



Inwendige besmettingsroutes:• Ingestie

via de mond

• Opname via de huid (3H !)

• Inhalatievia de ademhalingswegen (gas of aërosolen)

Dosimetrie In- en uitwendige besmetting

Uitwendig: huidbesmettingVuistregel: dosistempo op de huid D ≈ 2 mGy/hBij 1 kBq/cm2


e(50) hangt af van• radiotoxiciteit van het nuclide (T1/2, verblijftijd, organen)

• besmettingsroute (ingestie, inhalatie, wondbesmetting, huid)

Dosimetrie Inwendige besmetting

Effectieve volgdosisWordt toegekend in het jaar van inname

E(50) = A x e(50)A = activiteit (Bq)

e(50) = eff. volgdosiscoëfficiënt (Sv·Bq-1)


Effectieve volgdosiscoëfficiënt: e(50)

Nuclide e(50)inh T½(Sv/Bq)

3H (H2O) 1,8 x 10-11 12,3 j14C (CO2) 6,5 x 10-12 5730 j22Na 2,0 x 10-9 2,6 j32P 2,9 x 10-9 14,3 d45Ca 2,3 x 10-9 163 d99mTc 2,9 x 10-11 6,0 h125I 7,3 x 10-9 60 d131I 1,1 x 10-8 8,0 d226Ra 1,2 x 10-5 1600 jnat. U 5,7 x 10-5 4,5 x 109 j

Dosimetrie Inwendige besmetting


Veiligheidsmaatregelen Uitwendige bestraling

ALARAGeen onnodige blootstelling/ zo laag mogelijke dosis of activiteit

Klassieke maatregelen:

Blootstellingstijd Afstand Afscherming verkorten (scherm, loodschort etc)

Geschikte dosistempometer gebruiken

Bronnen, toestellen, open radioactieve stoffen


Veiligheidsmaatregelen Uitwendige bestraling

ALARAGeen onnodige blootstelling/ zo laag mogelijke dosis of activiteit

Klassieke maatregelen: Beta-straling: laag energetisch, korte drachthoog energetisch: material met lage Z-waarde zoals perspex> minder remstraling

Gamma-straling:Hoge Z-waarde zoals lood

Afscherming Bronnen, toestellen, open radioactieve stoffen


Neutron = ongeladen deeltje• Wisselwerking met de kern van het atoom• Energie-overdracht maximaal bij botsing met

even zware deeltjes: H (= 1 proton !)

Goede materialen voor afschermingparaffine H, Cwater H2Obeton (gebonden kristalwater)

Bronnen en toestellen Neutronen

Laat veiligheidsmaatregelen over aan een gespecialiseerde deskundige


Praktisch

• Labjas• Handschoenbeleid!• Veiligheidsbrillen (beta straling)• Tissues voor (potentieel) besmette items• Controleer handschoenen• Vervang handschoenen regelmatig• Draag handschoenen niet buiten lab• Wees bedacht op latex allergie• Juiste afscherming• Voorbereiding, “droog” oefenen• Protocol• Lekbak• Juiste gebruik van de zuurkast• TLD badge


Jodium: 125I en 131I

Risico: Vorming van vluchtig jodium

Hoge equivalente dosis op de schildklier

Specifieke Onderwerpen Open bronnen

Maatregelen:• Voorraadpotjes / afvalvaten zo kort mogelijk openen• Niet in zuur milieu• Parafilm laat jood door!• Vloeibaar afval: houd pH > 4 en binden (aan Na2S2O3 of Na2S)


Tijdelijk verblijf in ziekenhuis• Waarschuwingsborden op

verblijfsruimte

• Geen bezoek

• Gescheiden rioolafvoer via tanks

Voorbeeld:131I ( T1/2 = 8 dagen)Behandeling schildklierkanker

Open bronnen

Patiënten die met radionucliden zijn behandeld

Specifieke Onderwerpen


Tritium: 3HRisico op uitwisseling met waterstof in bijv. water• Condensatie 3H-waterdamp (koelkast / vriezer)

Risico op inwendige besmetting(echter lage E(50))

• Diffusie door parafilm / handschoenen

Open bronnenSpecifieke Onderwerpen


Radioactief afval

Afval waarbij de vrijgavegrens voor activiteitsconcentratie (Cv) wordt overschreden

Ook afval dat lijkt op radioactief afval !!!Geen radioactiviteitstickers bij gewoon bedrijfsafval

Afvoer is duur: ongeveer € 2000 per 100 liter

Mag uitsluitend via de COVRA worden afgevoerdVeel strenger sinds 6 februari 2018!


Radioactieve stoffen mogen worden overgedragen aan derden• indien de activiteitsconcentratie beneden de vrijgavegrens is

Nuclide vrijgavegrens (Bq/g)

3H 10014C 132P 100099mTc 100131I 10

De vrijgavesgrenzen zijn gekoppeld aan de e(50)

Radioactief afval


Maatregelen op de werkvloer

Voorkom afval• Gebruik zo weinig mogelijk activiteit• Gebruik kortlevende nucliden

(na 10x T1/2: 1000 x minder activiteit)• Gooi niet-actief afval bij gewoon

bedrijfsafvalScheid afval• Vast en vloeibaar afval, organisch en

anorganisch afval• Lang- en kortlevend afval• Telpotjes, kadavers, bronnen

Lever radioactief afval aan in standaard COVRA-vaten

Radioactief afval


Lozing is aan zeer strengeregels gebonden

• lozing naar de lucht• lozing naar het riool

(deze regels vallen buiten het bestek van de cursus VRS-D/MR)

Radioactief afval

‘’What’ll I do with the nuclear wastes?’’


RI&E

• Identificeren• Analyseren• Reguliere handelingen• Incidentscenario’s

Voorafgaand aan werkzaamheden!


RI&E Toestellen

Dosistempo afhankelijk van:hoogspanningstroomsterkteafstand focus-objectStrooistraling!

Dosis op basis van gepubliceerde grafieken

TS-MR: toestellen van matig risicoBagagescannersRöntgendiffractietoestellenElektronenmicroscopen


RI&E Toestellen

RIE bagagescanner• Dosistempo op oppervlakte• Dosistempo voor reiziger• Dosistempo voor personeel

AfstandTijdSchalen (kwadratenwet)


RI&E Toestellen

Dosis voor de beveiligingsbeambte

Hkoffer = 1,3 microSv per opname

Vuistregel strooistraling 1/1000 van intreedosis per 100cm2

En nu?


RI&E Ingekapselde bronnenExterne bestraling

Voor veel radionucliden geldt dat bij vergelijkbare activiteit en energie deequivalente dosis tengevolge van β-straling ruwweg 100 keer zo groot isals die tengevolge van γ-straling.


RI&E Ingekapselde bronnen

Monteur pakt een bron met de vingers vast

10sec x 2 (per dag) x 200 d/j = 4000 s/j = 1,1 u/j

Afstand bron-huid 0,001m

Beta-dosis is een factor 100 groter dus 4100 mSv/j

En nu?


RI&E open bronnen

Opname:• Inslikken – ingestie• Inademen – inhalatie• Wondbesmetting• Injectie

Verdwijnt door:• Verval• Urine• Ontlasting• Snuiten• Zweten• Uitademen


RI&E open bronnen

Injectie incident:0,05 ml radioactieve vloeistof geïnjecteerd

0,2 microSv

Praktische stralingsbescherming - University of …• Controle opp besmetting • Alfa: 0,4 Bq/cm 2...

Documents

Transcript of Praktische stralingsbescherming - University of …• Controle opp besmetting • Alfa: 0,4 Bq/cm 2...