Berufliche Strahlenexposition durch Radonzerfallsprodukte in den neuen Bundesländern191

In den neuen Bundesländern wird gemäß Einigungsvertrag vom 31. August 1990 nach fortgeltendem Recht der ehemaligen DDR entsprechend der "Verordnung über die Gewährleistung von Atomsicherheit und Strahlenschutz" vom 11. Oktober 1984 (VOAS) auch die Strahlenexposition durch Inhalation von Radon und kurzlebigen Radonzerfallsprodukten im Bergbau und bei anderen Tätigkeiten, die nicht Umgang mit radioaktiven Stoffen oder Anwendung ionisierender Strahlung gemäß Strahlenschutzverordnung sind, überwacht.

Die Strahlenbelastung durch das Edelgas Radon ist dabei im Allgemeinen zu vernachlässigen. Den Hauptanteil der Strahlenbelastung liefern die kurzlebigen Tochternuklide des Radon-222, die α-Strahler Polonium-218 und Polonium-214. Falls die Arbeitsplatzkonzentrationen der potentiellen α-Energie der Radonzerfallsprodukte den Wert von 4·106 MeV/m3 (entsprechend 10 % des DAC-Wertes) überschreiten, unterliegen die jeweiligen Arbeitsbereiche und das Personal der Überwachung, die entsprechend der Festlegung der zuständigen Landesbehörde vom Betreiber der betroffenen Einrichtung durchzuführen ist.

1998 wurde diese Überwachung bei ca. 2 400 Personen vorgenommen, von denen ca. 80 % in den Betrieben der Wismut GmbH Sanierungsarbeiten ausführten. Mehr als ein Drittel der Beschäftigten der Wismut GmbH wurde 1998 mit personengebundenen Geräten (am Körper getragene spezielle Messge-räte mit akkumulatorgetriebener Probenahmepumpe, Filter, Kernspur- und Thermolumineszenzdetek-toren) zur Messung der Strahlenexposition überwacht. Für alle anderen überwachten Personen werden die Strahlenexpositionen entweder von den individuell ermittelten Expositionen für Personen mit vergleich-baren Arbeiten abgeleitet (Wismut GmbH) oder durch repräsentative Konzentrationsmessungen an den Arbeitsplätzen unter Berücksichtigung der jeweiligen Aufenthaltszeiten an diesen Arbeitsplätzen bestimmt.

Die Entwicklung der Anzahl der überwachten beruflich durch Radonzerfallsprodukte strahlenexponierten Personen seit 1975 ist in Abbildung 1 dargestellt. Die unter Berücksichtigung der ICRP 32 vom Dezember 1981 ermittelte Kollektivdosis betrug 1998 einschließlich der Exposition durch langlebige α-Strahler und äußere Bestrahlung ca. 4,8 Personen-Sv. Bei Berechnung der Dosen gemäß ICRP 65 reduzieren sich diese - in Abhängigkeit vom jeweiligen Anteil der durch langlebige α-Strahler und äußere Bestrahlung bedingten Exposition - um ungefähr den Faktor 1,5 bis 2. Danach würden sich für die Kollektivdosis nur noch 3,2 Personen-Sv ergeben. Im nachfolgenden Text werden die auf dieser Grundlage berechneten Dosisangaben in eckige Klammern gesetzt. Auf die Beschäftigten der Wismut GmbH entfielen 3,5 Personen-Sv [2,5 Personen-Sv] (Abbildung 2). Bei diesen Beschäftigten wurde auch die Exposition durch Inhalation langlebiger α-Strahler aus der Uran/Radium-Zerfallsreihe und durch Photonenstrahlung messtechnisch erfasst. Bei den Beschäftigten in den Bergbaubetrieben außerhalb der Wismut GmbH und in den sonstigen überwachten Einrichtungen mit Expositionen durch Radonzerfallsprodukte (Abbildung 3) liefern diese Expositionsarten im Allgemeinen nur einen vernachlässigbaren Beitrag, der bei den Dosisberechnungen pauschal mit insgesamt 10 % der ermittelten Dosis berücksichtigt wurde.

Im Jahr 1998 gab es keine Grenzwertüberschreitungen bei den durch Radonzerfallsprodukte beruflich exponierten Überwachten. Die höchste ermittelte effektive Jahresdosis eines einzelnen Beschäftigten betrug 25,8 mSv [12,9 mSv].

Die mittlere effektive Jahresdosis aller überwachten Personen, die durch Radonzerfallsprodukte beruflich exponiert waren, betrug 2,04 mSv [1,34 mSv] und lag damit weit unter dem Dosisgrenzwert für beruflich strahlenexponierte Personen der Kategorie A von 50 mSv pro Jahr. Sie ist für einzelne Arbeitsbereiche ab 1975 in den Abbildungen 4 und 5 dargestellt. Die höchste mittlere effektive Jahresdosis ergab sich für die Beschäftigten bei Förderung und Sanierung im Nichturanbergbau mit 3,9 mSv [1,9 mSv], gefolgt von den Beschäftigten in Schauhöhlen und Schaubergwerken mit 3,8 mSv [1,9 mSv], in einer wissenschaftlichen Einrichtung und in einem Radiumbad (Arbeitsbereichskategorie Sonstige) mit 3,0 mSv [1,5 mSv], in der Wismut GmbH mit 1,9 mSv [1,3 mSv], in Wasserwirtschaftsbetrieben mit 1,8 mSv [0,9 mSv], in Bergsicherungsbetrieben mit 1,3 mSv [0,6 mSv] und in Schachtbaubetrieben mit 0,7 mSv [0,4 mSv].

Bemühungen der Strahlenschutzverantwortlichen/Strahlenschutzbeauftragten und der zuständigen

192

-aus den Abbildungen 2 - 5 zu entnehmen sind. Das im Vergleich zu den mittleren Dosen bei Tätigkeiten außerhalb der Uranindustrie insgesamt höhere Dosisniveau bei Tätigkeiten in der Uranindustrie war auf die hier vorliegenden spezifischen Expositionsverhältnisse zurückzuführen (siehe Abbildung 4). Erst nach der Einstellung der Uranförderung (1990) und -aufbereitung (1991) kam es zu einer Angleichung der Dosisniveaus. Die Verminderung der mittleren Dosis in Tätigkeitsbereichen außerhalb der Uranindustrie ist vor allem dem Wirksamwerden der umfangreichen Strahlenschutzmaßnahmen in den Nichturan-bergwerken mit ca. 90 % der Überwachten außerhalb der Uranindustrie zuzuschreiben, die Mitte der 70er Jahre eingeleitet wurden. Während entsprechende Strahlenschutzmaßnahmen in Tätigkeitsbereichen mit relativ inhomogenen Expositionsbedingungen, wie in Bergsicherungsbetrieben, in Schachtbaubetrieben und in sonstigen Einrichtungen mit Expositionen durch Radonzerfallsprodukte, 1983 bereits weitgehend abgeschlossen waren, ist in Abbildung 5 das Wirksamwerden entsprechender Strahlenschutzmaßnahmen in den ab 1980 in die Überwachung einbezogenen Schauhöhlen und Schaubergwerken deutlich zu erkennen. Entsprechende Maßnahmen in einzelnen Wasserwirtschaftsbetrieben ab 1984 haben inzwischen zu einer Angleichung der mittleren effektiven Jahresdosis der hier beruflich exponierten Personen an das Niveau in den übrigen Tätigkeitsbereichen geführt.

Insbesondere nach 1990 spielte bei der Reduktion der Kollektivdosis allerdings auch die stark fallende Anzahl überwachter Personen mit Expositionen durch kurzlebige Radonzerfallsprodukte eine wesentliche Rolle (s. Abbildungen 1, 2 und 3).

Der Anteil von Strahlenexponierten mit einer individuellen effektiven Jahresdosis von mehr als 15 mSv (Grenzwert für strahlenexponierte Personen der Kategorie B) betrug 1998 in den Wismut-Sanierungs-betrieben 1,2 % und außerhalb der Uranindustrie 3,0 %. Die insgesamt 36 derartig exponierten Beschäftigten (1,5 % aller Überwachten) lieferten einen Beitrag von 13,9 % zur Kollektivdosis. Die insgesamt 44 Beschäftigten (1,9 %) mit einer nach ICRP-65 ermittelten jährlichen effektiven Dosis von mehr als 6 mSv (zukünftiger Richtwert für Anzeige und Einbeziehung in die Überwachung der beruflich durch Radon und Radonzerfallsprodukte strahlenexponierten Personen) lieferten einen Beitrag von 11,7

% zur Kollektivdosis. Weitere Einzelheiten über die entsprechenden Anteile in den verschiedenen Tätigkeitsbereichen sind den Abbildungen 6 und 7 zu entnehmen.

Den Übersichten liegen für die Jahre vor 1990 die entsprechenden Datensammlungen des ehemaligen Staatlichen Amtes für Atomsicherheit und Strahlenschutz der DDR bzw. der SDAG Wismut zugrunde.

BfS

Radonzerfallsprodukte

1

BfS

(Berechnungen der Dosis nach ICRP 32)

2

BfS

außerhalb der Uranindustrie

3

194

-BfS

(Berechnungen der Dosis nach ICRP 32)

4

BfS

(Berechnungen der Dosis nach ICRP 32)

5

BfS

(Berechnungen der Dosis nach ICRP 32)

6

BfS

(Berechnungen der Dosis nach ICRP 32)

7

196

-1.5 Strahlenexposition des Flugpersonals durch Höhenstrahlung

Bearbeitet vom Bundesamt für Strahlenschutz, Institut für Angewandten Strahlenschutz, Berlin und Institut für Strahlenhygiene, Neuherberg

Kosmische Strahlung erzeugt in den äußeren Luftschichten der Erde hochenergetische Sekundär-strahlung. Ihr Beitrag zur gesamten natürlichen Strahlenexposition, in Meereshöhe etwa 0,3 mSv von im Mittel jährlich etwa 2,4 mSv, nimmt mit steigender Höhe zu. Flugpersonal ist deshalb einer höheren Strahlenexposition als Personen am Boden ausgesetzt. Die Strahlenexposition hängt, neben der Flugdauer, von der Reiseflughöhe, der geomagnetischen Breite und der Sonnenaktivität ab.

Für die durch kosmische Strahlung verursachte Strahlenexposition des Flugpersonals ist das Strahlungs-feld in Höhen zwischen etwa 10 km und 14 km wichtig. Das StrahlungsStrahlungs-feld ist komplex zusammengesetzt.

Es besteht nur zu einem geringen Anteil aus der primären Komponente der kosmischen Strahlung, die aus dem Weltraum auf die Erde trifft. Den größeren Anteil bilden sekundäre Teilchen, die in Wechselwirkungen der primären Teilchen mit den Atomen der Lufthülle erzeugt werden. Während die primäre Komponente im Wesentlichen aus hochenergetischen Wasserstoff- und Heliumkernen besteht, setzt sich die sekundäre Komponente hauptsächlich aus Elektronen, Photonen, Neutronen, Mesonen, Myonen und sekundären Protonen zusammen.

Das durch die galaktische kosmische Strahlung verursachte Strahlungsfeld in Reiseflughöhen zwischen 10 km und 14 km ändert sich nur langsam; während der Dauer eines Fluges kann das Strahlungsfeld insgesamt, von selten auftretenden solaren Teilchenereignissen abgesehen, als konstant angesehen werden. Die Ortsdosisleistung kann sich je nach Höhe bis zu einem Faktor 2 innerhalb einiger Jahre ändern.

Die Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10) schätzt die effektive Dosis im Flugzeug konservativ ab und wird als Messgröße verwendet. Von 0° bis 50° geomagnetischer Breite nimmt H*(10) bei gleicher Höhe kontinuierlich zu und ist dann konstant. Für die folgende Abschätzung der Strahlenexposition werden Flüge auf der Nordatlantik-Route zugrundegelegt. Flüge auf dieser Route finden fast ausschließlich in geomagnetischen Breiten oberhalb von 50° statt und führen damit zur höchsten Strahlenexposition. Man erhält als obere Abschätzung für die Jahresdosis des fliegenden Personals einen Wert von etwa 8 mSv, wenn man annimmt, dass die Flüge ausschließlich auf der Nordatlantik-Route zur Zeit des Sonnenfleckenminimums stattfinden und die maximal zulässige Summe der Blockzeiten von 1000 Stunden voll ausgenutzt wird. Bei Flügen ausschließlich zur Südhalbkugel sind unter sonst gleichen Annahmen die Jahresdosen um den Faktor 2 bis 3 geringer.

Eine Abschätzung der maximalen Jahresdosis für das fliegende Personal der Lufthansa bei Flügen auf der Nordatlantik-Route ergab einen Wert von etwa 4 mSv.

Die bisherigen Abschätzungen beinhalten nicht die Strahlenexposition durch solare Teilchenereignisse, deren Anteil gemittelt über mehrere Jahre gegenüber der ständigen Exposition durch galaktische kosmi-sche Strahlung gering ist; im Prinzip kann diese Strahlenexposition jedoch über Messstationen und Satelliten erfasst und berücksichtigt werden.

Aufgrund der Kenntnis des Strahlungsfeldes in Reiseflughöhen ist nicht zu erwarten, dass sich die Expositionsbedingungen des fliegenden Personals unerkannt verändern. Sowohl der Jahresgrenzwert der effektiven Dosis von 50 mSv für beruflich strahlenexponierte Personen als auch der von der ICRP vorgeschlagene Grenzwert von 20 mSv pro Jahr, gemittelt über fünf Jahre, wird beim fliegenden Personal deutlich unterschritten.