Cursus stralingsbescherming 5A 5B
advertisement
Cursus Stralingsbescherming
op deskundigheidsniveau 5A/5B
Augustus 2011
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 0
Voorwoord
Het Erasmus MC beschikt voor het toepassen van bronnen van ioniserende straling over drie
Kernengergiewetvergunningen (type: complexvergunning). De stralingstoepassingen en de daaraan
verbonden stralingsbeschermingszorg dienen te voldoen aan de voorschriften van deze
vergunningen, aan de interne regelingen stralingshygiëne en aan andere documenten die onderdeel
waren van de aanvraag van de vergunningen.
Binnen dit kader dienen de beroepsmatig bij stralingstoepassingen betrokken personen, zowel een
mondelinge als een schriftelijke instructie te hebben ontvangen over de handelingen met ioniserende
stralingsbronnen. Een onderdeel hiervan is deze cursus “Stralingsbescherming op
deskundigheidsniveau 5A/5B”.
Deze cursus is bedoeld voor werknemers die geschoold moeten worden tot het
stralingsbeschermingsdeskundigheidsniveau 5A/5B.
Deze cursus is door de Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC en de Erasmus MC
Zorgacademie
gezamenlijk
ontwikkeld
voor medewerkers
van
het
Erasmus
MC.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 1
Inhoudsopgave
Voorwoord........................................................................................................................................... 1
Inhoudsopgave ................................................................................................................................... 2
Inleiding en verantwoording................................................................................................................ 5
Programma ......................................................................................................................................... 6
Geschiedenis......................................................................................................................... 9
1
2
3
Röntgenstraling .............................................................................................................................. 9
Radioactiviteit ................................................................................................................................. 9
Elektromagnetische straling .........................................................................................................10
1
Röntgentoestellen en lineaire versnellers ................................................................ 11
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.5.2
3.5.3
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
5
5.1
5.2
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.4
5.3.5
5.4
5.5
Inleiding....................................................................................................................................12
Röntgenstraling uit een röntgentoestel ....................................................................................12
Verschil tussen - en röntgenstraling .......................................................................................13
Afschermingprincipe en afschermingsmateriaal ......................................................................14
Afscherming van röntgenstraling afkomstig uit een röntgentoestel .........................................14
Verandering van het spectrum bij gebruik van filters...............................................................15
Dosimetrie.................................................................................................................... 17
Inleiding....................................................................................................................................18
Geabsorbeerde dosis...............................................................................................................18
Intreedosis, uittreedosis en orgaandosis .................................................................................18
Equivalente dosis .....................................................................................................................19
Effectieve dosis ........................................................................................................................20
Effectieve volgdosis .................................................................................................................20
Samenvatting ...........................................................................................................................22
Oefenvragen ............................................................................................................................23
Biologische effecten van ioniserende straling......................................................... 25
Inleiding....................................................................................................................................26
Het effect van ioniserende straling op cellulair niveau.............................................................26
Indeling van biologische effecten.............................................................................................26
Niet-kansgebonden (deterministische) effecten ......................................................................27
Kansgebonden (stochastische) effecten..................................................................................27
Genetische effecten .................................................................................................................28
Prenatale schade .....................................................................................................................28
Deterministische effecten bij prenatale blootstelling................................................................28
Kansgebonden effecten bij prenatale blootstelling ..................................................................29
Dosis-effect-relatie ...................................................................................................................29
Samenvatting ...........................................................................................................................30
Oefenvragen ............................................................................................................................31
Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu .............. 33
Inleiding....................................................................................................................................34
Achtergrondstraling ..................................................................................................................34
Kunstmatige stralingsbelasting ................................................................................................35
Risico's van ioniserende straling..............................................................................................35
Jaardosis van blootgestelde werknemers................................................................................37
Risicovergelijking met andere beroepsgroepen en het dagelijkse leven.................................37
Samenvatting ...........................................................................................................................38
Oefenvragen ............................................................................................................................39
Wet- en regelgeving .................................................................................................... 41
Inleiding....................................................................................................................................42
Internationale regelgeving........................................................................................................42
Nationale wetgeving.................................................................................................................42
Definities ..................................................................................................................................43
Rechtvaardiging, Optimalisatie en Limitering ..........................................................................44
Radionuclidenlaboratoria (alleen voor 5B)...............................................................................47
Radionuclidenlaboratoria extra informatie (alleen voor 5B; geen examenstof) .......................48
Samenvatting ...........................................................................................................................49
Oefenvragen ............................................................................................................................50
6
Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het
bijzonder)............................................................................................................................. 52
6.1
Inleiding....................................................................................................................................53
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 2
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
7
Stralingsbescherming bij uitwendige blootstelling (algemeen) ................................................53
Stralingsbescherming voor (blootgestelde) werknemers bij röntgenstraling ...........................55
Extra informatie voor röntgentoepassingen (geen examenstof) ..............................................57
Samenvatting ...........................................................................................................................59
Oefenvragen ............................................................................................................................60
Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval .................................................... 61
7.1
7.3
7.4
7.4.1
7.4.2
7.4.3
7.4.4
7.4.5
7.4.6
7.5
7.6
8
Inleiding....................................................................................................................................62
Activiteit ....................................................................................................................................64
Radioactief verval.....................................................................................................................66
Alfaverval ()............................................................................................................................66
Bètaverval ()...........................................................................................................................66
Electroncapture of elektronenvangst .......................................................................................68
Isomere overgang en Interne Conversie..................................................................................68
Neutronenstraling.....................................................................................................................69
Vervalschema's ........................................................................................................................70
Samenvatting ...........................................................................................................................72
Oefenvragen ............................................................................................................................73
Interactie van straling met materie............................................................................ 75
8.1
8.2
8.3
8.4
8.4.1
8.4.2
8.4.3
8.4.4
8.5
8.6
8.7
9
Inleiding....................................................................................................................................76
Alfa-straling ..............................................................................................................................76
Bètastraling ..............................................................................................................................76
Elektromagnetische straling.....................................................................................................78
Foto-effect ................................................................................................................................78
Compton-effect.........................................................................................................................78
Paarvorming.............................................................................................................................78
Verzwakking van mono-energetische elektromagnetische straling.........................................79
Neutronenstraling.....................................................................................................................80
Samenvatting ...........................................................................................................................81
Oefenvragen ............................................................................................................................82
Detectie van ioniserende straling.............................................................................. 83
9.1
9.2
9.2.1
9.2.2
9.2.3
9.3
9.3.1
9.4
9.4.1
9.4.2
9.4.3
9.5
9.5.1
9.5.2
9.6
9.7
Inleiding....................................................................................................................................84
Gasgevulde detectoren ............................................................................................................84
Ionisatiekamer..........................................................................................................................84
Proportionele telbuis ................................................................................................................85
Geiger-Müller telbuis ................................................................................................................85
Vloeistof detectoren .................................................................................................................85
Vloeistofscintillatieteller (Liquid scintillation counter) ...............................................................85
Vaste-stofdetectoren ................................................................................................................86
Vaste-stofscintillatiedetectoren ................................................................................................86
Halfgeleiderdetectoren .............................................................................................................87
Thermoluminescentiedetector (TLD) .......................................................................................87
Activiteitsmetingen ...................................................................................................................87
Telrendement ...........................................................................................................................87
Telnauwkeurigheid ...................................................................................................................88
Samenvatting ...........................................................................................................................89
Oefenvragen ............................................................................................................................90
10
Praktische stralingsbescherming bij radioactieve stoffen.................................. 91
10.1
10.2
10.3
10.3.1
10.3.2
10.3.3
10.3.4
10.3.5
10.3.6
10.4
10.5
10.6
Stralingsbescherming bij uitwendige blootstelling aan deeltjesstraling ...................................92
Stralingsbescherming bij uitwendige blootstelling aan gammastraling....................................93
Inwendige besmetting (5B) ......................................................................................................94
Voorgeschreven werkkleding...............................................................................................95
Voorbereiding van de handelingen......................................................................................96
Handschoenen.....................................................................................................................96
Stralingsniveau- en besmettingsmeetapparatuur ................................................................96
Zuurkast ...............................................................................................................................97
Radioactieve besmetting .....................................................................................................97
Extra informatie voor 5A en 5B (geen examenstof).................................................................98
Samenvatting .........................................................................................................................101
Oefenvragen ..........................................................................................................................102
Geraadpleegde literatuur ................................................................................................. 103
Index................................................................................................................................... 104
Bijlagen .............................................................................................................................. 107
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 3
Antwoorden op de oefenvragen......................................................................................................107
Overzicht chemische symbolen ......................................................................................................109
Toelichting Persoonsdosimetrie......................................................................................................113
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 4
Inleiding en verantwoording
De theorie van de cursus Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5A/5B wordt in de voor u
liggende syllabus beschreven. Deze syllabus is ontwikkeld door de Stralingsbeschermingseenheid en
de sector bedrijfsopleidingen van het Opleidingsinstituut.
Deskundigheidsniveau 5A is voor medewerkers die werken met gesloten radioactieve bronnen of
toestellen die ioniserende straling uitzenden. Deskundigheidsniveau 5B is voor medewerkers die
handelingen verrichten met open radioactieve stoffen.
De cursus Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5A/5B is een tweedaagse cursus. Op de
eerste dag wordt de algemene basiskennis, de theorie besproken. Dit onderdeel wordt aangevuld met
de instellingsgebonden stralingshygiënische regelgeving van het Erasmus MC, waarvoor een apart
syllabus ontvangt. Tijdens de tweede cursusdag worden de praktische vaardigheden geoefend. De
cursus wordt afgesloten met een multiple choice toets.
Indien u deze toets met een voldoende resultaat afsluit en u het practicum 5A respectievelijk 5B met
goed gevolg heeft afgerond, ontvangt u het diploma: “Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau
5B of 5A”.
Voor de cursus Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5A/5B is een landelijke erkenning
afgegeven door het Ministerie van SZW.
Na ieder hoofdstuk wordt een korte samenvatting gegeven, gevolgd door enkele oefenvragen. In
bijlage 1 zijn de antwoorden op deze oefenvragen terug te vinden.
Op de volgende pagina vindt u het programma voor het theoretische deel van de cursus. Van u wordt
verwacht dat u voor aanvang van de cursus deze syllabus globaal heeft doorgenomen. Ter
ondersteuning van de lesactiviteiten ontvangt u hand-outs van de presentatie.
Wij wensen u veel succes bij het volgen van de cursus.
Copyright © (2008)
Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Niets uit deze module mag verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk,
fotokopie, microfilm, geluidsband, elektronisch of op welke andere wijze dan ook en evenmin in
een retrieval systeem worden opgeslagen zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de
Erasmus MC Zorgacademie en de Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 5
Programma
Onderwerp:
Docent:
Tijd:
Inhoud:
Instellingsgebonden stralingshygiënische regelgeving
Adviseur stralingsbescherming
09.00-09.20 uur
De stralingsbeschermingsorganisatie in het Erasmus MC wordt besproken.
Er wordt nader ingegaan op de complexvergunning, de interne Regelingen
Stralingshygiëne, en de schriftelijke interne toestemmingen. De
verantwoordelijkheden en de bevoegdheden van de verschillende, bij ioniserende
straling, betrokken personen worden eveneens uitgelegd.
Onderwerpen:
Docent:
Tijd:
Literatuur:
Inhoud:
Röntgenstraling, lineaire versnellers en dosimetrie
Erasmus MC Zorgacademie
09.20 – 10.30 uur
Hoofdstuk 1 en 2
Straling afkomstig van röntgentoestellen en deeltjesversnellers.
De meest gebruikte dosimetrische grootheden en de daarbij behorende eenheden
komen aan de orde. Er wordt uitgelegd waarom er verschillende grootheden zijn en
wanneer welke grootheid gebruikt dient te worden.
De volgende grootheden komen aan bod: geabsorbeerde dosis, intreedosis,
uittreedosis, equivalente dosis, effectieve dosis en effectieve volgdosis. Ook worden
dosistempo, equivalentdosistempo en effectief dosistempo besproken.
Onderwerpen: Biologische effecten van straling, stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving
en in het milieu, wet- en regelgeving stralingsbescherming
Docent:
Erasmus MC Zorgacademie
Tijd:
10.45 – 11.45 uur
Literatuur:
Hoofdstuk 3 t/m 5
Inhoud:
De biologische effecten van ioniserende straling worden besproken. Hierbij komen de
volgende onderwerpen aan de orde: het effect van ioniserende straling op cellulair en
moleculair niveau; somatische en genetische effecten; vroege en late effecten;
deterministische en stochastische effecten; prenatale schade; dosis effect relatie voor
deterministische en stochastische effecten. Vervolgens wordt ingegaan op de
natuurlijke achtergrondstraling, de kunstmatige achtergrondstraling, beroepshalve
blootstelling, de risico’s van straling en de risicogetallen voor fataal verlopende
kanker en genetische effecten. Verder wordt een risicovergelijking gemaakt met
andere beroepen en gebeurtenissen uit het dagelijks leven.
En er wordt aandacht besteed aan de wet- en regelgeving wat betreft de
stralingsbescherming.
Onderwerp:
Docent:
Tijd:
Literatuur:
Inhoud:
Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
Erasmus MC Zorgacademie
11.45 –12.30 uur
Hoofdstuk 6
De beschermingsmogelijkheden bij uitwendige bestraling, zoals afscherming, tijd en
afstand worden behandeld. Er wordt uitgelegd op welke positie men het beste kan
gaan staan en welk loodschort men moet dragen bij röntgentoepassingen.
Lunch
12.30 – 13.30 uur
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 6
Onderwerpen: Atoombouw, radioactiviteit, radioactief verval, stralingsinteractie met materie en
detectie van straling
Docent:
Erasmus MC Zorgacademie
Tijd:
13.30 – 14.30
Literatuur:
Hoofdstuk 7
Inhoud:
Atoombouw; radioactiviteit en radioactief verval; verschillende wijzen waarop
radioactief verval kan plaatsvinden (-, - of -straling).
Onderwerpen:
Docent:
Tijd:
Literatuur:
Inhoud:
Interactie van straling met materie en detectie van straling
Erasmus MC Zorgacademie
14.45 – 15.45 uur
Hoofdstuk 8 en 9
Per stralingssoort worden de verschillende interactieprocessen met materie
beschreven. Door inzicht te hebben in de interactieprocessen is het mogelijk
afschermingsberekeningen te maken en kan de veilige afstand tot de stralingsbron
worden bepaald. Hierdoor is het dus mogelijk om vooraf een goede risicoanalyse van
handelingen met stralingsbronnen te maken. De verschillende detectieapparaten
worden besproken. Vervolgens komen aan de orde activiteitsmetingen, het
telrendement en het teltempo.
Onderwerp:
Docent:
Tijd:
Literatuur:
Inhoud:
Praktische stralingsbescherming bij radioactieve stoffen
Erasmus MC Zorgacademie
15.45 –17.00 uur
Hoofdstuk 10
De beschermingsmogelijkheden bij uitwendige bestraling, zoals afscherming, tijd en
afstand worden behandeld. Tevens worden regels gegeven om veilig met open
radioactieve stoffen te werken, zodat inwendige besmetting wordt vermeden.
Er staat o.a. beschreven welke werkkleding is voorgeschreven, hoe de voorbereiding
dient plaats te vinden, op welke wijze handschoenen en zuurkast moeten worden
gebruikt bij het werken met open radioactieve stoffen. Tevens wordt vermeld wat de
toelaatbare besmetting is in een radionuclidenlaboratorium en hoe een eventuele
besmetting moet worden opgeruimd.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 7
Geschiedenis
Geschiedenis
1
Röntgenstraling
Wilhelm Conrad Röntgen nam op vrijdag 8 november 1895, tijdens een experiment met
gasontladingsbuizen, voor het eerst een hem onbekende stralingssoort waar. Deze stralingssoort gaf
hij de naam “X-straling”. Na de eerste ontdekking sloot hij zich zeven weken in zijn laboratorium op,
waar hij ook at en sliep. Hij beschreef in zijn eerste publicatie de stralingssoort die in staat was door
hout, menselijk vlees en andere niet-doorzichtige materialen heen te dringen. Tijdens een lezing op
23 januari 1896 maakte hij de beroemde foto van de hand van de anatoom Albert von Kölliker, op
wiens voorstel daarna de naam 'röntgenstraling' werd aanvaard. Vermoedelijk had Röntgen bij zijn
eerste lezingen al een aantal mogelijke toepassingen van de door hem ontdekte straling genoemd. In
elk geval volgden de eerste, vooral medische toepassingen al heel snel: reeds in januari 1896 werd
een schot hagel in de hand van een jager met behulp van “X-stralen” nauwkeurig gelokaliseerd. Ook
bij het zetten van een gebroken been bleek de nieuwe stralingssoort een uitstekend hulpmiddel.
2
Radioactiviteit
Henri Becquerel was een in 1852 te Parijs geboren fysicus. Op 2 februari 1896 maakte hij zijn
ontdekking van natuurlijke radioactiviteit bekend. Deze ontdekking kwam voort uit het onderzoek van
“pekblende”, een mineraal dat uranium en (zoals we nu weten) radium bevat. In die tijd had het een
zekere roem, omdat men het associeerde met goud en zilver. Becquerel dacht aanvankelijk dat de
zwarting van een fotografische plaat werd veroorzaakt door het licht, dat door fluorescerende of
fosforescerende stoffen wordt uitgezonden. Voor zijn fluorescentieonderzoek gebruikte hij prachtige,
gele kristallen. Toen deze kristallen op een goed ingepakte fotografische plaat werden gelegd en het
zonlicht voor de fluorescentie zorgde, werd de plaat onder het kristal gezwart. Om dit verschijnsel
verder te onderzoeken bedacht Becquerel een aantal proeven. Helaas liet de in zijn ogen onmisbare
zon verstek gaan en werden de proeven uitgesteld. Toen de zon lang op zich liet wachten,
ontwikkelde hij toch maar één van de platen en vond tot zijn verbazing dezelfde zwarting als na
belichting door de zon. Hij was uiteraard reeds op de hoogte van de ontdekking van Röntgen en
schreef de door hem gevonden zwarting toe aan straling die door het kristal werd uitgezonden. In
principe was hiermee het verschijnsel ontdekt, dat op voorstel van Madame Curie de naam
radioactiviteit kreeg.
Misschien omdat radioactiviteit een veel gecompliceerder fenomeen is dan uitzending van
röntgenstraling, heeft het een aantal jaren geduurd voordat de meest basale feiten bekend werden.
Naast Becquerel zijn aan de reeks ontdekkingen, die in een tijdsbestek van een paar jaar
plaatsvonden, vooral de namen van Marie Curie-Sklodowska (1867-1934), Pierre Curie (1859-1906)
en Ernest Rutherford (1871-1937) verbonden.
Marie Sklodowska huwde in 1895 met de franse fysicus Pierre Curie. Ze wijdde haar doctoraalstudie
bij Henri Becquerel aan natuurlijke radioactiviteit. Zij vond dat de intensiteit van de straling evenredig
was met de hoeveelheid uranium, onafhankelijk van de chemische verbinding daarvan en
onafhankelijk van uitwendige factoren, zoals temperatuur en druk.
Becquerel had eerder gevonden, dat de lucht door pekblende werd geïoniseerd. In juli 1896
berichtten Pierre en Marie Curie over de isolatie van een kleine hoeveelheid materiaal uit pekblende,
dat de naam Radium kreeg. De ontdekking van het element Polonium (naar de Poolse afkomst van
Marie) was gedateerd op 18-07-1898. Ze ontdekten dat radium 3 soorten straling uitzendt (-, -, en
-straling) en dat er een gas vrijkomt (radon!).
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 9
Geschiedenis
De zeer snelle ontwikkeling van vooral de medische toepassingen van röntgenstraling, in het
bijzonder de fluoroscopie ('doorlichting'), had ook negatieve gevolgen. Men was zich immers van
geen gevaren bewust, hield de handen en andere lichaamsdelen onbekommerd in de stralenbundel
en werkte met primitieve, niet afgeschermde apparaten.
Thorium en radium vonden al vrij snel hun toepassing in de geneeskunde: thorium als contrastmiddel
bij röntgenonderzoeken, radium (en radon) vooral in de radiotherapie. Vooral thorium heeft onder de
patiënten veel slachtoffers gemaakt.
Pas nadat onder de beroepsbeoefenaren vele slachtoffers waren gevallen, drong het omstreeks 1915
tot de mensen door dat veiligheidsmaatregelen moesten worden getroffen.
Madame Curie nam zelf geen veiligheidsmaatregelen in acht bij het hanteren van radioactieve
stoffen. Ze eiste dit wel van haar medewerkers. Aan het einde van haar leven had ze ernstige
“brand”-wonden aan haar handen. Ze stierf op 4 juli 1934 aan leukemie.
3
Elektromagnetische straling
Tot de grote groep van elektromagnetische straling behoren onder andere de radiogolven, infrarood,
zichtbaar licht, ultraviolet, röntgenstraling en -straling. Elektromagnetische golven zijn periodieke
verstoringen van het elektrische en het magnetische veld. Het enige verschil tussen de diverse
soorten elektromagnetische straling is de energie. Het transport van deze energie gebeurt in
pakketjes van een vaste grootte. Deze pakketjes worden fotonen genoemd. Fotonen kunnen als een
soort deeltjes zonder massa en zonder afmetingen worden beschouwd. Bij de laag-energetische
vormen van elektromagnetische straling zoals radiogolven en licht kan men deze opdeling in fotonen
nauwelijks waarnemen. Bij de hoogenergetische elektromagnetische straling (- en röntgenstraling) is
dit deeltjeskarakter veel beter waar te nemen. Pas als de straling voldoende energie heeft om
elektronen los te maken, ionisaties te veroorzaken, wordt de stralingssoort tot de groep ioniserende
straling gerekend.
Om een indruk van de orde van grootte te krijgen het volgende: fotonen in zichtbaar licht hebben een
energie van enkele eV’s, voor ionisatie is minimaal enkele tientallen eV’s nodig. De energie van - en
röntgenstraling variëren van enkele keV’s tot enkele MeV’s.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 10
1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers
1
Röntgentoestellen en lineaire versnellers
Dit hoofdstuk beschrijft de werking van de röntgenbuis en de lineaire versneller.
Leerdoelen
U kunt de werking van de röntgenbuis omschrijven.
U weet dat straling uit een röntgenbuis uit een spectrum van energieën bestaat.
U kent de begrippen fotonen, focus, poly-energetisch, divergerend, diafragma, kV, mAs en
filtering.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 11
1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers
1.1
Inleiding
Er bestaan verschillende soorten straling, zoals bijvoorbeeld straling opgewekt met een magnetron en
zichtbaar licht (elektromagnetische straling). Elektromagnetische straling is een stralingssoort die
bestaat uit hele kleine massaloze energiepakketjes, fotonen of quanten genoemd. Röntgenstraling
behoort tot de groep van elektromagnetische straling. In dit hoofdstuk wordt dieper ingegaan op
straling opgewekt met een röntgentoestel. Deze stralingssoort behoort in tegenstelling tot de andere
genoemde stralingssoorten tot de groep ioniserende straling. Ioniserende straling kan je niet zien,
horen, ruiken, proeven en voelen. Zij is echter wel in onze omgeving aanwezig en is in staat
biologische effecten te veroorzaken. In de medische wereld wordt ioniserende straling gebruikt om in
de mens te kunnen kijken (diagnostiek). Ioniserende straling wordt ook gebruikt om cellen te doden
(therapie). Er bestaat ook niet-ioniserende straling zoals laser, infrarood, radar en microgolven. Deze
wordt hier niet behandeld.
1.2
Röntgenstraling uit een röntgentoestel
Een röntgenbuis bestaat uit een glazen buis waarbinnen grote onderdruk heerst, meestal wordt er
gesproken over een vacuümbuis. In deze buis bevinden zich twee elektroden, een elektrisch negatief
geladen kathode en een elektrisch positief geladen anode. De anode wordt ook wel trefplaat of focus
genoemd. Door een gloeistroompje door de kathode te laten lopen wordt deze verhit tot tenminste
2200C en gaat elektronen uitzenden (emitteren). Het spanningsverschil tussen anode en kathode
zorgt ervoor dat de uitgezonden elektronen versneld naar de anode bewegen. De maximale energie
van de elektronen is gelijk aan het spanningsverschil tussen kathode en anode. Het is noodzakelijk
dat er in de buis nagenoeg vacuüm heerst zodat de elektronen zich zonder botsingen met
luchtmoleculen naar de anode kunnen begeven.
lekstraling
gloeidraad
(kathode)
focus
(anode)
elektronen
-
+
vacuümbuis
röntgenstraling
Figuur 1.1
Schematisch weergave van een röntgenbuis.
De officiële eenheid van energie is joule (J). Stralingsenergieën worden echter uitgedrukt in een
andere eenheid, de elektronvolt.
Eén elektronvolt (eV) is de bewegingsenergie van een elektron dat een spanningsveld van 1 volt
doorloopt.
1 eV = 1,6·10-19 J.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 12
1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers
Bij afremming in de anode wordt de bewegingsenergie van de elektronen omgezet
elektromagnetische straling, röntgenstraling. De maximale energie (Emax) van de opgewekte
röntgenstraling is gelijk aan de maximale bewegingsenergie van de elektronen. Omdat de energieën
van de elektronen op het moment van afremmen verschillend zijn en omdat zij niet allemaal even
sterk worden afgeremd, hebben de ontstane fotonen verschillende energieën. Röntgenstraling uit een
röntgenbuis bestaat hierdoor steeds uit een mengsel van verschillende fotonenergieën. Dit mengsel
van verschillende fotonenergieën wordt poly-energetisch genoemd. Naast het poly-energetisch
spectrum van de röntgenbuis ontstaat er ook karakteristieke röntgenstraling omdat er elektronen uit
het anode-materiaal worden gestoten. De opgewekte röntgenstraling kan door de stand van het focus
(anodehoek) zoveel mogelijk in de richting van een dunner gedeelte, het venster, van de buis worden
geleid. De röntgenbundel is divergerend, dit betekent dat deze steeds breder wordt naarmate de
afstand tot het focus toeneemt. Om de bundel zo smal mogelijk te houden wordt gebruik gemaakt van
een diafragma. Dit werkt op dezelfde wijze als bij een fototoestel. Om er zeker van te zijn dat alleen
het gewenste gebied wordt bestraald wordt bij een röntgenbuis altijd gebruik gemaakt van een
lichtveld. Dit markeert het röntgenveld. Een röntgenbuis zal alleen straling uitzenden als er een
spanningverschil tussen anode en kathode aanwezig is, dus als de startknop wordt ingedrukt. Een
deel van de opgewekte röntgenstraling zal niet via het venster naar buiten treden, maar uit andere
gedeelten van de buis naar buiten “lekken”. Dit wordt lekstraling genoemd.
Het opgewekte spectrum en het uittredende
spectrum kan worden weergegeven in een
grafiek waarbij op de horizontale as de
fotonenergie en op de verticale as de relatieve
intensiteit wordt uitgezet.
Doordat de opgewekte röntgenstraling door het
venster van de buis naar buiten treedt, wordt
het röntgenspectrum gefilterd. De fotonen met
lage energie zullen door het venster worden
tegengehouden terwijl de fotonen met hogere
energie ongehinderd het venster kunnen
passeren.
In figuur 1.2 is de doorgetrokken lijn het
gefilterde spectrum. Door het plaatsen van een
extra filter kan het spectrum nog verder worden
gefilterd waardoor er een röntgenspectrum met
relatief hoge energie overblijft.
Figuur 1.2 Röntgenspectra als gevolg van verschillende
buisspanningen variërend van 65 kV tot 200 kV.
Door het verhogen van de buisspanning
verandert de maximale energie van de röntgenstraling. Door verandering van de buisstroom neemt
de hoeveelheid (de intensiteit) straling toe. De buisstroom (I) in milliampère (mA) is het aantal
elektronen dat het focus per seconde raakt. De buislading (buisstroom tijd) ook wel mAs-getal
genoemd is het totaal aantal elektronen dat het focus per belichting raakt.
1.3
Verschil tussen - en röntgenstraling
Zowel - als röntgenstraling zijn elektromagnetische straling. Het onderscheid wordt gemaakt op
grond van hun herkomst: -straling is afkomstig uit de kern van een atoom, terwijl röntgenstraling het
gevolg is van energieverlies van elektronen. Een ander kenmerk is het volgende:
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 13
1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers
Röntgenstraling afkomstig van een toestel kan worden uitgezet, terwijl de gammastraling afkomstig
van een radioactieve stof continu is en slechts kan worden afgeschermd.
1.4
Afschermingprincipe en afschermingsmateriaal
De intensiteit van röntgenstraling wordt verminderd doordat er wisselwerking plaatsvindt met het
afschermingsmateriaal. Omdat röntgenstraling elektromagnetische straling is, vindt de wisselwerking
niet plaats via een eenvoudig botsingsprincipe maar via een complexe wijze van energieoverdracht.
Het resultaat van deze energieoverdracht is dat van een enkel röntgenfoton niet met zekerheid kan
worden gezegd of dit een interactie zal ondergaan. Als hele groepen röntgenfotonen worden
beschouwd kan wel iets worden gezegd over de kans op een interactie. Het blijkt dat er per energieinterval en per afschermingsmateriaal een bepaalde dikte is waarbij de stralingsintensiteit van de
bundel wordt gehalveerd, “de halveringsdikte”.
De halveringsdikte is die dikte van het materiaal die nodig is om de intensiteit van de straling te
halveren. Dit betekent dat indien er een halveringsdikte aan afschermingsmateriaal is gebruikt de
stralingsintensiteit achter deze afscherming nog maar de helft is. Wordt er afschermingsmateriaal met
een dikte gelijk aan twee keer de halveringsdikte gebruikt dan is de stralingsintensiteit achter de
afscherming nog maar de helft van de helft (= ¼). Wordt er afschermingsmateriaal met een dikte
gelijk aan drie keer de halveringsdikte gebruikt dan is de stralingsintensiteit achter de afscherming
nog maar de helft van de helft van de helft (= 1/8).
De halveringsdikte is alleen constant bij mono-energetische straling en als de stralingsbundel heel
smal is. Bij röntgenstraling blijkt het stralingsniveau achter de afscherming hoger te zijn dan volgens
bovenbeschreven wetmatigheid omdat deze stralingssoort niet homogeen is.
Afscherming van elektromagnetische straling geschied het meest efficiënt met een materiaal met een
hoog Z-getal (veel protonen in de kern). In de regel is dit een zwaar materiaal. Een zeer geschikt
materiaal voor afscherming van elektromagnetische straling is lood. Kamers bestemd voor vaste
röntgenopstelling worden in het algemeen voorzien van een hoeveelheid lood. (hierover meer in
hoofdstuk 9)
1.5
Afscherming van röntgenstraling afkomstig uit een röntgentoestel
Omdat de straling die uit de röntgenbuis komt poly-energetisch is, gaat het verhaal van de
halveringsdikte niet geheel op. In het afschermingsmateriaal zal meer straling met lage energie dan
met hoge energie worden geabsorbeerd, waardoor de hoge energieën overblijven en de straling
steeds “harder” wordt. De halveringsdikte is hierdoor geen constante meer, maar neemt toe. Er is
steeds meer materiaal nodig om de stralingsintensiteit te halveren. Bij de afscherming van
röntgenstraling spreekt men meestal van een eerste halveringsdikte (hvd1) en een tweede
halveringsdikte (hvd2), waarbij de tweede halveringsdikte groter is dan de eerste (er is dus meer
materiaal nodig om de intensiteit nogmaals te halveren). Het absorberen van de lage energieën gaat
immers eenvoudiger dan van de hoge energieën. De verhouding tussen hvd1 en hvd2 wordt de
homogeniteitscoëfficiënt genoemd. Hoe dichter bij 1 hoe homogener de uittredende straling is.
(homogene bundel: de eerste halveringsdikte is gelijk aan de tweede halveringsdikte)
homogeniteitscoëfficiënt
hvd1
hvd 2
(In de radiodiagnostiek wordt ook de term heterogeniteitsgraad gebruikt; dit is de verhouding tussen
hvd2 en hvd1).
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 14
1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers
1.6
Verandering van het spectrum bij gebruik van filters
In de radiodiagnostiek wordt, om de stralingsbelasting voor de patiënt zoveel mogelijk te beperken, de
primaire röntgenbundel gefilterd. De lage energieën, die onnodig een bijdrage aan de dosis leveren,
verdwijnen door deze filtering uit het spectrum. De beeldvorming verandert hierdoor niet omdat deze
straling met lage energieën toch niet door de patiënt komt en dus niet aan de beeldvorming bijdraagt.
De stralenkwaliteit wordt door het filteren homogener en de gemiddelde fotonenergie wordt hoger, de
röntgenbundel bevat ‘hardere’ straling. Het totale filter van een röntgenbuis bedraagt circa 2,5 mm
aluminium-equivalent (dit geldt niet voor tandartstoestellen en niet voor toestellen voor
mammografie). Aluminium-equivalent wil zeggen dat de afschermende werking gelijk is aan de
opgegeven hoeveelheid aluminium, het gekozen materiaal hoeft dus niet noodzakelijk aluminium te
zijn.
Aangezien het 2,5 mm aluminium een minimumeis is, wordt in de praktijk vaak nog een extra filter
van 2 mm Al toegevoegd. Hoe hoger de ingestelde spanning is hoe meer filtering moet worden
gekozen. Bij thorax-opnamen zelfs een extra filter van 0,13 mm Cu + 1 mm Al. Dit heeft als resultaat
dat de röntgenbundel nog homogener wordt en dat er minder straling door de patiënt geabsorbeerd
wordt. Het koperfilter wordt altijd gecombineerd met een aluminiumfilter; waarbij het aluminiumfilter
het dichtst bij de patiënt wordt geplaatst.
1.7
Straling afkomstig uit lineaire versnellers
Het bekendste bestralingstoestel in de radiotherapie
is de lineaire versneller. Het werkingsprincipe van de
lineaire versneller is in grote lijnen gelijk aan dat van
de röntgenbuis. In een versnellerbuis wordt een hoog
spanningsveld opgebouwd. Vervolgens worden
elektronen door een elektronenkanon in de
versnellerbuis geschoten. De elektronen worden
door het spanningsveld langs een rechte baan in de
versnellerbuis versneld. Deze buis kan een lengte
hebben van ongeveer 20 cm voor een kleine
versneller (4 MV) tot meer dan 2 meter voor een
versneller van 20 MV en hoger. In veel deeltjesversnellers is de versnellerbuis liggend gemonteerd in
een roterende arm, de gantry. Om de gantry in evenwicht te houden is deze voorzien van een
contragewicht. Na de lineaire versnellerbuis komen de elektronen bij een afbuigmagneet, waar ze van
richting worden veranderd.
Bij het verlaten van deze magneet hebben de elektronen een zeer hoge bewegingsenergie en heeft
de elektronenbundel een diameter van slechts enkele millimeters. In de “elektronenmode” van de
versneller wordt deze elektronenbundel door een dun metaalfolie via een collimatorgedeelte naar
buiten gebracht. De collimator is het diafragma van een deeltjesversneller.
In de “fotonenmode” treft de elektronenbundel een trefplaatje of target van zwaar metaal, vaak
wolfraam, waarin de elektronen worden afgeremd, hetgeen gepaard gaat met het opwekken van
hoog-energetische fotonen.
Als de energie van de fotonen 8 MV of hoger is dan kan een gamma-neutron reactie optreden
waardoor neutronen worden vrijgemaakt in het aangestraalde materiaal. Hierdoor wordt een neutron
uit de kern gestoten. Door het uitzenden van het neutron heeft de kern een neutron minder en is in
veel gevallen daardoor een radionuclide gevormd. Dit wordt activering genoemd.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 15
1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers
1.8
Oefenvragen
1 Röntgenstraling
a) is altijd afkomstig uit een röntgenbuis
b)
c)
d)
onderscheidt zich van -straling enkel door de herkomst van de straling
is altijd mono-energetisch
vermindert na uitschakelen van de buis geleidelijk in intensiteit
2 Röntgenstraling
a) is altijd poly-energetisch
b) bestaat uit elektronen
c) kan ook uit een magnetron komen
d) ontstaat in de gloeidraad van een radiodiagnostiektoestel
3 Door het plaatsen van een extra filter voor een röntgenbuis ontstaat ten opzichte van een
ongefilterd spectrum een röntgenspectrum
a) met een hogere gemiddelde energie
b) met een lagere gemiddelde energie
c) met gelijke gemiddelde energie
d) met gelijke gemiddelde energie maar met een hoger maximale energie
4 Röntgenstraling kan het best worden afgeschermd met
a) perspex
b) lood
c) aluminium
d) filtermateriaal
5 De door een röntgenbuis uitgezonden straling
a)
b)
c)
d)
heeft geen ioniserend vermogen
vermindert geleidelijk in intensiteit na uitschakeling van de buis
behoort tot de groep elektromagnetische straling
is niet in staat biologische effecten te veroorzaken
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 16
2 Dosimetrie
2
Dosimetrie
In dit hoofdstuk komen de meest gebruikte dosimetrische grootheden en de daarbij behorende
eenheden aan de orde. Er wordt uitgelegd waarom er verschillende grootheden zijn en wanneer
welke grootheid gebruikt dient te worden.
De volgende grootheden komen aan de orde: geabsorbeerde dosis, equivalente dosis, effectieve
dosis en effectieve volgdosis. Ook worden dosistempo, equivalent dosistempo en effectief
dosistempo besproken.
Met behulp van deze grootheden worden risicoanalyses voor de handelingen gemaakt. Enkele van
deze grootheden worden in de Kernenergiewet gebruikt om de bovengrenswaarden van blootstelling
aan ioniserende straling, de dosislimieten, vast te leggen. Bij de behandeling van patiënten met
ioniserende straling moet voor aanvang bekend zijn welke “dosis” men toedient. Vaak wordt “dosis”
gebruikt terwijl effectieve dosis, of volgdosis of een van de andere grootheden wordt bedoeld. In dat
geval kan er onduidelijkheid ontstaan over de bedoelde stralingsdosis. Om dit te voorkomen is een
gedegen kennis van de dosimetrische grootheden erg belangrijk.
Leerdoelen
U kent de begrippen:
geabsorbeerde dosis, dosistempo;
intreedosis, uittreedosis, orgaandosis
equivalente dosis; equivalent dosistempo;
effectieve dosis; effectief dosistempo;
effectieve volgdosis;
stralingsweegfactor;
weefselweegfactor;
dosisconversiecoëfficiënt.
U kent de stralingsweegfactoren van de verschillende stralingssoorten;
U kent de verbanden tussen de verschillende grootheden en u kunt eenvoudige
dosisberekeningen maken.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 17
2 Dosimetrie
2.1
Inleiding
Vrij snel na de ontdekking van ioniserende straling was er behoefte aan een fysische grootheid om de
“hoeveelheid straling” in uit te drukken. Een grootheid beschrijft een meetbaar fysisch begrip, zoals
lengte, massa, of tijd. De grootheid wordt weergegeven met een speciaal daarvoor gekozen symbool,
zoals l voor lengte, m voor massa en t voor tijd. De bijbehorende eenheid beschrijft een afgesproken
maat voor zo’n grootheid. In bovenstaande voorbeelden zijn dat respectievelijk meter, kilogram en
seconde. De hoeveelheid straling wordt in verschillende grootheden uitgedrukt. In de volgende
paragrafen volgen de belangrijkste.
2.2
Geabsorbeerde dosis
Een grootheid die zowel voor deeltjes- als voor fotonenstraling mag worden gebruikt is de
geabsorbeerde dosis (D), kortweg de dosis. De hiervoor gebruikte dimensie is de hoeveelheid
geabsorbeerde energie per kilogram materiaal (J/kg). De afgesproken eenheid voor geabsorbeerde
dosis is gray (Gy), 1 Gy = 1 J/kg, met als tijdsafgeleide het dosistempo ( D ) [Gy/s]. Eén gray is echter
een grote dosis, in de praktijk wordt daarom vaak gebruik gemaakt van Gy of mGy. Aangezien de
dosis in een materiaal is gedefinieerd, is het belangrijk altijd het materiaal waarin de dosis is bepaald
te vermelden.
2.3
Intreedosis, uittreedosis en orgaandosis
Intreedosis
De intreedosis is de dosis waar de röntgenbundel voor het eerst het lichaamsoppervlak snijdt (positie
A in figuur 3.1), wordt vaak ook aangeduid als huiddosis. De eenheid waarin de huiddosis wordt
uitgedrukt is de gray met als symbool Gy. Bij het meten van de intreedosis wordt vaak gebruik
gemaakt van een zogenoemde ionisatiekamer; deze meet de intreedosis meestal in milligray (mGy).
A
diafragma
focus röntgenbundel
Figuur 2.1
C
centrale as
ionisatiekamer
Intreedosis en uittreedosis
Uittreedosis
De uitreedosis is de dosis op de plek waar de centrale röntgenbundel voor de tweede keer het
lichaamsoppervlak snijdt (positie C in figuur 2.1).
Orgaandosis
Om een schatting te kunnen maak van de orgaandosis worden metingen uitgevoerd met behulp van
fantomen. Een fantoom is een object van een bepaald materiaal, waarvan wordt aangenomen dat het
de ioniserende straling op dezelfde wijze absorbeert en verstrooit als een bepaald soort menselijk
weefsel. Geschikt materiaal om spierweefsel te simuleren is bijvoorbeeld water, maar ook perspex en
paraffine worden gebruikt. Sommige fantomen zijn opgebouwd rond menselijk skeletten.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 18
2 Dosimetrie
2.4
Equivalente dosis
In weefselcellen kan de geabsorbeerde stralingsenergie schade veroorzaken. Deze schade is bij
dezelfde afgegeven energie echter niet voor elke stralingssoort hetzelfde. -Deeltjes zullen namelijk
in een beperkt gebied heel veel ionisaties veroorzaken waardoor de stralingsschade in dat gebied
veel groter is dan bij dezelfde energieafgifte van bijvoorbeeld -straling. Dit wordt het verschil in
biologische effectiviteit genoemd. Dit betekent dat de grootheid “geabsorbeerde dosis” niet de juiste
grootheid is om stralingsdoses van verschillende stralingssoorten met elkaar te vergelijken. Door de
dosis te vermenigvuldigen met een stralingsweegfactor 1 (WR) wordt voor dit verschil in biologisch
effect gecorrigeerd. De stralingsweegfactor voor -straling is 20 en voor - en -straling 1. Voor
neutronen varieert deze factor, afhankelijk van de energie, van 1 tot 20.
De voor stralingssoort gecorrigeerde dosis wordt de equivalente dosis (H) genoemd, met als
tijdsafgeleide het equivalent dosistempo H .
H WR D
De SI-eenheid is nog steeds J/kg. Om onderscheid met de geabsorbeerde dosis te maken heeft deze
eenheid de naam sievert (Sv) gekregen. Met behulp van de equivalente dosis (H) is het dus wel
mogelijk verschillende stralingssoorten met elkaar te vergelijken en kunnen de dosisbijdrage van
verschillende soorten straling bij elkaar worden opgeteld.
- 1 Gray - of -straling veroorzaakt een equivalente dosis van 1 Sv
- 1 Gray -straling veroorzaakt een equivalente dosis van 20 Sv
- 1 Gray -straling + 1 Gray -straling veroorzaakt een equivalente dosis van 21 Sv.
Om een schatting te maken van het equivalente dosistempo voor - en -straling kan van
onderstaande vuistregels gebruik gemaakt worden.
-straling op 30 cm:
Hβ 100 A Sv/h; met A is de activiteit in MBq
mits E 200 keV
-straling op 30 cm:
Hγ 3 A
Sv/h; met A is de activiteit in MBq
Bij energieën onder de 200 keV mag deze vuistregel niet worden toegepast, omdat op 30 cm afstand
de dracht van de bètadeeltjes is bereikt en derhalve het equivalente dosistempo gelijk aan 0 is.
115
1
De letter R staat in dit geval voor radiation.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 19
2 Dosimetrie
2.5
Effectieve dosis
Omdat het effect van ioniserende straling niet op alle organen en weefsels even groot is, wordt ook
nog gecorrigeerd voor het orgaan of weefsel waarin de straling
Tabel 2.1 Weefselweegfactoren
is geabsorbeerd. Deze correctie kan worden uitgevoerd door
weegfactor
het invoeren van een weefselweegfactor 2 (WT). De
orgaan
(wT)
weefselweegfactoren
zijn
afgeleid
uit
de
relatieve
gonaden
0,08
stralingsgevoeligheid van de organen en weefsels voor het
rode beenmerg
0,12
ontstaan van stochastische effecten (zie hoofdstuk 3). In tabel
dikke darm
0,12
longen
0,12
2.1 zijn voor de verschillende organen en weefsels de
maag
0,12
weegfactoren gegeven. De waarden zijn afgeleid van een
borstklier
0,12
referentiebevolking met een gelijke hoeveelheid mannen en
blaas
0,04
vrouwen. Het stochastisch 3 risico als gevolg van een
lever
0,04
schildklier
0,04
equivalente dosis van een orgaan kan door middel van de
slokdarm
0,04
weegfactor worden omgerekend naar een vergelijkbaar risico
huid
0,01
voor een bestraling van het gehele lichaam. Wanneer alle
botoppervlak
0,01
organen en weefsels afzonderlijk eenzelfde equivalente dosis
hersenen
0,01
speekselklieren
0,01
van bijvoorbeeld 1 Sv hebben is dit gelijk aan een bestraling
overige
0,12
van het gehele lichaam waarbij 1 Sv wordt ontvangen. Het
Totaal
1
totaal van alle weefselweegfactoren is tenslotte gelijk aan 1.
De som van alle equivalente doses van de bestraalde organen
en weefsels, elk vermenigvuldigd met de bijbehorende
weegfactor, wordt de effectieve dosis (E) genoemd, eveneens
met de eenheid sievert.
Rekenvoorbeeld:
De effectieve dosis bij een equivalente dosis van 2 mSv op de maag en op de blaas is gelijk aan:
E (0,12 2) (0,04 2) 0,32 mSv.
2.6
Effectieve volgdosis
Kenmerkend bij uitwendige bestraling is dat de stralingsenergie door het lichaam wordt geabsorbeerd
op het moment van de blootstelling. Wordt het stralingsveld verlaten dan stopt de bestraling en dus
ook de stralingsenergieabsorptie. Bij inname van radioactieve stoffen is dit wezenlijk anders. Zolang
de radioactieve stoffen zich in het lichaam bevinden vormen zij een blijvende bron van straling. Na
inname van radioactieve stoffen geschiedt de energieafgifte tijdens het vervalproces van de nuclide
zolang de nuclide zich in het lichaam bevindt. De uiteindelijke “dosis” bij radioactieve stoffen in het
lichaam is dus afhankelijk van de activiteit van de nuclide op het moment van inname, de
halveringstijd van de nuclide en de verblijftijd van de nuclide in het lichaam (biologische verblijftijd).
Voor kortlevende nucliden of stoffen die een zeer korte biologische verblijftijd in het lichaam hebben,
gebeurt de inwendige bestraling gedurende een korte periode. Bij radionucliden met een lang verblijf
in het lichaam kan de tijd van blootstelling zich uitstrekken tot vele jaren. Om de verblijftijd van een
radionuclide in het lichaam te verdisconteren in de “dosis” bepaling is het begrip effectieve volgdosis
(E50) ingevoerd. Met de effectieve volgdosis wordt de dosis over de komende 50 jaar bepaald als
gevolg van de inname van de activiteit. De effectieve volgdosis kan worden bepaald met behulp van
115
2
3
De letter T staat voor tissue.
Zie hoofdstuk 3.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 20
2 Dosimetrie
de dosiscoëfficiënten (e50). Deze geeft de effectieve volgdosis als gevolg van 1 Bq inname van een
nuclide.
E50=e50Ainname
Dosiscoëfficiënten zijn berekend voor inname door ingestie (inslikken van de stof), e50,ing en inhalatie
(inademen van de stof), e50,inh en voor verschillende groepen mensen. Zo worden er voor de
bevolking andere dosiscoëfficiënten gehanteerd dan voor de blootgestelde werknemers. De eenheid
van e50 is Sv/Bq. De dosiscoëfficiënt is afhankelijk van de chemische verbinding van de radionuclide.
Voor één radionuclide zijn daarom soms meerdere dosiscoëfficiënten berekend, afhankelijk van de
chemische verbinding.
De dosiscoëfficiënten variëren van 2·10-11 voor 99mTc tot 1·10-4 voor bijvoorbeeld plutonium.
Rekenvoorbeeld:
Bereken de effectieve volgdosis als gevolg van inslikken van 40 kBq 131I.
e50, ing = 2,2·10-8 Sv/Bq (zie tabel 2.2)
E50 = 40·103 2,2·10-8 = 0,88 mSv
Tabel 2.2 Dosiscoëfficiënten van enkele veel gebruikte radionucliden.
nuclide
halveringstijd
3
12,3
jaar
-
1,8·10-11
e50 ing [Sv/Bq]
1,8·10-11
3
12,3
jaar
-
4,2·10-11
4,2·10-11
14
5730 jaar
-
5,8·10-10
5,8·10-10
32
14,3
dagen
-
2,9·10-9
2,4·10-9
33
25,4
dagen
-
1,3·10-9
2,4·10-10
35
87,4
dagen
-
1,1·10-9
1,9·10-10
35
87,4
dagen
-
1,2·10-10
7,7·10-10
51
27,7
dagen
3,6·10-11
3,7·10-11
90
2,7
dagen
-
1,7·10-9
2,7·10-9
Tc
6
uur
2,9·10-11
2,2·10-11
131
I
8
dagen
,
1,1·10-8
2,2·10-8
177
6,7
dagen
,
1,1·10-9
5,3·10-10
192
74
dagen
,
4,9·10-9
1,4·10-9
H
H-organisch
C
P
P
S anorganisch
S organisch
Cr
Y
99m
Lu
Ir
stralingssoort
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
e50 inh [Sv/Bq]
Blz. 21
2 Dosimetrie
2.7
Samenvatting
Grootheid
Geabsorbeerde
dosis
Omschrijving
D
Intreedosis
D
Uittreedosis
D
Orgaandosis
D
Equivalente dosis
H
Effectieve dosis
E
eenheid
energieabsorptie in materiaal gray
geabsorbeerde dosis in het
centrum van de invallende
bundel röntgenstraling
geabsorbeerde dosis in het
centrum van de uittredende
bundel röntgenstraling
geabsorbeerde dosis in een
orgaan
energieabsorptie
in orgaan/weefsel
biologisch gewogen som van
equivalente doses
stralingsdosis bij inname van
radioactieve stoffen
Effectieve volgdosis E50
per tijdseenheid
Gy/h
Gy/h
Gy/h
Gy/h
H
Sv/h
E
Sv/h
--
--
Gy
D
gray
Gy
D
gray
Gy
D
gray
Gy
D
sievert
Sv
sievert
Sv
sievert
Sv
e50 = dosiscoëfficiënt [Sv/Bq]
-straling op 30 cm:
Hβ 100 A Sv/h; met A is de activiteit in MBq
mits E 200 keV
-straling op 30 cm:
Hγ 3 A
Sv/h; met A is de activiteit in MBq
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 22
2 Dosimetrie
2.8
Oefenvragen
1 De eenheid van effectieve dosis is:
a) Gy
b) Bq
c) Sv/h
d) Sv
2 De eenheid van de intreedosis is:
a) Gy
b) Bq
c) Sv/h
d) Sv
3 De uittreedosis is:
a) altijd gelijk aan de intreedosis
b) kleiner dan de intreedosis
c) groter dan de intreedosis
d) soms kleiner en soms groter dan de intreedososis
4 De stralingsweegfactor van -straling is:
a) afhankelijk van de energie
b) 1
c) 5
d) 20
(alleen 5A / 5B)
5 De effectieve volgdosis
(alleen 5B)
a) is de totale dosis als gevolg van opvolgende bestralingen
b) is de effectieve dosis over de komende 50 jaar als gevolg van inname van een radioactieve
stof
c) geldt niet voor nucliden met een korte halveringstijd
d) heeft als eenheid de gray
6 Wat is de effectieve volgdosis bij de inname van 1kBq 131I
(e50 = 2,2·10-8 Sv/Bq)
a)
22 Sv
b)
22 Gy
c)
2,2 Sv
d)
0,22 Sv
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
(alleen 5B)
Blz. 23
3 Biologische effecten van ioniserende straling
3
Biologische effecten van ioniserende straling
In dit hoofdstuk worden de biologische effecten van ioniserende straling besproken. Hierbij komen de
volgende onderwerpen aan de orde:
het effect van ioniserende straling op cellulair en moleculair niveau;
somatische en genetische effecten;
vroege en late effecten;
deterministische en kansgebonden effecten;
prenatale schade;
dosis effect relatie voor deterministische en kansgebonden effecten.
Leerdoelen
U kent de verschillen tussen somatische en genetische effecten, tussen vroege en late effecten
en tussen deterministische en kansgebonden (stochastische) effecten.
U weet welke effecten in welke groep thuis horen. Verder weet u bij welke stralingsdosis een
bepaald effect kan optreden.
U kent de prenatale schade die kan optreden. Verder kent u dosiseffect-relaties voor
deterministische en kansgebonden (stochastische) effecten.
U kent het risicogetal voor fatale kankers voor blootgestelde werknemers (4 % per sievert) en
kunt hier eenvoudige berekeningen mee uitvoeren en het risicogetal voor genetische effecten
voor de gehele bevolking.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 25
3 Biologische effecten van ioniserende straling
3.1
Inleiding
Vrijwel direct na de ontdekking van röntgenstraling en radioactieve stoffen werd duidelijk dat aan de
toepassingen hiervan gezondheidsrisico’s waren verbonden. Bij bijvoorbeeld artsen en assisterend
personeel ontstonden verbrandingsverschijnselen aan de vingers of zelfs aan de hele hand als gevolg
van medische onderzoeken waarbij röntgentoestellen werden toegepast. Deze effecten van
ioniserende straling leidden reeds in het begin van deze eeuw tot waarschuwingen in, onder andere
het Nederlands Tijdschrift voor Geneeskunde. Er werd destijds van uitgegaan dat onder een
zogenaamde drempeldosis een veilig niveau van blootstelling aan straling bestond. Wanneer deze
drempelwaarde niet werd overschreden, zou er geen schade worden aangericht. Deze
veronderstelling bleek later niet juist te zijn.
3.2
Het effect van ioniserende straling op cellulair niveau
Bij blootstelling van een mens of ander levend organisme aan ioniserende straling zullen in de cellen
ionisaties ontstaan. Ionisaties leiden tot veranderingen in organische moleculen waardoor chemische
verbindingen gewijzigd kunnen worden, hetgeen uiteindelijk kan resulteren in biologische schade.
Wanneer ioniserende straling een lichaam treft, kan met de cellen het volgende gebeuren:
de straling gaat door of langs de cel zonder schade aan te richten;
de straling doodt de cel of vernietigt de mogelijkheid tot celdeling;
de straling beschadigt het DNA, zonder dat de cel onmiddellijk dood gaat.
Celdood heeft weinig effect als het aantal gedode cellen klein is of als door celreproductie van andere
cellen binnen redelijke tijd het verlies kan worden aangezuiverd. Alleen als bepaalde grenzen van het
verlies aan cellen worden overschreden, dus als de capaciteit voor celvernieuwing ontoereikend is,
treden er merkbare effecten op. Als ioniserende straling het DNA in de celkern beschadigt kan er een
mutatie optreden. De cel kan hierdoor een ontregelde groei gaan vertonen (kanker).
3.3
Indeling van biologische effecten
De biologische effecten van blootstelling aan ioniserende straling kunnen, afhankelijk van de te
gebruiken indelingscriteria, worden ingedeeld in diverse categorieën:
bij wie het effect zichtbaar wordt:
somatische effecten (in de bestraalde persoon);
genetische effecten (in het nageslacht).
wanneer het effect zichtbaar wordt:
vroege of directe effecten (binnen enkele uren tot weken);
late effecten (na maanden, jaren).
de aard van het effect:
deterministische effecten (niet-kansgebonden);
stochastische effecten (kansgebonden).
Deze methoden van indeling van biologische effecten vertonen een grote mate van overlap. Zo zijn
genetische effecten kansgebonden (stochastisch) en kunnen de somatische effecten deterministisch
of kansgebonden zijn. De late effecten zijn over het algemeen kansgebonden.
De stralingsgevoeligheid hangt samen met de snelheid waarmee de cellen zich delen. Erg gevoelig
zijn: stam- of kiemcellen van organen, zoals witte bloedcellen en darmcellen en cellen die zich
regelmatig delen, of zich tussen celdelingen differentiëren en rijpen. Minder gevoelig zijn de cellen
met een langere levensduur. Ze delen zich slechts als ze daartoe worden aangezet, bijvoorbeeld door
beschadiging of celverlies. Het betreft cellen van bijvoorbeeld de lever, nier, alvleesklier en schildklier.
Het minst gevoelig voor straling zijn cellen die niet meer delen, zoals zenuw- en hersencellen.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 26
3 Biologische effecten van ioniserende straling
3.4
Niet-kansgebonden (deterministische) effecten
Deze effecten treden op wanneer de stralingsdosis een zekere drempeldosis overschrijdt. Bij doses
kleiner dan 200 mSv zijn tot op heden geen deterministische effecten waargenomen. Dat is
ondermeer bevestigd bij een aantal personen die zijn ingezet ter bestrijding van de gevolgen van het
reactorongeluk in Tsjernobyl. De effecten zijn het gevolg van een tekort aan functionele cellen. Bij
bestraling van het gehele lichaam komen ze het eerst tot uiting in organen, die voor hun functioneren
een voortdurende aanmaak van cellen behoeven, zoals de bloedvormende organen, het maagdarmkanaal en in mindere mate de huid.
De vroege effecten treden op binnen een aantal weken na de blootstelling. Niet-kansgebonden
effecten zijn echter niet per definitie vroege effecten. Staar is een voorbeeld van een laat
deterministisch effect.
In de stralingsbescherming zijn de deterministische effecten van ondergeschikt belang aangezien de
drempeldoses, waarbij deze effecten kunnen optreden, zeer hoog zijn.
Tabel 3.1 Vroege of directe effecten die optreden bij bestraling van het gehele lichaam.
dosis
(Gy)
Effect
0,2-1
Geen ziekteverschijnselen; vermindering van het aantal witte bloedlichaampjes.
1-2
Verminderde weerstand, vermoeidheid, braken, diarree. Herstel na enkele weken.
2-3
Ernstige stralingsziekte door beschadiging van beenmerg en lymfeklieren.
3-4
Ernstige stralingsziekte. Sterftekans binnen een maand is zonder medische behandeling > 50 %.
4-10
Beenmergsyndroom. In nagenoeg alle gevallen sterfte binnen een maand.
10-50 Maag-darmsyndroom. Sterfte binnen een week.
> 50
Centraal-zenuwstelselsyndroom. Sterfte binnen enkele uren tot dagen.
Tabel 3.2 Deterministische effecten van éénmalige lokale bestraling.
dosis
Effect
(Gy)
3-8
Erytheemvorming (het rood worden van de huid) en ontharing
3-5
permanente steriliteit bij de man
2-6
permanente steriliteit bij de vrouw
5
staarvorming van het oog (cataract) (laat effect)
30-80 schade aan overige organen als het hart, lever, alvleesklier en speekselklieren
[BR2000]
3.5
Kansgebonden (stochastische) effecten
3.5.1 Somatische effecten (in de bestraalde persoon)
Tot de kansgebonden effecten van blootstelling aan ioniserende straling behoren kwaadaardige
celwoekeringen van getroffen cellen. Voorbeelden zijn leukemie en kanker. Kwaadaardige
tumorcellen hebben, ten opzichte van de normale cellen in het weefsel waarin ze zijn ontstaan,
afwijkende structurele biochemische en functionele eigenschappen. Ze delen en groeien sneller dan
normale cellen en hebben het vermogen tot het vormen van uitzaaiingen (metastasen). Hierdoor kan
in een weefsel een groep cellen (een gezwel) ontstaan, die niet meer op de normale manier reageren
op de regulatiemechanismen die vorm, grootte en structuur van een orgaan bepalen. Metastasering
van tumorcellen kan plaatsvinden via lymfe- en/of bloedbanen. De wijze waarop en de snelheid
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 27
3 Biologische effecten van ioniserende straling
waarmee uitzaaiingen plaats kunnen vinden is afhankelijk van de aard en plaats van de primaire
tumor. Het kankerverwekkend vermogen van straling is zowel bij proefdieren als bij mensen
aangetoond. Na het ontstaan van de eerste kankercel vindt een langzame ontwikkeling plaats waarin
steeds meer cellen gaan afwijken van de normale cellen. De latente periode, de tijd totdat de tumor
aangetoond wordt, neemt gewoonlijk 10-30 4 jaar in beslag.
3.5.2 Genetische effecten
Een tweede groep van kansgebonden effecten zijn de genetische effecten. Genetische afwijkingen
kunnen aanleiding geven tot het ontstaan van:
falende implantatie of ontwikkeling van de bevruchte eicel;
abortus of doodgeboorte van een niet levensvatbare foetus;
fysieke en/of mentale afwijkingen in het nageslacht.
Er zijn tot op heden geen gegevens over mensen beschikbaar om concrete uitspraken te kunnen
doen over de genetische risico's. Daardoor is men voor het maken van risicoschattingen voor mensen
aangewezen op extrapolatie van gegevens verkregen bij proefdieren. De proefdier-onderzoeken
hebben allemaal betrekking op hoge doses, waarbij de ondergrens 500 mGy bedroeg. Bij dierproeven
werd aangetoond dat straling een verhoging van het vóórkomen van de reeds van nature bekende
mutaties kan veroorzaken. Veiligheidshalve neemt men aan dat dit ook bij de mens het geval is.
Gegevens over de gevolgen van doses in de ordegrootte van 0,5-50 mGy zijn er niet, omdat de
statistische spreiding in de resultaten te groot was om betrouwbare uitspraken te doen.
3.5.3 Prenatale schade
Biologische effecten bij het ongeboren kind worden net als bij volwassenen ingedeeld in
deterministische en kansgebonden effecten. De aard van de schade en de mate van risico is
afhankelijk van de fase van de zwangerschap en de hoogte van de dosis. We onderscheiden drie
fasen: de pre-implantatiefase (1e week), de fase van organogenese (2-8 weken) en de foetale periode
(vanaf de 8e week) [EG00].
3.6
Deterministische effecten bij prenatale blootstelling
pre-implantatiefase (1e week)
Gegevens over de effecten bij de mens in de pre-implantatiefase zijn er niet. De inzichten zijn
verkregen door dierexperimenten. Aangenomen wordt dat bestraling in de pre-implantatiefase twee
gevolgen kan hebben:
1
het embryo komt niet tot innesteling en de vrucht wordt afgestoten;
2
er is geen stralingsschade, de vrucht komt tot ontwikkeling en bij de geboorte zijn geen
duidelijke afwijkingen. In deze periode zijn de cellen nog ongedifferentieerd, zodat het verlies
van één of meer cellen gecompenseerd kan worden door andere cellen.
Organogenese (2e t/m 8e week)
Blootstelling aan ioniserende straling tijdens de organogenese kan leiden tot misvormingen. Deze
kunnen zo ernstig zijn dat neonatale sterfte optreedt. Er wordt aangenomen dat misvormingen
worden veroorzaakt door celdood, gevolgd door een vroegtijdige stop in de ontwikkeling van het
weefsel. De meest voorkomende misvormingen ontstaan bij de inwendige organen, in het skelet, de
ogen en het centrale zenuwstelsel. Misvormingen zijn bij de mens zelden waargenomen.
Foetale fase (vanaf de 8e week)
In de foetale fase neemt de gevoeligheid voor het ontstaan van misvormingen snel af. De meest
relevante periode in deze fase van de zwangerschap is week 8 t/m 15, hierin vindt de ontwikkeling
van de grote hersenen plaats.
115
4
Voor leukemie 3 tot 5 jaar.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 28
3 Biologische effecten van ioniserende straling
Het optredende effect bij blootstelling aan ioniserende straling in deze periode is een gebrekkige
ontwikkeling van de geestelijke vermogens, mentale retardatie. Door de ontwikkeling van de kleine
hersenen is de kans op mentale retardatie nog steeds aanwezig in week 16 t/m 25, maar deze is wel
lager dan in de weken daarvoor. Later in de zwangerschap is de kans op mentale retardatie
beduidend lager. In de meest gevoelige periode neemt de intelligentiescore (IQ) af met ongeveer 0,3
punten per Gray. Dit soort prenatale effecten treden overigens pas op na overschrijding van een
drempeldosis van circa 100 mGy.
3.7
Kansgebonden effecten bij prenatale blootstelling
Kankerinductie inclusief leukemie
Tegenwoordig wordt aangenomen dat er een verband bestaat tussen bestraling in de baarmoeder en
het ontstaan van leukemie op jonge leeftijd en jeugdkanker. Evenals bij volwassenen wordt voor het
ongeboren kind verondersteld dat het ontstaan van kanker, als gevolg van blootstelling aan
ioniserende straling, geen drempeldosis heeft. In de meeste literatuur wordt voor het risicogetal voor
sterfte door jeugdkanker een range aangenomen van 2 tot 6 % per sievert [GZ2007].
Genetische effecten
Evenals voor volwassenen wordt voor het ongeboren kind verondersteld dat genetische effecten geen
drempeldosis hebben. Bij dierexperimenten is gebleken dat de gevoeligheid voor genetische effecten
bij prenatale bestraling lager is dan bij postnatale bestraling [LE90]. Dit wordt waarschijnlijk
veroorzaakt door de geringe stralingsgevoeligheid en het hogere herstelvermogen in het vroege
ontwikkelingsstadium van de geslachtsorganen. De NCRP veronderstelt dat het risicogetal voor
genetische effecten gelijk is aan dat bij bestraling na de geboorte, te weten 1 % per sievert [NC94].
3.8
Dosis-effect-relatie
Er zijn twee principieel verschillende soorten dosis-effect-relaties, één voor deterministische en één
voor kansgebonden effecten.
Deterministische effecten
Deterministische effecten worden gekenmerkt door een zogenaamde drempeldosis, dat wil zeggen
een dosisniveau waaronder het beschouwde effect niet optreedt. Effecten waarvoor een
drempeldosis geldt, komen pas tot uiting als van een weefsel of orgaan zoveel cellen door straling zijn
uitgeschakeld, dat het niet goed meer kan functioneren. De beschadiging is zo groot dat de
herstelmechanismen te kort schieten. Naarmate de stralingsdosis toeneemt, neemt ook de ernst van
het effect toe. De grootte van de drempeldosis hangt ook af van het dosistempo. Door gefractioneerd
toedienen van de dosis, zoals dat in de radiotherapie plaatsvindt, krijgt het weefsel/orgaan de
gelegenheid zich van de stralingsschade te herstellen.
ernst van het effect
Kansgebonden effecten
Bij kansgebonden effecten wordt verondersteld dat, vanaf een dosisniveau nul, de kans op het effect
toeneemt bij toename van de stralingsdosis. De ernst van het effect heeft geen relatie met de dosis.
Een effect zonder drempeldosis kan theoretisch gezien reeds ontstaan door beschadiging van één
enkele cel. Dat is het geval voor kanker en voor genetische effecten. Blootstelling aan ioniserende
straling leidt niet onvermijdelijk tot kanker, maar
vergroot wel de kans daarop. Omdat niet alle kanker
leidt tot sterfte, wordt onderscheid gemaakt naar de
kankerincidentie en de fataal verlopende kanker.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
dosis
Blz. 29
kans op het effect
3 Biologische effecten van ioniserende straling
incidentie
fataal
dosis
Figuur 3.1: Dosis-effect-relatie voor
deterministische effecten.
3.9
Figuur 3.2: Dosis-effect-relatie voor
stochastische effecten.
Samenvatting
Effect
Waar (-)
Wanneer (+)
Somatisch
in de bestraalde
persoon
+ vroeg of laat
Erytheemvorming
drempeldosis = 3 Gy
Genetisch
- in het nageslacht
+ laat
Fysieke/mentale afwijkingen
-
Vroeg
+
Laat
Prenataal
Deterministisch (nietkansgebonden) vernietiging van
cellen waardoor weefsel/orgaan
niet goed functioneert
Stochastisch (kansgebonden)
kan het gevolg zijn van
beschadiging van één enkele cel
+
+
+
in de bestraalde
persoon
na enkele dagen
in de bestraalde
persoon
na jaren
in het ongeboren kind
voor de geboorte
na de geboorte
- in bestraalde persoon
+ vroeg of laat
-
in de bestraalde
persoon
- of in het nageslacht
+ na jaren
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Voorbeelden/opmerkingen
Erytheemvorming (deterministisch)
Staarvorming (deterministisch)
Kanker (stochastisch)
Misvormingen
Mentale retardatie
Kanker/leukemie
Erytheemvorming
Steriliteit
Haaruitval
Kanker
Leukemie
Genetische effecten
Blz. 30
3 Biologische effecten van ioniserende straling
3.10
Oefenvragen
1 Haaruitval als gevolg van ioniserende straling is
a) een genetisch effect
b) een kansgebonden effect
c) een laat effect
d) een deterministisch effect
2 Somatische effecten
a) is de som van alle mogelijke effecten
b) zijn prenatale effecten
c) zijn effecten die bij de bestraalde persoon optreden
d) zijn effecten die in het nageslacht optreden
3 Tot de stochastische effecten behoren
a) staar en kanker
b) genetische schade en leukemie
c) erytheemvorming en kanker
d) staar en erytheemvorming
4 Een eenmalige dosis van 30 Gy van het hele lichaam
a) leidt tot het beenmergsyndroom
b) heeft geen gevolgen
c) leidt tot het centraal-zenuwstelselsyndroom
d) leid tot het maag-darmsyndroom
5 De drempeldosis voor prenatale schade bedraagt circa
a) 10 mGy
b) 20 mGy
c) 100 mGy
d) 200 mGy
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 31
4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu
4
Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en
in het leefmilieu
Dit hoofdstuk behandelt de natuurlijke achtergrondstraling, de blootstelling aan kunstmatige
stralingbronnen, beroepsmatige blootstelling, de risico’s van straling en de risicogetallen voor fataal
verlopende kanker en genetische effecten. Verder wordt een risicovergelijking gemaakt met andere
beroepen en gebeurtenissen uit het dagelijks leven.
Leerdoelen
U kent de begrippen terrestrische straling en kosmische straling. U weet uit welke
stralingsbronnen de natuurlijke straling is samengesteld. Tevens kent u de bijdrage van de
afzonderlijke stralingsbronnen aan de effectieve dosis voor een inwoner van Nederland;
U kent de bijdrage aan de jaardosis als gevolg van kunstmatige stralingsbronnen in het leefmilieu;
U kent de risicogetallen voor fataal verlopende kanker en genetische effecten.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 33
4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu
4.1
Inleiding
Het blootstaan aan straling brengt risico’s met zich mee. De risico’s zijn gerelateerd aan de
ontvangen dosis. Daarom is het zaak om de stralingsdosis zo laag mogelijk te houden. De ontvangen
dosis wordt verkregen door natuurlijke straling, achtergrondstraling genoemd en door blootstelling
aan kunstmatige stralingsbronnen.
4.2
Achtergrondstraling
Hoewel straling pas zo’n honderd jaar geleden werd ontdekt, is er sinds het ontstaan van de aarde
straling aanwezig. Straling bereikt ons vanuit de kosmos (kosmische straling) en uit de aardkorst
(terrestrische straling). Veel radionucliden die van nature in de aardkorst voorkomen ontstaan door
radioactief verval van de radio-isotopen 238U (uranium) en 232Th (thorium). Via het voedsel komen
radioactieve stoffen (voornamelijk kalium-40) in ons lichaam terecht. Deze radioactiviteit in het
lichaam draagt eveneens bij aan de effectieve dosis. Naast de straling uit de kosmos, de aarde en
ons voedsel, komt er ook externe straling uit onze huizen als gevolg van radioactieve stoffen in
bouwmaterialen. In veel gebruikte bouwmaterialen komen de nucliden 226Ra (radium) en 224Ra voor
(vervalproducten van respectievelijk 238U en 232Th). Als gevolg van verval van deze twee nucliden
ontstaan radongassen, te weten 222Rn (Radon) en 220Rn (Thoron). Deze radongassen kunnen door
een complexe combinatie van fysische en chemische processen uit de bouwmaterialen treden. De
vervalproducten van het radon hechten zich vrij eenvoudig aan kleine stofdeeltjes die via de
ademhalingswegen in de longen terechtkomen, waar zij bijdragen aan de effectieve dosis. In
gebouwen is vaak een hogere concentratie aan radongassen aanwezig dan in de buitenlucht. Een
goed geventileerde woning heeft een lagere radonconcentratie dan een minder geventileerde woning.
Als gevolg van natuurlijke achtergrondstraling (inclusief bouwmaterialen) is de gemiddelde effectieve
jaardosis van een inwoner van Nederland ongeveer 1,9 mSv. Deze is als volgt opgebouwd [MC05]:
radongassen
uitwendige bestraling vanuit de aardbodem
inwendige bestraling
kosmische straling
technologisch verrijkt natuurlijke straling
overige bronnen
0,8
0,04
0,4
0,3
0,35
0,001
mSv/j
mSv/j
mSv/j
mSv/j
mSv/j
mSv/j
+
Totaal
-
-
-
1,9
mSv/j
Een groot deel van de effectieve dosis wordt bepaald door binnenshuis aanwezig radon en
thoron.
Inwendige bestraling is voor bijna 90% het gevolg van inname van kalium (40K), lood (210Pb)
en polonium (210Po) via de voeding.
Kosmische straling ontstaat doordat de aarde vanuit de ruimte voortdurend met deeltjes wordt
gebombardeerd. Dit bombardement leidt tot blootstelling aan ioniserende straling op het
aardoppervlak.
Een deel van de natuurlijke bijdrage is door tussenkomst van de mens verhoogd. Deze
component duiden we aan als 'technologisch verrijkt natuurlijk'. Hiertoe behoort straling vanuit
bouwmaterialen, blootstelling aan kosmische straling in een vliegtuig en radionucliden in de
uitstoot van elektriciteitscentrales.
De component 'overige bronnen' omvat bijvoorbeeld blootstelling aan straling door lozing van
de industrie en laboratoria, en aan straling uit gebruiksartikelen als rookmelders,
gloeikousjes, etc. (totaal minder dan 1%).
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 34
4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu
In sommige landen zijn (aanzienlijk) meer radioactieve stoffen in de aardkorst aanwezig. Het
achtergrondstralingsniveau in deze landen is dan ook beduidend hoger dan in Nederland.
Op grotere hoogte is het effectieve dosistempo door kosmische straling hoger dan op zeeniveau. Op
zeeniveau is het effectieve dosistempo 0,04 Sv/uur [St97]; op vlieghoogte (10-12 km) 3 tot 5 Sv/uur
en op 25 km hoogte bedraagt het effectieve dosistempo zelfs 1000 Sv/uur. Als gevolg van een
enkele vliegreis Londen - Los Angeles (12 km hoogte) kan de effectieve dosis van personeel en
passagiers toenemen met circa 80 Sv [NVS92].
4.3
Kunstmatige stralingsbelasting
De kunstmatig veroorzaakte stralingsbelasting is voor het grootste deel het gevolg van medische
stralingstoepassingen (gemiddeld 0,6 mSv/jaar). De overige bijdragen (allen <0,01 mSv/jaar en
samen 0,02 mSv/jaar) zijn onder meer het gevolg van kernenergie-opwekking, van radioactieve
stoffen in consumentenproducten en tengevolge van het ongeval te Tsjernobyl.
De totale gemiddelde effectieve dosis van een inwoner van Nederland komt hiermee, samen met de
eerder genoemde natuurlijke achtergrondstraling (1,9 mSv/jaar), op circa 2,5 mSv/ jaar [MC05].
Kosmische
straling 11%
Overige bronnen
0,1%
Medische diagnostiek
24%
Inwendige bestraling
(excl. radon)
15%
Tsjernobyl, kernenergie, fall-out
0,7%
Uitwendige bestraling
vanuit de aardbodem
2%
Technologisch verrijkt natuurlijk
14%
Radon/thoron
33%
Figuur 4.1 Verschillende bronnen die bijdragen aan de gemiddelde achtergrondstralingsdosis van een inwoner van Nederland.
Vanwege de leesbaarheid zijn de getallen afgerond en is de som geen 100%.
4.4
Risico's van ioniserende straling
Tegenwoordig is de maat voor het risico van straling voornamelijk gerelateerd aan de toename van
de kans op kanker. Kanker gevormd door ioniserende straling is niet te onderscheiden van kanker als
gevolg van andere oorzaken. Om tot een goede risico-analyse te komen zijn epidemiologische
gegevens verzameld van:
overlevenden van de atoombommen op Hiroshima en Nagasaki;
personen die om medische redenen zijn bestraald;
beroepshalve blootgestelde werkers;
dierproeven.
De gegevens over een verhoogde turmorfrequentie van de groep van ca. 80.000 atoombom© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 35
4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu
overlevenden tonen aan dat alleen bij degenen die een hoge dosis hebben ontvangen (> 200 mSv)
met 95 % zekerheid kan worden aangenomen dat er een toename is van het aantal kankergevallen.
Bij lagere dosis in de buurt van 50 mSv is deze toename van tumorfrequentie veel minder significant.
Hoewel de dosistempi waaraan deze mensen zijn blootgesteld zeer hoog waren (> 100 mGy/uur),
zeker in vergelijking met dosistempi waarmee we te maken hebben in de stralingsbescherming,
worden de Japanse data toch als primaire gegevensbron gebruikt [IC91]. Deze gegevens hebben
namelijk een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van studies van andere groepen. De groep
bevat beiden geslachten, mannen en vrouwen, èn alle leeftijden. Verder was het dosisbereik waaraan
deze mensen zijn blootgesteld zeer breed, namelijk van triviaal tot fataal en uniform verdeeld over het
gehele lichaam van degene die werd blootgesteld. De gegevens van de andere groepen hebben
uitgewezen dat de Japanse data in elk geval niet leiden tot een onderschatting. Hoewel er verschillen
zijn tussen mannen en vrouwen en tussen de verschillende leeftijdsgroepen voor wat betreft de
gevoeligheid voor kanker, is er door de ICRP [IC91] gekozen voor één risicogetal voor fataal
verlopende kanker voor de gehele bevolking. Er is echter wel een klein verschil geïntroduceerd voor
blootgestelde werknemers 5 . Dit verschil is ingevoerd omdat in deze groep geen jonge kinderen
voorkomen.
Als de schade plaatsvindt in de geslachtscellen kan dit leiden tot genetische schade in het nageslacht
van de blootgestelde persoon, zowel kinderen als kleinkinderen en verdere generaties. Bij mensen
zijn deze effecten als gevolg van ioniserende straling nog niet geconstateerd, maar studies met
planten en dieren hebben aangetoond dat deze effecten kunnen optreden. Zij variëren van niet
aantoonbaar aanwezig tot ernstige misvormingen of functieverlies, zelfs tot spontane abortus van de
vrucht. Voor alle toekomstige generaties tezamen is het risicogetal voor de gehele bevolking voor
ernstige genetische schade 1,3% per sievert. Hierin wordt ook het verlies aan levensjaren
meegenomen.
Tabel 4.1
Risicogetallen voor stochastische effecten
blootgestelde populatie
blootgestelde werknemers
gehele bevolking
[IC91]
Risicogetal [percentage per Sv]
fatale
Niet fatale kanker genetische schade
kanker
4,0
0,8
0,8
5,0
1,0
1,3
rekenvoorbeeld
Aantal inwoners in Nederland:
Kans op fatale kanker:
15,5 miljoen.
5% per sievert
Kans op kanker door natuurlijke achtergrond:
5 % 1,9·10-3 = 9,5·10-5
6
Totaal
5,6
7,3
-5
15,5·10 9,5·10 = 1472 sterfgevallen door natuurlijke achtergrondstraling.
Dit moet worden afgezet tegen de jaarlijks ruim 37.000 sterfgevallen als gevolg van kanker.
Recent onderzoek naar de kankersterfte in twee bij elkaar gelegen gebieden in China met een
verschillend niveau in natuurlijke achtergrondstraling heeft uitgewezen dat de kankersterfte in het
gebied met de hoogste blootstelling statistisch niet verschilt van de andere groep.
115
5
Zie hoofdstuk 5 voor de definitie van “blootgestelde werknemer”.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 36
4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu
4.5
Jaardosis van blootgestelde werknemers
Bij de stralingbescherming van werknemers speelt persoondosimetrie bij werknemers een belangrijke
rol. In Nederland is sinds 1989 het Nationaal Dosisregistratie- en Informatiesysteem, NDRIS,
operationeel. Het bevat gegevens over de beroepshalve uitwendige stralingsbelasting van alle
blootgestelde werknemers sinds die tijd. De statistische analyses van deze gegevens bieden de
mogelijkheid om bijvoorbeeld de doses die zijn ontvangen onder verschillende omstandigheden of
onder vergelijkbare omstandigheden bij verschillende instellingen, onderling of met landelijke
gemiddelden te vergelijken. Op het niveau van instellingen of beroepsgroepen kan na vergelijking van
deze gegevens het beleid op het gebied van stralingsbescherming bij deze instellingen of voor deze
beroepsgroepen worden beoordeeld en eventueel bijgesteld. Tabel 4.2 geeft een overzicht van het
aantal blootgestelde werknemers in 2004 en de gemiddelde dosis per branche en per dosisklasse
[NRG2006]
Tabel 4.2: Belangrijkste kentallen voor de beroepsmatige blootstelling in Nederland voor 2004. Het aantal personen N, de
collectieve dosis S, de gemiddelde dosis, Eavg en het percentage personen met een jaardosis tussen 0 - 1 mSv (NR0-1) en gelijk
aan of groter dan 1 (NR1), 6 (NR6) en 20 mSv (NR20).
Toepassing
Alle toepassingen
Alle toepasssingen excl.
luchtvaart
Gezondheidszorg totaal
Nucleaire toepassingen
Industriële toepassingen
Luchtvaart
Overige toepassingen*
*
N
S
Eavg
(mensSv) (mSv)
NR0-1
(%)
NR1
(%)
NR6
(%)
NR20
(%)
46944
34917
26,49
8,40
0,56
0,24
75,66
93,7
23,9
5,7
0,39
0,53
0,05
0,07
26744
1549
3722
12024
2899
5,55
1,04
1,57
18,09
0,24
0,21
0,67
0,42
1,50
0,08
95,16
79,0
85,92
23,1
98,33
4,3
20,1
12,9
76,9
1,5
0,46
0,90
1,13
0,00
0,17
0,08
0,00
0,05
0,00
0,00
o.a. opslag van radioactieve stoffen, onderwijs en de overheid.
De bovenstaande tabel laat zien dat het overgrote deel van de blootgestelde werknemers (alle
toepassingen excl. Luchtvaart) werkzaam is in de gezondheidszorg. De gemiddelde dosis voor deze
branche bedraagt 0,21 mSv. Hierbij moet wel worden opgemerkt dat dit gemiddelde door een beperkt
aantal personen met een relatief hoge dosis naar een hogere waarde wordt verschoven.
Toepassingsgebieden waar relatief vaak een dosis hoger dan 6 mSv wordt ontvangen zijn:
cardiologische diagnostiek, diergeneeskundige diagnostiek en in-vivo onderzoek.
De hoogste gemiddelde dosis van 1,5 mSv wordt opgelopen door vliegend personeel. Deze
stralingsdoses zijn het gevolg van kosmische straling, waarvan het niveau op vlieghoogte vele malen
groter is dan op grondniveau. Deze doses worden niet door middel van een persoonsdosismeter
vastgesteld maar via een berekeningsmodel. Daarbij wordt onder meer rekening gehouden met het
aantal vluchten, het vluchtprofiel naar hoogte en tijd alsmede de zonneactiviteit.
4.6
Risicovergelijking met andere beroepsgroepen en het dagelijkse leven
Een goede vergelijking van het sterfterisico door beroepshalve blootstelling aan ioniserende straling
met de sterfterisico’s van andere beroepen is erg moeilijk. Bij andere beroepen heeft het risico veelal
betrekking op acute sterfgevallen. Bij bestraling treden acute sterfgevallen alleen bij zeer ernstige
stralingsongevallen op. Deze ongevallen zijn echter zo zeldzaam, dat zij maar een geringe bijdrage
tot het risico geven. Vergelijking van de genetische component van het stralingsrisico met genetische
risico’s bij andere beroepen is eveneens meestal niet goed mogelijk. Er zijn ook tal van niet© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 37
4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu
radioactieve stoffen die (verdacht worden van het) leiden tot genetische effecten.
Verder zijn de ongevalstatistieken in andere beroepen gebaseerd op feitelijke gebeurtenissen, terwijl
het ontstaan van fatale tumoren als gevolg van ioniserende straling is berekend met geëxtrapoleerde
risicogetallen. Globaal kan worden gesteld dat het werken met stralingbronnen, waarbij jaarlijks de
wettelijke limiet aan effectieve dosis zouden worden opgelopen, een gevaarlijk beroep is. De
gegevens van het NDRIS bewijzen dat over het algemeen genomen ruim 90% van de medewerkers
die aan stralingsbronnen worden blootgesteld onder de 1 mSv per jaar blijft. Hieruit blijkt dat
blootgestelde werknemers in de praktijk een beroepsrisico hebben dat ongeveer gelijk is aan dat van
werknemers in de metaalindustrie.
Tabel 4.4
Gemiddeld jaarlijks risico op overlijden door bedrijfsongelukken en kanker [NR98].
Beroep
Fatale risico
*
Radiologisch werk (20 mSv/j )
Kolenmijnen
Olie en gaswinning
Bouw
Radiologisch werk (1 mSv/j*)
Metaalindustrie
Alle industrie
* Exclusief de effectieve dosis door achtergrondstraling.
Tabel 4.5
1 op 1000
1 op 7000
1 op 8000
1 op 16.000
1 op 20.000
1 op 34.000
1 op 90.000
Gemiddeld jaarlijks risico op overlijden in Engeland in het dagelijks leven [NR98].
Oorzaak
10 sigaretten per dag
Hart- en vaatziekten
Alle vormen van kanker
Overlijden op 40 jarige leeftijd (diverse oorzaken)
Gemiddelde jaarlijkse blootstelling (2,1 mSv/j)
Ongeval in huis
Verkeersongeval
Moord
4.7
1,0·10-3
1,4·10-4
1,3·10-4
6,3·10-5
5,0·10-5
2,9·10-5
1,1·10-5
fatale risico
5,0·10-3
3,3·10-3
2,5·10-3
1,4·10-3
1,1·10-4
6,9·10-5
5,9·10-5
1,0·10-6
1 op 200
1 op 300
1 op 400
1 op 700
1 op 9500
1 op 15.000
1 op 17.000
1 op 100.000
Samenvatting
Gemiddelde stralingbelasting voor een inwoner van Nederland = 2,5 mSv/jaar
radongassen
uitwendige bestraling vanuit de aardbodem
inwendige bestraling
kosmische straling
technologisch verrijkt natuurlijke straling
overige bronnen
medische toepassingen
0,8
0,04
0,4
0,3
0,35
0,001
0,6
mSv/j
mSv/j
mSv/j
mSv/j
mSv/j
mSv/j
mSv/j
Totaal
2,5
mSv/j
+
blootgestelde populatie
blootgestelde werknemers
gehele bevolking
fatale kanker
4,0
5,0
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Risicogetal [percentage per Sv]
niet fatale kanker genetische schade
0,8
0,8
1,0
1,3
Totaal
5,6
7,3
Blz. 38
4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu
4.8
Oefenvragen
1 De gemiddelde stralingsbelasting voor een inwoner van Nederland bedraagt ongeveer:
a) 0,6 mSv/j
b) 1,0 mSv/j
c) 1,9 mSv/j
d) 2,5 mSv/j
2 De grootste bijdrage aan de natuurlijke achtergrondstraling is afkomstig van:
a) medische toepassingen
b) radongassen
c) kosmische straling
d) inwendige bestraling
3 Het risicogetal voor genetische effecten is voor de gehele bevolking:
a) 10% per sievert
b) 5% per sievert
c) 0,8% per sievert
d) 1,3% per sievert
4 Het risicogetal voor fatale kanker is voor de gehele bevolking:
a) 10% per sievert
b) 5% per sievert
c) 2% per sievert
d) 1% per sievert
5 Welke bewering is juist:
a) De risicogetallen voor de gehele bevolking zijn hoger dan voor de blootgestelde medewerkers
b) Het risicogetal voor fatale kanker is lager dan voor genetische effecten
c) De risicogetallen voor fatale kanker en voor genetische effecten zijn aan elkaar gelijk
d) De risicogetallen voor de gehele bevolking zijn lager dan voor de blootgestelde medewerkers
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 39
5 Wet- en regelgeving
5
Wet- en regelgeving
In dit hoofdstuk vindt u de belangrijkste regelgeving met betrekking tot stralingsbronnen. In paragraaf
5.2 zijn de belangrijkste internationale richtlijnen beschreven. In paragraaf 5.3 treft u de nationale weten regelgeving aan. Deze bestaat uit drie basisprincipes: rechtvaardiging, optimalisatie en limitering.
Verder worden een aantal regels behandeld die van toepassing zijn voor werknemers die bloot
kunnen staan aan ioniserende straling. Paragraaf 5.3.4 beschrijft de regelgeving met betrekking tot
radionuclidenlaboratoria.
Leerdoelen
U weet wat het ICRP is en doet;
U weet hoe nationaal de toepassing van stralingsbronnen is geregeld;
U kent de drie belangrijkste uitgangspunten van de stralinghygiëne;
o Rechtvaardiging;
o Optimalisatie;
o Limitering;
U kent het begrip ALARA en weet wat dit betekent;
U kent de verschillende dosislimieten;
U kent de indeling van blootgestelde werknemers, de A-werker en de B-werker en weet welke
regels voor deze groepen gelden: zoals de geldende limieten, de medische keuring,
persoonsdosimetrie en de te volgen opleiding;
U kent de indeling in gecontroleerde zone en bewaakte zone;
U kent het waarschuwingssymbool voor ioniserende straling
Alleen voor 5B
U weet dat er verschillende soorten radionuclidenlaboratoria zijn, te weten: A, B, C en Dlaboratorium en kent de belangrijkste eisen die hiervoor gelden.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 41
5 Wet- en regelgeving
5.1
Inleiding
Alle wettelijke bepalingen die verband houden met ioniserende straling zijn in Nederland
samengebracht in de Kernenergiewet (Staatsblad 1963, 82). Deze is in werking getreden op 1 januari
1970. De Kernenergiewet is een raamwet, dat wil zeggen dat daarin alleen hoofdlijnen worden
aangegeven. Om alle aspecten tot in detail te regelen zijn aanvullende besluiten nodig. In 2001 werd,
ter vervanging van allerlei wetten en regelgevingen, het Besluit stralingsbescherming (Bs) van kracht.
Dit besluit werd onder andere aangenomen om te voldoen aan de Europese wetgeving.
5.2
Internationale regelgeving
Wereldwijd is de International Commission on Radiological Protection (ICRP) het meest
gezaghebbende orgaan op het gebied van stralingsbescherming. Deze commissie geeft
aanbevelingen op het gebied van stralingsbescherming.
Binnen Europa gelden de Euratom-richtlijnen welke in de nationale wetgeving dienen te worden
opgenomen. De aanbevelingen van de ICRP, welke door de meeste landen zijn overgenomen, zijn
gericht op:
het voorkomen van deterministische effecten,
het beperken van het stochastisch risico tot een aanvaardbaar niveau,
het zekerstellen dat radiologische handelingen zijn gerechtvaardigd door een afweging van de
voordelen tegen de eventuele nadelen te laten plaatsvinden.
De aanbevelingen hebben betrekking op zowel de bevolking als geheel, als op individuele leden van
de bevolking. De belangrijkste aanbevelingen zijn:
Ioniserende straling mag alleen dan worden toegepast als het verwachte nut van de toepassing
groter is dan de eventuele nadelen ervan. Hierbij moeten eventuele alternatieven in overweging
worden genomen.
Bij alle gerechtvaardigde toepassingen moeten de stralingsdoses die personen kunnen
ontvangen zo laag als redelijkerwijs mogelijk worden gehouden; daarbij spelen sociale en
economische factoren een rol.
In geen geval mogen de door individuele personen ontvangen stralingsdoses de daarvoor
gestelde limieten overschrijden.
5.3
Nationale wetgeving
De grondgedachte van de Kernenergiewet is: “Het in bezit hebben van stralingbronnen en het gebruik
daarvan is niet toegestaan, tenzij…”.
Wie in de zin van de wet radioactieve stoffen, ingekapselde radioactieve bronnen of een toestel
voorhanden heeft, moet voldoen aan de artikelen uit het Besluit stralingsbescherming (Bs).
Het Besluit stralingsbescherming is van toepassing op alle handelingen met radioactieve stoffen en
toestellen. Naast dit besluit bestaan er nog andere besluiten, zoals het Besluit kerninstallaties,
splijtstoffen en ertsen dat regels bevat voor onder andere nucleaire installaties en het Besluit vervoer
splijtstoffen, ertsen en radioactieve stoffen dat het vervoer van deze stoffen regelt. Deze besluiten
zullen voor wat betreft stralingsbescherming zoveel mogelijk verwijzen naar de desbetreffende regels
van het Bs.
Het Besluit stralingsbescherming is van toepassing op alle handelingen met radioactieve stoffen en
toestellen. Deze handelingen staan voor wat betreft radioactieve stoffen expliciet genoemd in artikel
29 van de wet, terwijl in artikel 34 van de wet o.a. het gebruik van toestellen wordt genoemd. Tevens
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 42
5 Wet- en regelgeving
is het besluit van toepassing op natuurlijke stralingsbronnen die als zodanig zijn aangewezen. In dit
geval wordt er over werkzaamheden i.p.v. handelingen gesproken. Hierbij moet worden gedacht aan
de procesindustrie en het hergebruik van restproducten daaruit, waarbij ongewild straling aanwezig is
of vrijkomt, en aan de luchtvaart.
5.3.1 Definities
handeling:
het bereiden, voorhanden hebben, toepassen of zich ontdoen van een kunstmatige bron of van een
natuurlijke bron, voor zover deze natuurlijke bron is of wordt bewerkt met het oog op zijn radioactieve
eigenschappen; dan wel het gebruiken of voorhanden hebben van een toestel, uitgezonderd bij een
interventie, een ongeval of een radiologische noodsituatie;
werkzaamheden:
het bereiden, voorhanden hebben, toepassen of zich ontdoen van een natuurlijke bron, voor zover die
niet wordt of is bewerkt wegens zijn radioactieve eigenschappen, uitgezonderd bij een interventie,
een ongeval of een radiologische noodsituatie;
radiologische verrichting: (enigszins vereenvoudigd)
medische handeling met gebruikmaking van ioniserende straling;
bron:
toestel dan wel radioactieve stof;
lid van de bevolking:
een persoon uit de bevolking binnen of buiten een locatie, niet zijnde een werknemer gedurende zijn
werktijd of een persoon die een radiologische verrichting ondergaat;
werknemer:
persoon die, hetzij in dienst of onder gezag van een ondernemer, hetzij als zelfstandige arbeid
verricht;
blootgestelde werknemer: (enigszins aangepast in verband met de leesbaarheid)
werknemer die gedurende zijn werktijd ten gevolge van handelingen een blootstelling ondergaat die
kan leiden tot een dosis die hoger is dan een effectieve dosis van 1 mSv per jaar en/of een
equivalente dosis van 15 mSv/j voor de ooglens en 50 mSv/j voor de huid (1cm2), de handen,
onderarmen, voeten en enkels
bewaakte zone: (vereenvoudigd)
een ruimte wordt aangemerkt als bewaakte zone indien de door de werknemer te ontvangen dosis
gelijk is aan een effectieve dosis die hoger is dan 1 mSv in een kalenderjaar en lager dan 6 mSv in
een kalenderjaar
gecontroleerde zone: (vereenvoudigd)
een ruimte wordt aangemerkt als gecontroleerde zone indien de door de werknemer te ontvangen
dosis gelijk is aan een effectieve dosis die hoger is dan 6 mSv in een kalenderjaar
Het besluit is van toepassing op alle handelingen en werkzaamheden met radioactieve stoffen en
toestellen m.u.v.
het zich ontdoen van door middel van lozing of als afval van radioactieve stoffen die zijn
vrijgegeven van de vergunningsplicht.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 43
5 Wet- en regelgeving
alle onderdelen die verband houden met het vervoer. Dit wordt geregeld in het Besluit Vervoer
radioactieve stoffen, splijtstoffen en ertsen.
handelingen met een toestel met een maximale buisspanning kleiner dan 5 kV.
blootstelling aan radon en dochternucliden in woongebouwen tengevolge van bouwmaterialen.
straling ten gevolge van radionucliden die van nature in het menselijk lichaam aanwezig zijn, in
het bijzonder voor kalium-isotopen.
kosmische straling ter hoogte van het aardoppervlak
de bovengrondse blootstelling aan radionucliden in de onverstoorde aardkorst.
5.3.2 Rechtvaardiging, Optimalisatie en Limitering
De uitgangspunten van het Bs zijn hetzelfde als de aanbevelingen van de ICRP. Een toepassing
moet gerechtvaardigd zijn. De stralingsdosis dient bij een toepassing zo laag als redelijkerwijs
mogelijk te worden gehouden en de ontvangen stralingsdosis van een individu mag de gestelde
dosislimiet niet overschrijden.
Rechtvaardiging
In het Bs wordt voor het eerst het rechtvaardigingsbeginsel in de Nederlandse wetgeving
geïntroduceerd. Dit houdt in dat een handeling slechts dan wordt gerechtvaardigd indien de
economische, sociale en andere voordelen van de betrokken handeling opwegen tegen de
gezondheidsschade die hierdoor kan worden toegebracht. Bij de voordelen wordt het netto-voordeel
van alle relevante aspecten meegewogen. Hierbij worden dus ook de nadelen van sociale,
economische en financiële aard van de desbetreffende handeling verdisconteerd. Bij de
gezondheidsschade wordt de schade voor alle betrokken werknemers of leden van de bevolking
beschouwd. Gezondheidsschade kan worden vertaald in “dosis”.
In een register zijn zowel niet-gerechtvaardigde als gerechtvaardigde handelingen opgenomen
tezamen met een zo goed mogelijke argumentatie.
Optimalisatie
Wanneer is vastgesteld dat de toepassing gerechtvaardigd is, moet de blootstelling bij deze
toepassing steeds zo laag als redelijkerwijs mogelijk worden gehouden. Dit wordt optimalisatie
genoemd. In het Engels wordt hiervoor het acroniem ALARA (As Low As Reasonably Achievable)
gebruikt. Deze optimalisatie-verplichting vormt met rechtvaardiging en dosislimitering de drie
basisprincipes van de stralingsbescherming. Bij de optimalisatie wordt getracht een zo laag mogelijke
dosis te verkrijgen tegenover zo min mogelijk, sociale en economische, nadelen. Van belang is echter
dat met betrekking tot de dosis bij het optimalisatieproces de dosisreductie ten opzichte van de
oorspronkelijke dosis de bepalende factor is en niet de totale mogelijk te ontvangen dosis voor de
maatregel. Deze dosisreductie wordt afgewogen tegen de middelen die nodig zijn om de maatregel te
kunnen nemen. Bij beroepshalve blootstelling moet hierbij niet alleen de individuele dosis maar ook
het aantal blootgestelden worden beperkt.
Limitering
Bevolkingsblootstelling
De ondernemer zorgt ervoor dat voor leden van de bevolking als gevolg van handelingen die onder
zijn verantwoordelijkheid worden verricht op enig punt buiten de locatie ten gevolge van die
handelingen een effectieve dosis van 0,1 mSv in een kalender jaar niet wordt overschreden. Binnen
de locatie dient de ondernemer ervoor te zorgen dat de volgende individuele doses niet worden
overschreden:
a)
een effectieve dosis van 1 mSv in een kalenderjaar
b)
een equivalente dosis van 15 mSv in een kalenderjaar voor de ooglens
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 44
5 Wet- en regelgeving
c)
d)
een equivalente dosis van 50 mSv in een kalenderjaar voor de huid gemiddeld over enig
oppervlak van 1 cm2
een equivalente dosis van 50 mSv in een kalenderjaar voor handen, onderarmen, voeten en
enkels.
Beroepsmatige blootstelling
Voor werknemers binnen de instelling gelden dezelfde dosislimieten als voor leden van de bevolking
die zich binnen de inrichting bevinden.
Personen die beroepshalve kunnen blootstaan aan ioniserende straling welke kan leiden tot een
dosis die hoger is dan die voor leden van de bevolking worden blootgestelde werknemers genoemd.
Blootgestelde werknemer
De ondernemer zorgt ervoor dat de volgende doses niet worden overschreden:
a)
een effectieve dosis van 20 mSv in een kalenderjaar
b)
een equivalente dosis in een kalenderjaar van 150 mSv voor de ooglens
c)
een equivalente dosis in een kalenderjaar van 500 mSv voor de huid, gemiddeld over enig
huidoppervlak van 1 cm2
d)
een equivalente dosis in een kalenderjaar van 500 mSv voor handen, onderarmen, voeten en
enkels
Blootgestelde werknemers dienen minimaal 18 jaar te zijn. Dit geldt niet als de blootgestelde
werknemers ouder zijn dan 15 jaar en uit hoofde van hun opleiding verplicht zijn handelingen te
verrichten. De blootgestelde werknemers worden ingedeeld in twee categorieën, A en B. De indeling
gebeurt aan de hand van de stralingsbelasting die men door deze handelingen kan ontvangen. De
stralingsbelasting door andere oorzaken, zoals natuurlijke achtergrondstraling en de extra
stralingsbelasting bij het ondergaan van een medisch onderzoek, worden hierbij buiten beschouwing
gelaten. Als indelingscriterium wordt de “naar verwachting te ontvangen stralingsdosis in een
kalenderjaar” gebruikt. De indeling van beroepshalve blootgestelde personen verloopt als volgt:
A-categorie:
B-categorie:
blootgestelde werknemer, die een effectieve dosis kan ontvangen die groter is dan
6 mSvin een jaar, of een equivalente dosis die groter is dan drietiende van de limiet
voor blootgestelde werknemers.
andere blootgestelde werknemer dan A-werknemer
5.3.3. Algemene voorschriften
Voorlichting en instructie
Afhankelijk van de uit te voeren handelingen wordt een bepaalde stralingshygiënische kennis vereist.
De blootgestelde werknemer mag pas dan radiologische handelingen uitvoeren nadat hij/zij
voldoende is onderricht met betrekking tot de risico’s die verbonden zijn aan het omgaan met
ioniserende straling. Dit dient zowel schriftelijk als mondeling te geschieden. De blootgestelde
werknemer is verplicht aan de georganiseerde instructie deel te nemen.
Vrouwen moeten voordat zij met hun handelingen beginnen extra worden geïnformeerd over de
risico’s van blootstelling aan ioniserende straling voor het ongeboren kind door uitwendige bestraling
of door besmetting. Ook moet met het oog daarop worden aangedrongen dat het van belang is in een
vroeg stadium een zwangerschap bij de ondernemer te melden. Blootgestelde werknemers die
borstvoeding geven moeten worden geïnstrueerd met het oog op het voorkómen van lichamelijke
besmettingen, zowel in- als uitwendig. Aangezien de eerste voorlichting over de risico’s vele jaren
voor de zwangerschap kan hebben plaatsgevonden, dient bij melding van de zwangerschap de
informatie opnieuw te worden verstrekt.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 45
5 Wet- en regelgeving
Voorschriften voor toestellen
De ondernemer zorgt ervoor dat met betrekking tot toestellen een zodanige afscherming is
aangebracht dat de straling die naar buiten treedt, uitgezonderd op de plaats van de opening
bestemd voor het naar buiten treden van de nuttige bundel, zo weinig als redelijkerwijs mogelijk
schade kan toebrengen. Een toestel moet zodanig zijn opgesteld en afgeschermd dat personen
(m.u.v. de patiënt) niet aan de primaire stralenbundel hoeven bloot te staan. Ook moet ervoor worden
gezorgd dat een toestel niet door onbevoegden in werking kan worden gesteld. Regelmatig, maar ten
minste eenmaal per jaar moet het equivalente dosistempo op 1 meter afstand van het toestel worden
bepaald.
waarschuwingsborden bij bewaakte en gecontroleerde zone
De plaatsing van waarschuwingsborden is bedoeld om te voorkomen
dat personen binnen een inrichting ongemerkt blootgesteld worden aan
een effectieve dosis van meer dan 1 mSv in een kalenderjaar. Deze
verplichting geldt voor alle situaties waar deze dosiswaarde kan
worden overschreden. De plaatsing van waarschuwingsborden is ook
van belang in geval van noodsituaties zoals brand. Dan behoort goed
duidelijk te zijn of zich ergens al dan niet radioactieve stoffen bevinden
en er een kans op verspreiding is. Daarom moet niet alleen het
waarschuwingssymbool voor ioniserende straling worden gebruikt,
maar moet daarbij altijd de toevoeging “Röntgenstraling” of
“Radioactieve stoffen” worden vermeld.
Medische stralingstoepassingen
Een radiologische verrichting mag alleen plaatsvinden onder verantwoordelijkheid van een bevoegd
en bekwaam arts (niveau 4M/5M). Het in opdracht van een bevoegd arts indrukken van de knop van
een röntgentoestel mag, indien de “knopdrukker” bekwaam is (cursus zorgt voor deze
bekwaamheid). Het wijzigen van instellingen van het apparaat (zoals diafragmeren, wijzigen mAsgetal e.d.) mag alleen worden uitgevoerd door eerdergenoemde arts of een
radiodiagnostieklaborant.
Verder is het verplicht voor elke standaard radiologische verrichting voor elke apparatuuropstelling
schriftelijke protocollen op te stellen. Voor de individuele patiënt gelden geen dosislimieten. Dit
betekent dat er extra aandacht moet worden geschonken aan rechtvaardiging en optimalisatie. In dat
kader worden er referentieniveaus vastgesteld voor standaard procedures. Bij radiodiagnostische
verrichtingen met een röntgentoestel dient een filter te worden toegepast teneinde de
stralingsbelasting van de patiënt te beperken. Het toestel dient over een diafragma-instelling
(lichtvizier) te beschikken waarmee de randen van de röntgenbundel zichtbaar zijn op de beelddrager,
tenzij het mammografisch of tandheelkundig onderzoek betreft.
Vrouwelijke (zwangere) blootgestelde werknemers
Voor vrouwen die zwanger kunnen zijn en handelingen met stralingsbronnen uitvoeren, zijn de
algemene maatregelen voor blootgestelde werknemers van toepassing. Daarnaast worden enkele
aanvullende stralingsbeschermingsmaatregelen genomen. Mede omdat ongeboren kinderen
gevoeliger zijn voor ioniserende straling dan volwassenen, gelden voor ongeboren kinderen lagere
dosislimieten dan voor blootgestelde werknemers. De ondernemer zorgt ervoor dat de
arbeidsomstandigheden voor de zwangere blootgestelde werknemer zodanig zijn dat de equivalente
dosis voor het ongeboren kind zo laag is als redelijkerwijs mogelijk en dat het onwaarschijnlijk is dat
deze dosis vanaf het moment van melding van de zwangerschap tot aan de geboorte 1 mSv zal
overschrijden. Vrouwen worden geadviseerd hun zwangerschap zo vroeg mogelijk te melden bij de
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 46
5 Wet- en regelgeving
werkgever. Vrouwen die borstvoeding geven worden vrijgesteld van handelingen waarbij een meer
dan gering risico bestaat op radioactieve besmetting van het lichaam.
Bepaling van de blootstelling
Blootgestelde werknemers zijn verplicht om tijdens hun handelingen, met kans op blootstelling aan
ioniserende straling, een persoonsdosimeter te dragen. Hiermee wordt de beroepshalve ontvangen
stralingsdosis door uitwendige blootstelling geregistreerd. Deze gegevens worden bewaard totdat de
persoon op wie de gegevens betrekking heeft de leeftijd van vijfenzeventig jaar heeft bereikt of zou
hebben bereikt, maar tenminste 30 jaar nadat de betrokkene de handelingen heeft beëindigd. Bij
sommige handelingen met radioactieve stoffen, zoals het gebruik van bijvoorbeeld zuivere -emitters,
kan de persoonsdosimeter worden vervangen door of worden aangevuld met andere
dosimetrietechnieken.
Medische begeleiding
Personen die radiologische handelingen willen gaan uitvoeren en daarbij ingedeeld worden in de
categorie A moeten een aparte medische keuring krijgen voor radiologische handelingen, de
inkeuring. Deze keuring dient jaarlijks te worden herhaald.
5.3.4 Radionuclidenlaboratoria (alleen voor 5B)
De laboratoria waar met radioactieve stoffen wordt gewerkt zijn ingedeeld in de klassen A, B, C en D
in volgorde van afnemend risico op inwendige besmetting. Vanwege het specifieke karakter van
klasse A laboratoria en de afwezigheid van algemeen geldende aanbevelingen hiervoor, wordt dit
type laboratorium niet besproken. De belangrijkste regels voor de overige laboratoria zijn:
het is verboden te eten, drinken, roken en cosmetica aan te brengen.
de radiologische ruimte dient afsluitbaar te zijn
in het laboratorium moet onderdruk heersen
(onderdrukmeters om het drukverschil vast te stellen)
onderdruk in B-lab minimaal 10 Pascal; onderdruk in C-lab minimaal 5 Pascal
er moet een besmettingsmonitor beschikbaar zijn
het stralingsniveau op 10 cm van de bergplaats van radioactieve bronnen mag maximaal
1 Sv/uur bedragen
de luchtverversing in het lab is minimaal 8 maal per uur
de maximaal toelaatbare afwrijfbare besmetting is voor -emitters 0,4 Bq/cm2 en voor - of emitters 4 Bq/cm2.
ramen in B- en C-laboratoria dienen vergrendeld te zijn
vloer, wanden en meubilair moeten decontamineerbaar zijn
deuren dienen vanzelf te sluiten (deurdrangers) en gesloten zijn tijdens gebruik van het
laboratorium
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 47
5 Wet- en regelgeving
5.3.5
Radionuclidenlaboratoria extra informatie (alleen voor 5B; geen examenstof)
De maximale activiteit die in een laboratorium mag worden gebruikt wordt uitgedrukt in
radiotoxiciteitsequivalent. [RI94]
Eén radiotoxiciteitsequivalent komt overeen met de hoeveelheid becquerel van een nuclide die bij
directe opname door ingestie (Reing) of inhalatie (Reinh) bij een standaardmens een effectieve
volgdosis geeft van één sievert.
Het aantal radiotoxiciteitsequivalenten (Reinh) waarmee mag worden gewerkt, wordt als volgt bepaald:
X max, j 0,02 10 p qr [Reinh]
0,02
P
Q
R
Xmax,j
=
=
=
=
=
jaardosis limiet voor blootgestelde medewerkers uitgedrukt als fractie van 1 Sv.
parameter voor de kans op verspreiding
laboratorium-parameter
parameter voor lokale ventilatie
aantal radiotoxiciteitsequivalenten dat maximaal per handeling j mag worden
toegepast.
Tabel 5.1 Waarde voor p bij verschillende
toepassingen
Toepassing
gassen, poeders in open systemen,
vloeistoffen tegen kookpunt, spattende
bewerkingen
labeling met vluchtig nuclide (jodium),
koken vloeistoffen in gesloten
systeem,
centrifugeren en mengen op vortex,
poeders in gesloten systeem
labeling van niet-vluchtig nuclide ,
eenvoudige chemische bepalingen
eenvoudig “nat” werk, eenvoudige
handelingen in gesloten systemen
ventilatie
werken buiten zuurkast
plaatselijke afzuiging/zuurkast(1)
DIN-gekeurde zuurkast(2)
Gesloten werkkast
Tabel 5.2 Waarde voor q voor
verschillende ruimten
p
Ruimte
q
-4
werkruimte buiten
laboratoriumbeheer
0
-3
D-laboratorium,
nevenruimte bij
laboratorium
1
-2
C-laboratorium
2
-1
B-laboratorium
3
r
0
1
2
3
(1) minder dan 10 % van de hoeveelheid stof die
vrijkomt in de zuurkast, komt in de werkruimte
(2) minder dan 1 % van de hoeveelheid stof die
vrijkomt in de zuurkast, komt in de werkruimte
Indien men wilt weten hoeveel activiteit van een bepaald nuclide maximaal mag worden gebruikt, kan
dit worden berekend door Xmax,j te delen door de dosiscoëfficiënt van dit nuclide. A max
X max, j
e 50,inh
[Bq]
De Re-waarde van een bepaald nuclide met een bekende activiteit kan worden bepaald door de
activiteit van dit nuclide te vermenigvuldigen met de e50 van de betreffende nuclide.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 48
5 Wet- en regelgeving
5.4
Samenvatting
ICRP
International Commission on Radiological Protecion (internationaal adviesorgaan)
Nationaal geldt de kernenergiewet met als belangrijkste uitvoeringsvoorschrift het Besluit
stralingsbescherming (Bs).
Het grondbeginsel van de kernenergiewet is: Het in het bezit hebben van stralingsbronnen en het
gebruik daarvan is verboden tenzij…..
De drie basisprincipes van het Bs zijn:
rechtvaardiging: toepassing moet gerechtvaardig zijn
optimalisatie:
dosis moet zo laag als redelijkerwijs mogelijk worden gehouden (ALARA = As
Low As Reasonably Achievable)
limitering:
dosislimieten
Dosislimieten zoals opgenomen in het Bs.
equivalente dosis
effectieve dosis equivalente dosis
extremiteiten en
(E)
ooglens (Hooglens)
huid
Doelgroep
Blootgestelde werknemer
20 mSv
150 mSv
500 mSv
Blootgestelde leerlingen en
studerenden van 16 tot 18
jaar*
6 mSv
50 mSv
150 mSv
leden van de bevolking
1 mSv
15 mSv
50 mSv
ongeboren kind**
1 mSv
--
--
*
Dit zijn personen die uit hoofde van hun opleiding verplicht zijn om handelingen te verrichten en
daarbij doses kunnen ontvangen die hoger zijn dan de limieten voor leden van de bevolking.
** Vanaf melding van de zwangerschap.
A-werker:
B-werker:
kan een effectieve dosis > 6 mSv of een equivalente dosis > 0,3 van de limiet ontvangen.
inkeuring - jaarlijkse keuring – (uitkeuring)
verplicht tot het dragen van een persoonsdosimeter
opleiding: minimaal een basiscursus Stralingsbescherming
andere blootgestelde werker dan A-werker
geen keuring
verplicht tot het dragen van een persoonsdosimeter
opleiding: minimaal een basiscursus Stralingsbescherming
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 49
5 Wet- en regelgeving
5.5
Oefenvragen
1 in welke volgorde dienen de drie basisprincipes van de ICRP te worden toegepast
a) rechtvaardiging-limitering-optimalisatie
b) limitering-optimalisatie-rechtvaardiging
c) optimalisatie-rechtvaardiging-limitering
d) rechtvaardiging-optimalisatie-limitering
2 De dosislimiet voor de effectieve dosis voor een blootgestelde medewerker is
a) 500 mSv in een kalenderjaar
b) 50 mSv in een kalenderjaar
c) 20 mSv in een kalenderjaar
d) 1 mSv in een kalenderjaar
3 ALARA:
a) is een acroniem voor “as long as reasonably achievable”
b) betekent dat de dosis zo laag als redelijkerwijs mogelijk moet blijven
c) hoeft niet te worden toegepast bij medisch onderzoek
d) betekent dat de effectieve dosis in een kalenderjaar niet hoger mag worden dan 20 mSv
4 Een blootgestelde werknemer
a) moet jaarlijks medisch worden gekeurd
b) ontvangt jaarlijks een effectieve dosis die groter is dan 6 mSv
c) kan een dosis ontvangen die hoger is dan de limiet voor leden van de bevolking
d) is iemand die radiologische handelingen uitvoert
5 Welke van onderstaande beweringen is juist?
a) een bewaakte zone is een zone waarbij een effectieve dosis van meer dan 6 mSv in een
kalenderjaar kan worden ontvangen
b) een bewaakte zone is een zone waarbij een effectieve dosis van meer dan 1 mSv in een
kalenderjaar kan worden ontvangen
c) bij een bewaakte zone dient altijd een bewaker aanwezig te zijn
d) in elke gecontroleerde zone dient regelmatig op radioactieve besmetting te worden
gecontroleerd
6 Welke van onderstaande beweringen is juist?
a) voor alle röntgentoestellen geldt een vergunningsplicht
b) er geld geen vergunningsplicht voor toestellen met meer dan 100 kV
c) het in het bezit hebben van een toestel is ook een handeling
d) het in het bezit hebben van een toestel is geen handeling
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 50
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
6
Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij
röntgentoestellen in het bijzonder)
Dit
hoofdstuk
behandelt
de
praktische
kant
van
de
stralingsbescherming.
De
beschermingsmogelijkheden bij uitwendige bestraling, zoals afscherming, tijd en afstand worden
behandeld. Er staat beschreven op welke positie men het beste kan gaan staan en welk loodschort
men moet dragen bij röntgentoepassingen.
De onderdelen die zijn behandeld in de voorgaande hoofdstukken worden in dit hoofdstuk gekoppeld
aan de praktijk.
Leerdoel
Na bestudering van dit hoofdstuk:
Algemeen
kent u de begrippen afstand, afscherming, en tijd
kunt u eenvoudige berekeningen met de kwadratenwet maken
kent u de begrippen primaire straling; strooistraling en lekstraling
weet u hoe u uzelf tegen röntgenstraling kunt beschermen
weet u op welke positie u bij röntgentoepassingen het best kunt gaan staan
kent u gangbare diktes voor loodschorten
weet u dat een goede pasvorm belangrijk is en dat loodschorten niet mogen worden gevouwen
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 52
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
6.1
Inleiding
Bescherming tegen ioniserende straling kan worden opgesplitst in bescherming tegen uitwendige
bestraling en bescherming tegen inwendige besmetting. Bescherming tegen uitwendige bestraling
geldt voor toestellen, ingekapselde bronnen en open radioactieve stoffen. Bescherming tegen
inwendige besmetting geldt voor open radioactieve stoffen en bij lekkage van ingekapselde bronnen.
De meest bekende toestellen zijn röntgentoestellen gebruikt voor diagnostiek en deeltjesversnellers
gebruikt voor radiotherapie. Voorbeelden van gebruik van ingekapselde bronnen zijn: (ingekapselde
192
Ir-bronnen welke in het kader van therapie in de patiënt worden gebracht; 137Cs voor bestraling van
cellen en proefdieren; ijkbronnen voor ijking van stralingsmeetapparatuur, zoals bijvoorbeeld 57Co
voor een gammacamera of 133Ba voor een vloeistofscintillatieteller). Open radioactieve stoffen kunnen
voorkomen als poeders, vloeistoffen, en gassen. Ook kunnen lichaamsvloeistoffen van een patiënt
radioactief zijn als deze is behandeld met een radiofarmacon 6.
6.2
Stralingsbescherming bij uitwendige blootstelling (algemeen)
Uitwendige blootstelling kan plaatsvinden wanneer men zich in de “buurt” van een stralingbron
bevindt. Hierbij moet worden gedacht aan handelingen met toestellen, ingekapselde bronnen en open
radioactieve stoffen.
6.2.1 Afscherming
Ioniserende straling kan met behulp van afschermende materialen worden
verzwakt en soms zelfs geheel worden tegengehouden. Een bekend
afschermingsmateriaal voor röntgenstraling is lood. Voor het afschermen
van gammastraling wordt behalve lood ook vaak beton gebruikt. De
afscherming dient altijd zo dicht mogelijk bij de bron te worden geplaatst
omdat op deze wijze de bron het meest efficiënt kan worden
afgeschermd. Als het om praktische redenen niet mogelijk is de
stralingsbron af te schermen, bijvoorbeeld omdat de aanwezigheid van
personeel bij onderzoek bij een patiënt noodzakelijk is, kan men zich
tegen röntgenstraling beschermen door een loodschort te dragen.
(hierover meer in paragraaf 6.3, Afscherming voor andere stralingssoorten
in hoofdstuk 10)
Figuur 6.1 Loodschort
6.2.2 Afstand
Door de afstand tot de stralingsbron te vergroten kan een dosisreductie worden verkregen. De wijze
waarop dit werkt is vergelijkbaar met een geluidsbron. Als de afstand tot de bron groter wordt, neemt
de geluidssterkte af. Zo ook bij ioniserende straling. Het stralingsniveau is omgekeerd evenredig aan
het kwadraat van de afstand. Dit betekent dat wanneer de afstand 2 zo groot wordt het dosistempo
met een factor 22 = 22 = 4 afneemt. Bij vergroten van de afstand met een factor 3 wordt het
dosistempo 32 = 33 = 9 keer zo klein.
Dit heet de kwadratenwet. Wiskundig kan dit als volgt worden beschreven:
D1 r12 D 2 r22
kwadratenwet (geldig voor een puntbron)
115
6
Radiofarmacon: radioactief geneesmiddel
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 53
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
Voorbeeld 1
Het stralingsniveau op 50 cm van het focus van de röntgenbundel is 10 mGy per uur. Wat is het
dosistempo op 1 m en op 1,50 m?
Op 1 meter
De afstand is 2 zo groot dus het stralingsniveau is 22 = 4 keer zo laag
10/4 = 2,5 mGy per uur
Op 1,5 meter
De afstand is 3 zo groot dus het stralingsniveau is 32 = 9 keer zo laag
10/9 = 1,1 mGy per uur
Voorbeeld 2
Het dosistempo op 50 cm van een puntvormige gammabron is 10 Gy/h. Wat is het dosistempo op
1 m en op 1,50 m?
Op 1 meter
D 1 10 Gy/h; r1 = 50 cm
r2 = 100 cm
10 50 2 D 2 100 2 D 2 2,5 Gy/h
Op 1,5 meter
D 1 10 Gy/h; r1 = 50 cm
r3 = 150 cm
10 50 2 D 3 150 2 D 2 1,1 Gy/h
Ter beperking van de stralingsdosis is het belangrijk dat personen die om een of andere reden wel
aanwezig moeten zijn, maar niet de stralingsbron hanteren een zo groot mogelijke afstand tot de bron
houden. Degene die wel de handeling met de bron
uitvoert moet hierbij zo veel als mogelijk gebruik
maken van afstandsbediening en handling tools. Als
het lichaam door een afscherming wordt beschermd,
kunnen de handen nog steeds erg dicht bij de bron
komen. Deze afstand kan worden vergroot door
gebruik te maken van pincetten en tangen. De
dosisreductie kan hierdoor aanzienlijk zijn. Een tang
van bijvoorbeeld 30 cm kan voor de handen reeds een
dosisreductie geven van een factor 4000.
Figuur 6.2 Enkele voorbeelden van handling tools.
6.2.3 Tijd
Een kortere blootstellingsduur aan een stralingsbron veroorzaakt een lagere dosis dan een langere
blootstellingstijd. Dit betekent dat de doorlichttijden en het aantal foto’s zo beperkt mogelijk moeten
worden gehouden. Bij het werken met stralingbronnen is het belangrijk dat de handelingen snel
worden uitgevoerd. Uiteraard mogen de handelingen niet te snel worden uitgevoerd waardoor de
kans op fouten en incidenten kan toenemen. Zodra een bron uit de kluis is gehaald, mogen de
handelingen niet meer onnodig worden onderbroken totdat zij weer is opgeborgen. Zorg ervoor dat
alle benodigdheden binnen handbereik klaar liggen. Neem dan pas de bron uit de opbergplaats en
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 54
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
start daarna met de handelingen. Nieuwe, moeilijke handelingen moeten eerst zonder bron worden
geoefend, het zogenaamde “droog” of “koud” oefenen.
6.3
Stralingsbescherming voor (blootgestelde) werknemers bij röntgenstraling
Primaire straling
De primaire bundel is de straling die uit het venster van een röntgenbuis treedt. Een (blootgestelde)
werknemer mag niet met enig lichaamsdeel in de primaire bundel komen, dus ook niet met een hand
eventueel omgeven met een loodrubberhandschoen. Het is daarom ook verboden een filmcassette of
een tandfilmpje vast te houden bij het maken van een opname. Het dosistempo van de primaire
bundel is zo groot dat een loodschort de drager onvoldoende beschermt tegen de primaire straling.
Lekstraling
Het is niet mogelijk de straling alleen uit het venster van de buis naar buiten te laten treden, er zal ook
op andere plaatsen van het buishuis straling naar buiten “lekken”. Lekstraling is straling die door de
buisomhulling dringt. Voor lekstraling geldt de in paragraaf 6.2.2 genoemde kwadratenwet. Het is
daarom af te raden om, terwijl dat voor het onderzoek niet nodig is, dichtbij de röntgenbuis te
verblijven. Omdat de bijdrage aan het stralingsniveau van lekstraling veel kleiner is dan die van de
strooistraling zal hierop niet verder worden in gegaan.
Strooistraling
Strooistraling ontstaat als de primaire bundel een object treft. De grootste bron van strooistraling is de
patiënt. De verstrooiing kan in alle richtingen optreden. Deze strooistraling levert geen bijdrage aan
de beeldvorming op.
Kenmerken van strooistraling:
Als de dosis, bijvoorbeeld door het vergroten van het mAs-getal, van de primaire bundel toeneemt
zal de dosis in het strooistralingsveld met een gelijke factor toenemen.
Voor niet al te grote afstanden tot de patiënt geldt dat het dosistempo in het strooistralingsveld bij
benadering recht evenredig is met het oppervlak van het intreeveld. Dit betekent dat wanneer het
intreeveld wordt vergroot de verstrooide straling met een zelfde factor toeneemt.
Voor niet al te korte afstanden tot patiënt kan voor de dosis in het strooistralingsveld de
kwadratenwet worden toegepast.
Het dosistempo van verstrooide straling is in schuin achterwaartse richting groter dan in
zijdelingse richting en in schuin voorwaartse richting.
Positie van de werknemer
De bijdrage aan de dosis voor de omstanders is het grootste in achterwaartse richting. Indien de
patiënt staat is de beste positie schuin achter de patiënt (niet recht achter de patiënt in verband met
de primaire bundel). De begrippen achterwaarts en schuin achter de patiënt zijn verwarrend. Figuur
6.3 geeft aan wat er met deze termen wordt bedoeld. Bij doorlichten van een liggende patiënt, waarbij
de onderzoeker naast de patiënt moet staan, dient de röntgenbuis zoveel als mogelijk onder de tafel
te worden gemonteerd. De verstrooide straling kan gedeeltelijk worden afgeschermd met loodflappen
indien die aan de tafel zijn bevestigd.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 55
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
uittreezijde
intreezijde
focus
centrale as
45
150
schuin achterwaartse verstrooiing
patiënt
schuin voorwaartse verstrooiing;
positie = schuin achter de patiënt
Figuur 6.3 Strooistraling vanuit de patiënt, de gebruikte termen
Draai het lichaam altijd met het door het loodschort afgeschermde gedeelte naar de patiënt. Indien
gebruik wordt gemaakt van goed passende rondom loodschorten is de afscherming in beide gevallen
gelijk. Het verdient overigens ook in dat geval de voorkeur om de monitorplaats en de eigen positie zo
te kiezen dat zoveel mogelijk richting patiënt wordt gekeken.
loodflap
Positie van de buis bij verticale projectie
Bij doorlichting van een liggende patiënt, met de röntgenbuis onder de tafel, kan het noodzakelijk of
wenselijk zijn, om de naast de tafel staande onderzoeker te beschermen tegen zijwaarts en schuin
achterwaarts verstrooide straling. Bij buisspanningen die in de radiodiagnostiek gebruikelijk zijn, is de
intensiteit van de verstrooide straling in schuin
Schuin voorwaarts
beeldverwerker
achterwaartse richting groter dan die in
zijwaartse richting; in de zijwaartse richting
weer iets groter dan die in voorwaartse
richting. Loodflappen, bevestigd aan de
Zijwaartse richting
onderzijde van de beeldversterker en reikend
tot het tafelblad, en loodplaten of loodflappen
van de tafelrand tot aan de grond, kunnen tot
een forse dosisreductie leiden.
De wijze van doorlichten waarbij de
röntgenbuis zich boven de patiënttafel bevindt
Loodschort
en de onderzoeker zich dichtbij de patiënt
bevindt, moet zoveel mogelijk worden
Schuin achterwaarts
vermeden. Bij deze wijze van doorlichting
focus
loopt de onderzoeker niet alleen het risico om
met een hand in de onverzwakte primaire
bundel te komen, maar kan bovendien het
Figuur 6.4 Het gebruik van loodflappen
bij verticale projecties
onbeschermde bovendeel van zijn lichaam,
dus ook de ooglenzen, aan intensieve
verstrooide
straling
worden
blootgesteld.
loodflap
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 56
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
Loodschort
Aangezien niet in elke situatie een vaste afscherming kan worden aangebracht kan het personeel
gebruik maken van een loodschort. Dit zijn schorten waarin een hoeveelheid lood is verwerkt. Het
loodschort is bedoeld om de romp af te schermen tegen strooistraling, voornamelijk afkomstig van de
patiënt. Het schort is niet bedoeld voor bescherming tegen de primaire bundel. De beschermende
werking hangt onder andere af van de looddikte. Gangbare diktes voor loodschorten zijn 0,25 mm;
0,35 mm en 0,50 mm loodequivalent.
Hoeveel bescherming een schort in praktijkomstandigheden biedt is ook afhankelijk van het model en
de pasvorm; deze bepalen bij een bepaalde lichaamsoriëntatie in het stralingsveld welke organen
geheel of gedeeltelijk onafgeschermd blijven. Juist dat is bepalend voor de uiteindelijke effectieve
dosis. Zo is een onafgeschermde rug van dominante invloed bij blootstelling van de rug, terwijl wijde
armsgaten bij bestraling vanaf de zijkant de longen gedeeltelijk onafgeschermd laten. Een diepe
halsuitsnijding laat de slokdarm en een deel van de longen onafgedekt bij blootstelling van voren.
Uit onderzoek [HU98] blijkt dat een goedpassend rondomschort van 0,25 mm in veel gevallen beter
beschermt dan een voorzijdeschort van 0,5 mm. Een goede pasvorm van het loodschort is in het
algemeen dan ook van meer invloed dan het dikker maken van het schort.
Bij het gebruik van een rondomschort en halsbescherming, beide van 0,25 mm looddikte is een
beschermingsrendement van 75 % gegarandeerd [HU98].
Bij een schortdikte van 0,35 mm in combinatie met een halskraag van 0,25 mm wordt nagenoeg de
maximaal haalbare bescherming van 90 % tot 95 % bereikt.
Loodschorten dienen voorzichtig te worden behandeld, zodat er geen scheuren in het loodrubber
ontstaan. Men mag loodschorten daarom nooit opvouwen. Loodschorten moeten periodiek (bijv 1
per jaar) op scheuren worden gecontroleerd, dit kan het makkelijkste onder doorlichting gebeuren.
Afscherming van röntgenkamers
Bij het ontwerpen van ruimten waarin röntgentoestellen worden geplaatst, houdt men niet alleen
rekening met de primaire bundel maar ook met strooistraling. De intensiteit van de strooistraling is
maximaal een tiende van de intensiteit van de primaire bundel. Voor de directe bundel dient de
afscherming minimaal 2 mm loodequivalent te zijn. De afscherming van de overige wanden is
afhankelijk van de hoeveelheid opnamen en de daarbij behorende buisspanning, maar dient een
minimale dikte te hebben van 1 mm loodequivalent.
6.4
Extra informatie voor röntgentoepassingen (geen examenstof)
Factoren die de dosis in de patiënt bepalen
Het ALARA-principe houdt in dat de stralingsdosis van een te onderzoeken patiënt niet groter mag
zijn dan noodzakelijk is voor het verkrijgen van de vereiste diagnostische informatie. De dosis die de
patiënt ontvangt, is afhankelijk van een groot aantal factoren:
-
veldgrootte
mAs-getal (buisstroom en tijdsduur)
buisspanning
filtering
- focus-patiënt-film afstanden
- beelddetectiesysteem
- loodafdekkingen
- patiëntdikte en compressiemogelijkheden
In de volgende subparagrafen worden deze factoren kort besproken. Aangezien deze cursus niet is
bedoeld voor bedieners van het toestel wordt hierop niet diep ingegaan.
Veldgrootte
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 57
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
Bij te grote veldafmeting wordt een onnodig groot gedeelte van het lichaam door de primaire straling
getroffen waardoor de kans toeneemt dat de organen met een hoge weefselweegfactor in, of dichter
bij, de primaire bundel komen te liggen. Daarom moet de bundel niet wijder worden gemaakt dan
noodzakelijk is voor het te verrichten onderzoek. De grootte van het veld wordt soms zichtbaar
gemaakt met een lichtveld. Bij vergroting van het intreeveld zullen de buiten de bundel gelegen
organen meer verstrooide straling ontvangen, ten eerste doordat er meer verstrooide straling ontstaat
en ten tweede doordat zij dichter bij de bundelrand komen te liggen.
mAs-getal
De intree- en uittreedosis zijn recht evenredig met het mAs-getal. Dat wil zeggen dat als het mAsgetal bijvoorbeeld tweemaal zo groot wordt gekozen, de intree- en uittreedosis ook tweemaal zo groot
worden. Voordat een röntgenopname wordt gemaakt, moet een buisspanning en het mAs-getal
worden gekozen, terwijl bij gebruik van een belichtingsautomaat de 'zwarting' moet worden ingesteld.
Buisspanning
Straling opgewekt met een hogere buisspanning i.p.v. een lagere buisspanning is uit
stralingshygiënisch oogpunt voor de patiënt beter omdat de totaal geabsorbeerde stralingsenergie (de
‘integrale dosis’) afneemt. Een nadeel is vaak dat het contrast van de opname ook afneemt, omdat de
röntgenbundel maar weinig verzwakt wordt.
De stralingskwaliteit heeft een belangrijke invloed op de dosisverdeling in een door röntgenstralen
getroffen object. De stralingskwaliteit wordt bepaald door de buisspanning, de spanningsvorm en de
filtering. Als de buisspanning toeneemt zal ook de filtering moeten toenemen.
Filtering
Het spectrum van de door een röntgenbuis opgewekte straling is poly-energetisch. Dat wil zeggen dat
er röntgenfotonen in zitten met verschillende energie, zowel laag als hoog. De fotonen met lage
energie worden vrijwel geheel door de patiënt geabsorbeerd en dragen dus niet bij tot de
beeldvorming. Door het toepassen van een filter worden de fotonen met lage energie grotendeels uit
de heterogene röntgenstralenbundel verwijderd.
Iedere röntgenbuis heeft een eigen 'filter', het zogenaamde inherente filter. Dit bestaat uit de wand
van de röntgenhuis, de olie en het omhullingsvenster. De waarde van dit inherente filter wordt
uitgedrukt in mm Al-equivalent. Deze heeft een waarde tussen de 1 en 1,5 mm AI-eq. en wordt door
de fabrikant opgegeven. Vrijwel altijd wordt een vast extra filter van ten minste 1 mm Al toegevoegd,
zodat de totaalwaarde van het inherente filter circa 2,5 mm Al eq. bedraagt.
De waarde van het inherente filter neemt met het ouder worden van de buis een klein beetje toe. Dit
is het gevolg van verdamping van het wolfraam van de anode en de gloeidraad en de condensatie
ervan op de binnenzijde van de inzetbuis.
Focus-patiënt-film afstand
Het is belangrijk de patiënt zo ver mogelijk van het focus van de buis af te houden en de film, of het
beeldverwerkendsysteem zo dicht mogelijk bij de patiënt te plaatsen. Om deze reden zit op een
röntgenapparaat dat wordt gebruikt door tandartsen een tubus. Deze zorgt ervoor dat er een minimale
afstand is van het focus tot de patiënt. Door het filmpje in de mond te plaatsen wordt de patiënt –
filmafstand zo klein mogelijk gehouden.
Objectdikte, compressie
Dikke objecten vereisen een hogere belichtingswaarde dan minder dikke objecten. Vermindering van
objectdikte kan worden verkregen door compressie. Dit gebeurt onder andere bij mammografie.
Compressie beperkt de hoeveelheid verstrooide straling en dit geeft weer een beter contrast op de
foto.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 58
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
Loodafdekkingen
Weefsels of organen met een hoge weefselweegfactor moeten, waar nodig en mogelijk, worden
afgeschermd. Met name moet bij patiënten in de reproductieve leeftijd, afscherming van de gonaden
(ovaria en testes) worden toegepast bij onderzoeken die waarschijnlijk een hoge stralingsdosis voor
de gonaden opleveren.
Bij overzichtsopnamen van het bekken of de buik zullen de ovaria vaak in de primaire straling liggen.
Bij een gelijkwaardig bekkenoverzicht zal de dosis in de testes aanzienlijk hoger zijn dan in de ovaria.
Dit komt door de oppervlakkige ligging van de testes en het feit dat ovaria door veel weefsel zijn
omgeven. De ovaria kunnen, als de diagnose daardoor niet gehinderd wordt, worden afgedekt met
speciale beschermers, die leverbaar zijn in allerlei maten. Er zijn ook allerlei testesbeschermers in de
handel die, na enige instructie, eenvoudig door de patiënt zelf kunnen worden aangebracht.
Bij toepassing van loodafdekking bij vrouwen, zullen de ovaria door verstrooiing uit omliggend weefsel
een zekere dosis blijven ontvangen. Dat het toch zinvol is ovariabeschermers aan te brengen, blijkt uit
metingen aan fantomen. Het afdekken van de testes met lood geeft eveneens een aanzienlijke
reductie van de geabsorbeerde dosis. Met een afscherming door een zogenaamde
loodrubberportemonnee, is de reductie groter dan bij gebruik van een loodflapje, dat zich alleen maar
op de testes bevindt.
Als de gonaden niet in de directe bundel liggen, maar wel dichtbij de rand ervan, worden de gonaden
alleen getroffen door verstrooide straling en lekstraling. Ook dan kan afscherming nog nut hebben.
Videorecording
Het videosignaal van het TV-circuit kan op een videoband worden vastgelegd. Onmiddellijk na de
opname kan de recorder worden teruggespoeld om de beelden nogmaals te bekijken. Dit kan tot een
verkorting -van de doorlichtingsduur en vermindering van de stralingsdosis leiden.
Beeldgeheugen
Het gebruik van een beeldgeheugen kan de stralingsdosis voor de patiënt aanzienlijk verminderen.
Hierbij wordt het laatste doorlichtbeeld 'bevroren', zodat bestudering van de situatie mogelijk is zonder
verder te doorlichten.
6.5
Samenvatting
Primaire straling: Men mag niet in de primaire bundel komen, ook niet met loodrubber handschoenen
Strooistraling:
Positie:
Ontstaat als de primaire bundel een object treft. De verstrooiing kan in alle
richtingen optreden, maar is het grootst in schuin achterwaartse richting.
Schuin achter de patiënt (in de schuin voorwaarts verstrooide straling)
Afscherming:
In de directe bundel minimaal 2 mm loodequivalent.
Overige wanden minimaal 1 mm loodequivalent.
Dikte loodschorten: 0,25 – 0,50 mm
Afstand houden tot de bron is altijd een goede methode om de stralingsdosis te verminderen.
Het stralingsniveau is omgekeerd evenredig aan het kwadraat van de afstand.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 59
6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)
6.6
Oefenvragen
1. Röntgenstraling kan het best worden afgeschermd met
a) perspex
b) lood
c) aluminium
d) Filtermateriaal
2. De kwadratenwet houdt in dat wanneer de afstand
a) 3 zo groot wordt, het dosistempo 9 zo groot wordt
b) 3 zo klein wordt, het dosistempo 9 zo klein wordt
c) 3 zo klein wordt, het dosistempo 9 zo klein wordt
d) 3 zo groot wordt, het dosistempo 9 zo klein wordt
3. De stralingsbelasting kan het meest worden beperkt door
a) de blootstellingstijd te verlengen en de afstand tot de bron te vergroten
b) de blootstellingstijd te verkorten en de afstand tot de bron te vergroten
c) de blootstellingstijd te verlengen en de afstand tot de bron te vergroten
d) de blootstellingstijd te verkorten en de afstand tot de bron te verkleinen
4. Strooistraling ontstaat als de primaire röntgenbundel een object treft. De verstrooiing
a) ontstaat uitsluitend loodrecht op de primaire bundel
b) kan in alle richtingen optreden
c) ontstaat uitsluitend 180 graden gedraaid t.o.v. de primaire bundel
d) ontstaat uitsluitend in dezelfde richting als de primaire bundel
5. Het strooistralingsniveau rond de patiënt is bij doorlichten
a) overal even groot
b) groter aan de intreezijde dan aan de uittreezijde
c) groter aan de uittreezijde dan aan de intreezijde
d) verwaarloosbaar laag
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 60
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
7
Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
Ioniserende straling is onzichtbaar, je kunt haar niet horen, niet ruiken, niet proeven en niet voelen.
Deze straling is echter wel in staat biologische effecten te veroorzaken. In de medische wereld wordt
bij veel toepassingen gebruik gemaakt van de mogelijkheid om met deze stralingssoort “in de mens te
kunnen kijken” (diagnostiek). Ioniserende straling wordt ook gebruikt om cellen te doden (therapie). Er
bestaat ook niet-ioniserende straling zoals laser, infrarood, radar en microgolven. Deze wordt hier niet
behandeld.
Door inwerking van ioniserende straling ontstaan veranderingen die in levend weefsel kunnen leiden
tot biologische veranderingen. Om een en ander te begrijpen is het van belang de bouw van het
atoom en de verschillende soorten ioniserende straling te beschrijven.
In dit hoofdstuk komen de volgende onderwerpen aan de orde:
Atoombouw;
Radioactiviteit en radioactief verval;
Verschillende wijzen waarop radioactief verval kan plaatsvinden (-, - of -straling);
In dit hoofdstuk vindt u voornamelijk de basiskennis die nodig is om de daaropvolgende hoofdstukken
te kunnen begrijpen.
Leerdoelen
U kent de begrippen: atoom, kern, proton, neutron, elektron, elektronenschil, ion, elementen,
radionucliden, stabiliteitslijn, isotopen, Z-getal, neutronengetal, massagetal, desintegratie,
activiteit, becquerel, halveringstijd, elektronvolt, elektromagnetische straling, annihilatiestraling,
quant, foton, -straling, -straling, positron, remstraling, mono-energetische straling;
U begrijpt de opbouw van de nuclidenkaart en kunt daarop een nuclide opzoeken;
U bent in staat uit te rekenen wat de activiteit van een stralingsbron is op een bepaald tijdstip;
U kunt de oorzaak/herkomst van de verschillende stralingssoorten beschrijven.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 61
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
7.1
Inleiding
De eigenschappen van de verschillende stralingsbronnen vormen de basis om de werking en
toepassing van de verschillende stralingsbronnen te kunnen begrijpen.
De stralingsbronnen worden in twee groepen verdeeld: deeltjes straling en fotonenstraling ( - en
röntgenstraling).
Hiervoor
is
echter
wel
kennis
nodig
van
de
atoombouw.
7.2
Atoombouw
De bouwstenen van materie zijn de
elektron
elementen. Alle materie is opgebouwd uit
een beperkt aantal elementen (112) welke
bestaan uit zeer kleine deeltjes, die atomen
heten. Een atoom is het kleinste deeltje van
een element dat nog de eigenschappen van
kern
dat element heeft. Het atoom bestaat,
volgens een fysisch model, uit negatief
geladen elektronen die rond een positief
geladen kern cirkelen.
Deze kern bevat protonen en neutronen.
Protonen hebben een positieve lading terwijl
neutronen geen lading bezitten. Omdat de
massa van een proton evenals de massa
van een neutron bijna 2000 keer zo groot is
Figuur 7.1 Het atoommodel
als de massa van een elektron, bevindt bijna
de gehele massa zich in de kern van het
atoom. Het aantal protonen in de kern wordt het atoomnummer genoemd, aangeduid met het Z-getal.
Het aantal neutronen, noemen we het neutronengetal (N-getal) en de som van neutronen en protonen
het massagetal (A-getal).
Elektronen cirkelen niet op geheel willekeurige wijze rond de kern, maar in vaste banen rond de kern,
de elektronenschillen genoemd. De binnenste schil krijgt de letter K, de volgende L, vervolgens M, N,
enzovoort. Het aantal elektronen in de schillen is bij een atoom gelijk aan het aantal protonen in de
kern. Elektronen in de buitenste schillen bepalen de chemische eigenschappen van het element. Alle
atoomsoorten met een zelfde aantal protonen, Z-getal, behoren tot één element en hebben een
zelfde aantal elektronen en een zelfde elektronenverdeling, waardoor ze chemisch identiek zijn.
Indien het aantal elektronen niet gelijk is aan het aantal protonen is er sprake van een ion. Het
vrijmaken van elektronen uit een atoom wordt ionisatie genoemd. Ioniserende straling dankt zijn
naam aan het feit dat deze straling in staat is ionisaties te veroorzaken.
Atoomsoorten met een gelijk Z-getal, maar een variërend aantal neutronen worden isotopen
genoemd. Een element, bepaald door het aantal protonen, kan dus uit verschillende isotopen
bestaan, 1H, 2H en 3H.
Bij de notatie van een atoomsoort (X) wordt het atoomnummer linksonder en het massagetal
A
linksboven het symbool voor het element geplaatst ( ZX ).
Het lichtste element is waterstof (H) dat drie isotopen kent:
Het eerste isotoop bevat één proton en één elektron, notatie: 11H ;
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 62
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
Het tweede isotoop, deuterium, heeft naast het proton ook een neutron in de kern, waardoor het
massagetal 2 is, notatie: 21H ;
Het derde isotoop, tritium, bestaat uit 1 proton en 2 neutronen en heeft daardoor massagetal 3,
notatie: 31H .
Meestal noteert men slechts het symbool van het element en het massagetal (bijvoorbeeld 3H), het Zgetal is immers onlosmakelijk verbonden aan het element.
Voor koolstof zijn de bekendste isotopen:
12
6C
met respectievelijk 6 protonen en 6 neutronen en
14
6C
met 6 protonen en 8 neutronen. Dit wordt uitgesproken als koolstof twaalf en koolstof veertien. In
literatuur gebruikt men ook vaak een notatie waarbij het massagetal na het element wordt vermeldt,
bijv. C-14.
Aantal protonen (Z-getal)
Als meer algemene benaming voor een atoomsoort wordt het woord nuclide gebruikt. De nucliden
worden gerangschikt op de nuclidenkaart, waarbij het aantal neutronen op de horizontale as en het
aantal protonen op de verticale as wordt uitgezet. De verschillende isotopen van een element liggen
dus op één rij. Op de nuclidenkaart zijn de zwart gekleurde hokjes stabiele nucliden. De
aaneenschakeling van de zwarte hokjes wordt de stabiliteitslijn genoemd.
Aantal neutronen (N)
Figuur 7.2
Deel van de nuclidenkaart. Alle zwarte hokjes zijn de stabiele nucliden.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 63
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
De atoomkernen van het eerder genoemde 3H en 14C zijn niet stabiel. Na verloop van tijd zal de
samenstelling van de kern spontaan veranderen (desintegreren of muteren) waarbij straling met
relatief hoge energie wordt uitgezonden. Nucliden met instabiele atoomkernen worden radioactieve
nucliden of radionucliden genoemd. Momenteel zijn er ongeveer 1700 radionucliden bekend. De
verandering van de kernsamenstelling wordt radioactief verval genoemd.
7.3
Activiteit
Een typisch kenmerk van radioactieve stoffen is het radioactief verval. Wanneer slechts één kern
wordt beschouwd, kan op voorhand niet worden gezegd wanneer deze kern verandert. Wordt echter
een grote groep kernen van een zelfde nuclide in beschouwing genomen dan kan het vervalproces
wel worden beschreven. De afname van het aantal instabiele kernen per tijdseenheid is de activiteit
(A) van de stof.
Een kenmerk van radioactief verval is dat de tijd die nodig is om de activiteit te halveren een vaste
waarde heeft. Deze vaste waarde wordt halveringstijd (T½) genoemd. Tijdens het verstrijken van één
halveringstijd halveert de activiteit.
Na één halveringstijd is de activiteit de helft van de beginactiviteit.
Na 2 halveringstijden is de activiteit een kwart van de beginactiviteit.
Na 3 halveringstijden is de activiteit een achtste van de beginactiviteit.
Wiskundig kan dit als volgt worden beschreven:
t
1 T
At A0 12
2
At
dit wordt de vervalwet genoemd.
= activiteit op tijdstip t
A0 = activiteit op tijdstip 0
T 12 = halveringstijd
t
= tijd
Eerder genoemde voorbeelden worden wiskundig als volgt beschreven:
t
T1
1
At A0 12
t
T1
2
At A0 12
t
T1
3
At A0 12
1
At
1 A ;
2 0
2
At
1 A ;
4 0
3
At
1
8
2
2
A0 ;
2
Soms wordt in literatuur niet de halveringstijd maar een vervalconstante gegeven. De dimensie
hiervan is per tijdseenheid [tijd-1]. De halveringstijd wordt officieel uitgedrukt met de eenheid seconde
[s] en de vervalconstante in per seconde [s-1]. Vaak wordt de halveringstijd uitgedrukt in uren, dagen
of jaren. De vervalconstante kan worden omgerekend in de halveringstijd volgens:
T12
ln2
dit is hetzelfde als:
T12
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
0,693
en omgekeerd geldt:
ln2
T12
Blz. 64
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
A t A 0 e t
De vervalwet kan ook als volgt worden geschreven:
Het vervalproces kan grafisch op twee manieren worden weergegeven: In beide grafieken staat op de
horizontale as het aantal halveringstijden die zijn verstreken. Op de verticale as staat in figuur 7.3 de
verhouding tussen At en A0 lineair uitgezet. In figuur 7.4 is te zien dat, door deze verhouding
logaritmisch uit te zetten, een rechte lijn wordt verkregen. In de literatuur wordt vaak gebruik gemaakt
van een logaritmische weergave.
1
At/A0
At/A0
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0.1
0.01
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
t/T½
6
7
t/T½
Figuur 7.3: Radioactief verval (uit gezet op een lineaire schaal)
t/T½ =
At/A0 =
5
Figuur 7.4: Radioactief verval (uitgezet op een
logaritmische schaal)
aantal halveringstijden dat is verstreken vanaf het tijdstip 0
de fractie van de beginactiviteit die nog over is op tijdstip t.
De activiteit van een nuclide wordt uitgedrukt in het aantal desintegraties per seconde en heeft als
eenheid becquerel (Bq).
1 desintegratie per seconde = 1 dps = 1 Bq
Meestal wordt gebruik gemaakt van voorvoegsels:
1 kBq (kilo)=103 =1.000 Bq
1 MBq (mega)=106 =1.000.000 Bq
1 GBq (giga)
1 TBq (tera)
= 109 = 1.000.000.000 Bq
= 1012 = 1.000.000.000.000 Bq
Rekenvoorbeeld:
P heeft een halveringstijd van 14 dagen. Bij ontvangst bedraagt de activiteit 200 kBq. Wat is de
activiteit na 28 dagen?
32
A0 = 200 kBq;
T½=14 dagen;
t
1 T1
At A0 2
2
of:
= 0,693/14 = 0,0495 dag-1;
t = 28 dagen
28
2
1 14
1
200 200 0,25 50 kBq
A t 200
2
2
A t 200 e 0.049528 200 0.25 50 kBq
Hoewel het een oude eenheid betreft, wordt ook de curie (Ci) nog vaak als eenheid van activiteit
gebruikt.
1 Ci = 3,7·1010 Bq
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 65
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
1 mCi (milli)=10-3 =0,001 Ci
= 3,7·107 Bq
-6
1 Ci (micro)=10 =0,000001 Ci = 3,7·104 Bq
7.4
Radioactief verval
Zoals eerder is vermeld zal een instabiele atoomkern na een zekere tijd veranderen (desintegreren,
muteren). Door mutatie zal uiteindelijk een stabiele atoomkern overblijven. Een kernmutatie kan
alleen plaatsvinden als er een overschot aan energie in de kern aanwezig is.
De verandering van een atoomkern kan op verschillende manieren plaatsvinden. Via -verval, verval, electroncapture of splijting, gevolgd door isomeer verval en/of interne conversie. In de
volgende paragrafen worden deze vervalwijzen beschreven. Als er door radioactief verval straling
wordt uitgezonden, spreekt men van emissie van straling.
7.4.1 Alfaverval ()
Alfaverval treedt op bij kernen met een groot overschot aan energie. Zij vergroten hun stabiliteit door
het gelijktijdig uitzenden van 2 protonen en 2 neutronen. In feite betreft het hier een
+
+
A
ZX
(A 4)
(Z 2) Y
4
2 He
-kern.
+ 42 He 2
Figuur 7.5: Alfaverval
De combinatie van protonen en neutronen wordt een “-deeltje” genoemd. Het -deeltje neemt het
overschot aan energie mee als bewegingsenergie. -Deeltjes van dezelfde nuclide hebben altijd
eenzelfde hoeveelheid bewegingsenergie als zij de kern verlaten; zij zijn mono-energetisch. Een
voorbeeld van een nuclide dat -deeltjes uitzendt is americium-241:
241
Am 237Np + . Stoffen die -
straling uitzenden worden -emitters genoemd.
7.4.2
Bètaverval ()
7.4.2.1 Bèta-min-verval (-)
--Verval treedt op bij neutronenoverschot. Bij --verval verandert in de kern een neutron in een
proton. Ter compensatie wordt een elektron (e-) “aangemaakt” en ontstaat een antineutrino ( ) 7 .
+
e-
Figuur 7.6: Bètaverval
Dit proces kan als volgt worden beschreven:
n0 p e -
115
7
(Anti)neutrino’s hebben nagenoeg geen interactie met materie. Zij zijn voor de stralingshygiëne
dan ook niet belangrijk. In het vervolg van dit dictaat zullen deze vaak gemakshalve worden
weggelaten.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 66
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
Het proton blijft in de kern achter terwijl het elektron de kern verlaat. Om onderscheid te maken
tussen gewone “schil”elektronen en elektronen afkomstig uit de kern van een atoom wordt het uit de
kern gestoten elektron een bètadeeltje () genoemd. De bovenstaande vergelijking ziet er dan als
volgt uit:
n0 p -
Door de toename van het aantal protonen in de kern, verandert daarmee ook het element. Doordat
een neutron overgaat in een proton blijft het aantal kerndeeltjes, het massagetal, gelijk.
3
Bijvoorbeeld:
H 3 He -
De totale beschikbare energie is bij één en dezelfde radionuclide altijd gelijk. Een deel van de energie
wordt gebruikt om het --deeltje snelheid mee te geven om de kern te verlaten (bewegingsenergie) en
het andere deel van de energie neemt het antineutrino mee. Hoewel de totale energie per
desintegratie van een nuclide gelijk is, is de verdeling van de energie over het --deeltje en het
antineutrino per desintegratie verschillend. Er zullen daarom --deeltjes met verschillende energieën
worden uitgezonden, variërend van 0 keV tot een maximum (Emax) gelijk aan de totale beschikbare
energie. Dit wordt een continu spectrum genoemd. Het gemiddelde van deze verdeling ligt ongeveer
bij een derde van de maximale energie ( 1 3 Emax). In literatuur wordt meestal de maximale energie van
de radionuclide gegeven.
3
Voor H bijvoorbeeld is deze maximale energie gelijk aan 18,6 keV, voor 14C aan 156 keV en voor 32P
aan 1700 keV.
7.4.2.2 Bèta-plus-verval (+)
+-Verval vindt plaats bij protonenoverschot mits de beschikbare energie groter dan 1022 keV is.
Hierbij verandert in de kern een proton in een neutron en uit de kern verdwijnt een “elektron” met
positieve lading en een neutrino (). Door zijn positieve lading wordt dit “elektron” een +-deeltje of
positron genoemd.
+
e+
p n0
Figuur 7.7: Bèta-plus-verval
Door de afname van het aantal protonen in de kern, verandert daarmee ook het element. Doordat een
proton overgaat in een neutron blijft het massagetal ook nu gelijk.
18
bijvoorbeeld:
F 18 O
-
Net als voor -deeltjes geldt voor +-deeltjes dat er een continu spectrum aan bewegingsenergie
bestaat van ongeveer 0 keV tot Emax. Het +-deeltje is echter geen normaal deeltje, het behoort
namelijk tot de antimaterie. De eigenschap van antimaterie is dat het slechts kan bestaan als het
+
bewegingsenergie bezit. Nadat het -deeltje door botsingen zijn bewegingsenergie is kwijtgeraakt zal
+
het -deeltje daarom samen met een baanelektron overgaan in elektromagnetische straling. Bij dit
proces, dat annihilatie wordt genoemd, ontstaan twee -quanten van elk 511 keV, die in
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 67
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
tegenovergestelde richting worden uitgezonden. +-verval wordt dus altijd gevolgd door -straling van
511 keV.
Elektromagnetische straling is een stralingssoort die bestaat uit hele kleine massaloze
energiepakketjes, fotonen of quanten genaamd. Röntgenstraling en -straling behoren tot de groep
van elektromagnetische straling. Maar ook zichtbaar licht is een vorm van elektromagnetische
+
straling. Als er geen -verval mogelijk is omdat de beschikbare energie kleiner is dan 1022 keV en er
toch een protonenoverschot heerst, zal de mutatie via electroncapture verlopen.
7.4.3
Electroncapture of elektronenvangst
Electroncapture (EC), in het Nederlands elektronenvangst genoemd, vindt eveneens bij
protonenoverschot plaats. Bij electroncapture wordt een elektron uit een binnenschil (meestal de Kschil) van het eigen atoom in de kern opgenomen. Dit elektron wordt samen met een proton omgezet
in een neutron. Bij deze omzetting wordt een neutrino uitgezonden.
+
+
-
0
p +e n +
Figuur 7.8: Elektronenvangst
Door de afname van het aantal protonen in de kern, verandert daarmee ook het element. Doordat een
proton overgaat in een neutron blijft het massagetal wederom gelijk.
55
55
Bijvoorbeeld:
Fe Mn +
Een gevolg van deze mutatie is een binnenschil-ionisatie. Dit is voor een atoom een zeer ongunstige
verdeling van de elektronen over de schillen. Als secundair effect kan het gat worden opgevuld door
een elektron van een meer naar buiten gelegen schil. Elektronen die in een meer naar buiten gelegen
schil zitten hebben een lagere bindingsenergie. Het verschil in bindingsenergie dat vrijkomt door de
verplaatsing van een elektron wordt uitgezonden als karakteristieke röntgenstraling 8 . Als alternatief
voor het uitzenden van röntgenstraling kunnen ook auger-elektronen worden uitgezonden. Het
verschil in bindingsenergie wordt in dit geval gebruikt om een ander elektron uit zijn schil te stoten, dit
elektron wordt een auger-elektron genoemd.
7.4.4
Isomere overgang en Interne Conversie
Nadat een van de voorgaande processen (, of EC) heeft plaatsgevonden, is weliswaar de
verhouding tussen protonen en neutronen in orde, doch blijft vaak een kern met een overschot aan
energie over. De atoomkern kan deze overtollige energie kwijtraken door twee verschillende
processen, namelijk isomeer verval of door interne conversie.
7.4.4.1 Isomeer verval (-straling)
Bij isomeer verval verandert de samenstelling van de kern niet meer, er wordt alleen
elektromagnetische straling (fotonen/quanten) uitgezonden. Dit wordt -straling genoemd.
115
8
Karakteristieke röntgenstraling is röntgenstraling met een vaste energiewaarde. Het verschil in
bindingsenergie tussen twee elektronenschillen van een element heeft altijd een vaste waarde.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 68
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
De overtollige energie wordt aan een -foton overgedragen. -Straling wordt daarom net als -straling
mono-energetisch genoemd. Wel kan één radionuclide meerdere ’s uitzenden. Deze hebben dan
echter allemaal een vaste energie-waarde. Wanneer het uitzenden van -straling direct op de
voorgaande mutatie volgt (bijvoorbeeld binnen 10-10 seconden), wordt deze -energie vermeld bij het
verval van de oorspronkelijke nuclide.
bijvoorbeeld:
60
60
-
Co Ni + +
De uitgezonden -straling van het
het vervalschema in § 1.3.6.
60
Co heeft twee energiewaarden: 1173 keV en 1332 keV. Zie ook
Is de halveringstijd tussen de eerste mutatie en het -verval groot genoeg (bijvoorbeeld groter dan 1010
seconden), dan wordt de tussenvorm een isomeer genoemd en noteert men de letter m van “metastabiel” achter het massagetal. Een voorbeeld hiervan is 99mTc dat ontstaat door het verval van 99Mo.
Het 99mTc heeft een halveringstijd van 6 uur.
bijvoorbeeld:
99
Mo
99m
99m
Tc +
-
99
Tc Tc +
7.4.4.2 Interne conversie
Een andere vorm van verval bij een energieoverschot in de kern is interne conversie. Bij interne
conversie wordt het teveel aan energie in de kern direct overgedragen aan een elektron uit de
binnenschil, waardoor dit elektron het atoom met hoge snelheid verlaat.
e-
Figuur 7.9: Interne conversie
Het gevolg hiervan is, net als bij electroncapture, een gat in de binnenschil. Bij electroncapture
ontstaat dit gat door opname van een elektron in de kern en bij interne conversie door emissie van
een elektron. Net als bij electroncapture wordt dit gat gedicht met een elektron uit een meer naar
buiten gelegen schil, waardoor röntgenstraling en/of auger-elektronen worden uitgezonden. Bij interne
conversie ontstaan daardoor mono-energetische elektronen en karakteristieke röntgenstraling.
7.4.5 Neutronenstraling
Neutronen kunnen vrijkomen als er spontane kernsplijting plaatsvindt. Bij kernsplijting valt de kern in
twee brokstukken uit elkaar en blijven er in het algemeen één of meerdere neutronen over. Er zijn
echter maar weinig nucliden die spontaan splijten, een voorbeeld is californium-254.
Ook kunnen Neutronen worden gemaakt met behulp van een kernreactor, waarbij de splijting dus
kunstmatig wordt opgewekt. Een andere veel gebruikte methode om bewust neutronen te produceren
is met behulp van een zogenaamde mengbron. Een bekend voorbeeld van een mengbron is
241
Am/Be. Deze is samengesteld uit een hoeveelheid beryllium, gemengd met
241
Am, een -straler.
Het -deeltje treft de kern van een beryllium-atoom. Hierdoor verandert het beryllium-atoom in een
koolstof-atoom en ontstaat een vrij neutron.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
4
2 He
94 Be126 C 01 n
Blz. 69
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
Neutronenstraling ontstaat ook bij het gebruik van medische deeltjesversnellers met een
versnelspanning van meer dan 8 MV.
+
+
Figuur 7.10: Neutronenstraling
7.4.6 Vervalschema's
Alle vormen van verval worden weergegeven door vervalschema’s. Hierbij wordt het startniveau
aangegeven door een horizontale lijn, waarbij de start-nuclide (de zogenaamde moeder), vaak met
haar halveringstijd, staat vermeld. Onderaan staat bij een horizontale lijn het vervalproduct (de
-
zogenaamde dochter) met eventueel haar eigen halveringstijd. Bij -verval wordt er een pijl naar
+
rechts getekend. Bij -verval en electroncapture een pijl naar links. -Straling wordt vaak
gesymboliseerd door een geknikte dubbele pijl naar links, maar ook door een enkele pijl naar links.
Isomeer verval en interne conversie worden met een pijl recht naar beneden aangegeven. De
processen bij radioactief verval zijn over het algemeen als volgt:
-
Figuur 7.11 Voorbeeld van -verval
Figuur 7.12 Voorbeeld van -verval
+
Figuur 7.13 Voorbeeld van -verval
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Figuur 7.14 Voorbeeld van electroncapture
Blz. 70
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
Figuur 7.15 Voorbeeld van -verval
proces
resultaat
-verval
,
-
Figuur 7.16 Voorbeeld van -verval met een metastabiele
toestand
-verval
- (, e)
+-verval
+, foton 511 keV (, e)
EC
karakteristieke röntgenstraling,
Hieronder treft u informatie aan van een aantal veel gebruikte radionucliden.
Tabel 7.1 Enkele radionucliden met hun halveringstijd, stralingssoort en energie
element
Nuclide
Halveringstijd
Belangrijkste
Stralingssoort
“maximale”
energie (keV)
waterstof
3
12,3
jaar
-
18,6
koolstof
14
5730
jaar
-
156
fluor
18
109,7
min
+
600
fosfor
32
-
1710
zwavel
35
-
H
C
F
P
14,3
dagen
ijzer
yttrium
55
S
Fe
90
Y
87,4
2,73
2,7
dagen
jaar
dagen
Geen (EC)
-
167
geen
2284
chroom
51
27,7
dagen
320
cobalt
60
molybdeen
99
technetium
99m
jodium
131
8
indium
111
2,8
Iridium
192
Americium
241
Cr
Co
Mo
Tc
I
In
Ir
Am
5,3
jaar
-
300/1173/1332
-
//
66
uur
/
1200/740
6
uur
140
dagen
-
/
600/365
dagen
/
245/171
73,8
dagen
/
317/468
432
jaar
/
5486/60
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 71
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
7.5
Samenvatting
Deeltje
Proton
Elektron
Neutron
symbool
p
e
n
A (massagetal)
N (neutronengetal)
Z (protonengetal)
foton/quant
lading
+
0
locatie
kern
atoomschillen
kern
=
=
=
=
aantal kerndeeltjes
aantal neutronen in de kern
aantal protonen in de kern
massaloos energiepakketje bij elektromagnetische straling
of
A t A 0 e t
t
1 T
At A0 12
2
1 desintegratie per seconde = 1 dps = 1 Bq.
1 kBq (kilo)
= 103 =1.000 Bq
1 MBq (mega) = 106 =1.000.000 Bq
10
1 Ci = 3,7·10 Bq
-verval
--verval
1 GBq (giga)
1 TBq (tera)
= 109 = 1.000.000.000 Bq
= 1012 = 1.000.000.000.000 Bq
1 eV = 1,6·10-19 J
Het tegelijk uitzenden van 2 neutronen en 2 protonen (He-kern).
Bij neutronenoverschot wordt in de kern een neutron omgezet in een
-
proton. Een -deeltje wordt uitgezonden. Egem =
+
-verval
1
3
Emax
Bij neutronentekort wordt in de kern een proton omgezet in een
+
neutron. Een -deeltje wordt uitgezonden. Egem =
EC
Electroncapture
-straling
IC
Interne Conversie
1
3
Emax Dit proces
kan als gevolg van annihilatie alleen optreden bij een beschikbare
energie van 1022 keV of meer.
Bij neutronentekort wordt vanuit de K-schil een elektron in de kern
gevangen, alwaar het samen met een proton wordt omgezet in een
neutron. Karakteristieke röntgenstraling is het gevolg.
Uitgezonden van elektromagnetische straling bij energieoverschot in de
kern (fotonen, quanten)
Bij energieoverschot in de kern wordt deze overtollige energie direct op
een binnenschil elektron overgedragen. Karakteristieke röntgenstraling
is het gevolg.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 72
7 Atoombouw, radioactiviteit en radioactief verval
7.6
Oefenvragen
1 -Straling is
a)
elektromagnetische straling, afkomstig uit de kern van een atoom
b)
deeltjesstraling met een negatieve lading
c)
deeltjesstraling met een positieve lading
d)
afkomstig van deeltjesversnellers
2 Het Z-getal
a)
is het aantal protonen in de kern
b)
is het aantal neutronen in de kern
c)
is bij een stabiel nuclide gelijk aan het aantal neutronen
d)
is de totale massa in de kern
3 Een radioactieve bron heeft een activiteit van 80 MBq, de halveringstijd bedraagt 12 uur. Hoeveel
activiteit resteert nog na twee dagen?
a) 20 MBq
b) 10 MBq
c)
5 MBq
d) 2,5 MBq
4 Eén Bq is gelijk aan
a) één desintegratie per seconde
b) één desintegratie per minuut
c) 3,7·1010 Ci
d) de activiteit van één gram becquerium
5 Een γ-deeltje is
a) negatief geladen
b) een Li-atoom
c) opgebouwd uit twee protonen en twee neutronen
d) een golfpakketje (fotonenstraling)
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 73
8 Interactie van straling met materie
8
Interactie van straling met materie
In dit hoofdstuk worden per stralingssoort de verschillende interactieprocessen met materie
beschreven. Door inzicht te hebben in de interactieprocessen is het mogelijk
afschermingsberekeningen te maken en kan de veilige afstand tot de stralingsbron worden bepaald.
Hierdoor is het dus mogelijk om vooraf een goede risico-analyse van handelingen met
stralingsbronnen te maken.
Leerdoelen
U kent de begrippen: dracht, foto-effect, comptoneffect, paarvorming, smalle en brede bundel,
halveringsdikte, verzwakkingscoëfficiënt en build-up;
U kent de dracht van -deeltjes in lucht;
U kunt een schatting maken van de dracht van -straling in lucht;
U kent het begrip remstraling;
U weet globaal bij welke energie het foto-effect, het compton-effect of paarvorming optreedt;
U kunt de verzwakking van -straling berekenen;
U kent de meest geschikte afschermingsmaterialen voor -, -, - en neutronenstraling.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 75
8 Interactie van straling met materie
8.1
Inleiding
De verschillende stralingssoorten hebben elk op hun eigen wijze interactie met materie. De mate
waarin de stralingssoort in staat is door bepaalde materialen te dringen, wordt het doordringend
vermogen van de stralingssoort genoemd. De in hoofdstuk 1 genoemde stralingssoorten kunnen
globaal in twee groepen worden verdeeld: deeltjesstraling en elektromagnetische straling. - en straling horen tot de groep deeltjesstraling. - en röntgenstraling behoren tot de groep
elektromagnetische straling. Het doordringend vermogen van elektromagnetische straling is groter
dan van deeltjesstraling. Neutronenstraling neemt een eigen positie in bij de interactie met materie.
8.2
Alfa-straling
Doordat -deeltjes over het algemeen met een hoge snelheid uit de kern komen, maar ook doordat
ze een relatief grote lading en massa hebben, zullen zij op hun weg door de materie zeer veel
botsingen veroorzaken 9 . Hierdoor raakt het -deeltje vrij snel al zijn energie kwijt. Nadat het -deeltje
tot stilstand is gekomen neemt het 2 elektronen uit de omgeving op en gaat over in een heliumatoom. Aangezien -deeltjes mono-energetisch zijn, zullen alle -deeltjes van een en dezelfde
nuclide in een bepaald materiaal een even lange weg afleggen. De maximale afstand die door het
deeltje kan worden afgelegd heet de dracht van het deeltje (R 10 ). De dracht van een deeltje in een
materiaal is die dikte van het materiaal waarna geen enkel deeltje meer wordt aangetroffen. De dracht
van -deeltjes (ook van de meest energetische) bedraagt in lucht hooguit enkele centimeters. In
materialen met een hogere dichtheid is deze dracht nog veel korter. Ter illustratie: -deeltjes dringen
nauwelijks door de opperhuid heen en ze kunnen dan ook gemakkelijk worden tegengehouden met
een velletje papier.
8.3
Bètastraling
-Deeltjes zullen, net als -deeltjes, voornamelijk hun energie afstaan door botsingen. Doordat de
lading en de massa van een -deeltje veel geringer is dan die van een -deeltje zullen de ionisaties
over een langere weg plaatsvinden. De dracht van -deeltjes is daardoor groter dan bij -deeltjes. Bij
-straling is de dracht sterk afhankelijk van de energie van het -deeltje. Door de grote energieafhankelijkheid is de dracht van -straling sterk afhankelijk van de radionuclide.
Voorbeeld
3
H (Emax= 18,6 keV):
P (Emax =1700 keV):
Dit resulteert in een dracht in lucht van slechts 0,7 cm.
Dit resulteert in een dracht in lucht van ruim 6 meter.
32
De dracht van -deeltjes kan in een bepaald materiaal worden geschat met behulp van de volgende
vuistregel:
R
0,5 E max
(geldig mits Emax > 0,6 MeV)
R
E max
= dracht in een bepaald materiaal in cm
= dichtheid van het materiaal in g/cm3
= maximale -energie in MeV
115
9
Deze botsingen gaan gepaard met ionisaties.
De letter R komt van het Engelse Range.
10
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 76
8 Interactie van straling met materie
Voor lagere energieën geeft deze vuistregel een overschatting. Als deze formule toch wordt
toegepast voor lagere energieën betekent dit dat men aan de veilige kant zit met de schatting. Voor
3
H (18,6 keV) is deze overschatting een factor 10. Voor 14C (156 keV) een factor 2.
Rekenvoorbeeld:
90
Voor Y (Emax = 2,3 MeV) geldt:
0,5 2,3
Dracht in lucht:
= 1,3·10-3 g/cm3
R
Dracht in perspex:
= 1,2 g/cm3
R
0,5 2,3
0,96 cm
1,2
Dracht in lood:
= 11,34 g/cm3
R
0,5 2,3
0,1 cm
11,34
1,3 10 3
885 cm
Het rekenvoorbeeld laat zien dat in geval van perspex reeds een centimeter voldoende is om deeltjes met een Emax van 2,3 MeV tegen te houden. Dit is nagenoeg de hoogst voorkomende energie. Hoewel van lood minder nodig is voor volledige afscherming van de ’s wordt toch afgeraden
bij -emitters lood als afschermingsmateriaal te kiezen omdat een deel van de -energie wordt
omgezet in elektromagnetische straling. Naast energieafgifte door botsingen zullen -deeltjes
namelijk ook energie verliezen doordat zij worden afgebogen zodra zij in de buurt van een sterk
kernveld komen. Door deze afbuiging wordt bewegingsenergie omgezet in elektromagnetische
energie, remstraling 11 genoemd . Dit proces zal sterker zijn naarmate het kernveld sterker is. Het
kernveld neemt toe als er meer protonen in de kern zitten, dus als het Z-getal hoger is. Lood heeft
een hoog Z-getal (82) waardoor het kernveld sterk is en er relatief veel remstraling ontstaat.
Omdat remstraling tot de groep van elektromagnetische straling behoort moet deze op een andere
wijze worden afgeschermd dan -straling (zie paragraaf 2.4).
Het is verstandiger om het ontstaan van remstraling zo veel als mogelijk te vermijden. -Straling kan
daarom beter worden afgeschermd met 1 cm perspex omdat de remstralingsproductie bij dit materiaal
het geringst is.
Voorbeeld
Het percentage dat in remstraling wordt omgezet bedraagt voor 90Y (2,3 MeV):
in perspex ( Zeff=6,6) 0,3 % en in lood (Z=82) 3,7 %.
Voor -emitters met een lagere energie is de remstralingsproductie beduidend minder. Voor
(147 keV) is het percentage dat in remstraling wordt omgezet:
in perspex ( Zeff=6,6) 0,02 % en in lood (Z=82) 0,24 %.
35
S
+
Bij de afscherming van -straling moet naast eventuele remstraling ook nog rekening worden
gehouden met annihilatiestraling (511 keV) . Deze heeft een sterk doordringend vermogen en moet
op dezelfde wijze als - en röntgenstraling worden afgeschermd (zie paragraaf 8.4).
115
11
Dit is hetzelfde proces als bij het opwekken van röntgenstraling.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 77
8 Interactie van straling met materie
8.4
Elektromagnetische straling
De interactie van elektromagnetische straling (- en röntgenstraling) met materie verloopt op een
geheel andere wijze dan die van - en -straling. Als gevolg van deze verschillen hebben - en
röntgenstraling geen dracht zoals - en -straling. Wel wordt de hoeveelheid straling met de toename
van het afschermend materiaal steeds minder. Dit wordt de verzwakking van de straling genoemd.
De energieoverdracht van - en röntgenstraling kan op de volgende drie manieren plaatsvinden, fotoeffect, compton-effect en paarvorming. Deze worden in de volgende paragrafen besproken.
8.4.1
Foto-effect
Bij het foto-effect wordt de totale energie van een foton overgedragen aan een elektron in een van de
uitgestoten
elektron
binnenschillen (vaak de K-schil). Het -foton verdwijnt
daardoor geheel en het elektron vliegt uit zijn baan. Er
ontstaat een binnenschil ionisatie. Het gat dat hierdoor
ontstaat wordt opgevuld door een elektron uit een meer
naar buiten gelegen schil. Hierdoor verandert het
getroffen atoom in een ion.
foton
Figuur 8.1
Foto-effect
Het foto-effect is het sterkst bij lage -energieën en bij een hoog Z-getal van het afschermend
materiaal.
8.4.2 Compton-effect
Bij het compton-effect wordt slechts een
uitgestoten
elektron
gedeelte van de -energie aan een
zwakgebonden
elektron
(buitenschil)
overgedragen.
Afhankelijk
van
de
botsingshoeken wordt er meer of minder
energie aan het elektron overgedragen. Als
gevolg van het compton-effect ontstaan er
secundaire -fotonen die onder verschillende
hoeken en met verschillende energieën worden
verstrooid. Het elektron wordt wel altijd uit de
schil verwijderd, er blijft dus een ion over.
foton
secundair
foton
Figuur 8.2
Compton-effect
Het compton-effect is dominant bij energieën rond de 1 MeV en bij een laag
Z-getal van het afschermend materiaal.
8.4.3 Paarvorming
Bij fotonen met hoge energieën (groter dan 1022 keV) treedt onder invloed van een sterk kernveld
spontane omzetting van energie naar massa op. Het -foton gaat over in een -- en een +-deeltje. dit
noemt men paarvorming. De gevormde -deeltjes verlaten het atoom.
Paarvorming treedt op bij hoge energieën en een hoog Z-getal van het afschermend materiaal
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 78
8 Interactie van straling met materie
Zoals aangegeven is het afhankelijk van de energie van het invallend foton en het Z-getal van het
“getroffen” materiaal welk effect er optreedt. Een en ander kan ook in een grafiek worden
weergegeven.
Figuur 8.3 Optredend effect bij een bepaalde foto-energie en een betaald Z-getal
8.4.4
Verzwakking van mono-energetische elektromagnetische straling
De verzwakking van een smalle bundel - en röntgenstraling kan met de volgende vergelijking worden
beschreven:
d
1d
I d I0 12 dit wordt de verzwakkingswet genoemd.
2
Id
= intensiteit van de straling na afschermingsdikte d
I0
= intensiteit van de onafgeschermde bron
d 12
= halveringsdikte
d
= dikte van het afschermingsmateriaal
De halveringsdikte is de dikte van het materiaal dat nodig is om de intensiteit van de straling te
halveren. Dit is vergelijkbaar met de halveringstijd bij radioactief verval. In literatuur staat vaak in
plaats van de halveringsdikte een verzwakkingscoëfficiënt [ cm-1 ] gegeven. Deze kan worden
omgerekend in de halveringsdikte volgens:
d 12
0,693
;
met d½ in cm en in cm-1.
In de literatuur wordt vaak
[cm2/g] gegeven, door vermenigvuldiging met de dichtheid () van het
materiaal kan worden berekend.
Bij een brede bundel -straling blijkt het stralingsniveau achter de afscherming, als gevolg van
verstrooide comptonstraling hoger te zijn dan op grond van eerder genoemde vergelijking wordt
berekend. Heeft men te maken met een brede bundel dan kan voor deze extra bijdrage, met behulp
van de build-up-factor (B) worden gecorrigeerd.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 79
8 Interactie van straling met materie
d
1d
I d B I0 12
2
De build-up-factor is door experimenten vastgesteld en is het hoogst bij energieën rond de 1 MeV en
bij afschermingsmateriaal met een laag Z-getal. Dit komt omdat de kans op het compton-effect het
grootst is in deze situatie. Bij afscherming van -straling met lood kan de build-up-factor in het
algemeen worden verwaarloosd. Wanneer -straling daarentegen wordt afgeschermd met beton,
moet er in de regel wel rekening worden gehouden met build up-factoren.
Bijvoorbeeld
Materiaal
Foton-energie (MeV)
beton
0,5
1
0,5
1
lood
Dikte
1d½
2d½
4d½
8d½
2,2
1,8
1,24
1,37
3,5
2,7
1,42
1,69
8
5
1.69
2,26
21
12
1,7
3
Tabel 8.1 Build-up factoren [St97]
8.5
Neutronenstraling
De verzwakking van een neutronenbundel is net als bij - en röntgenstraling een gevolg van absorptie
en verstrooiingsprocessen. Bij afscherming van neutronen wordt onderscheid gemaakt tussen:
thermische neutronen
eV
< E < 0,3 eV)
middelsnelle neutronen (0,3
(0,01
eV
E < 0,2 MeV)
snelle neutronen
MeV
E < 20 MeV)
(0,2
Het principe van interactie van neutronen met materie is het afremmen van de neutronen, waarna ze
door een atoomkern worden opgenomen, vangstreactie. De afremming vindt plaats door elastische
en in-elastische botsingen.
Na enkele botsingen tegen atoomkernen van het afschermingsmateriaal zal het neutron in een kern
worden ingevangen. De kern neemt dit neutron op waardoor vaak een instabiele kern ontstaat
(activering). Deze instabiele atoomkern zendt vervolgens bij verval ook weer straling uit. Het meest
efficiënte afschermingsmateriaal voor thermische neutronen is borium en/of lithium. Het
vangstrendement voor deze materialen is hoog en de kans op de activering is gering. Het afremmen
van de neutronen gebeurt het meest efficiënt door botsing met materiaal met veel lichte atomen zoals
water, paraffine of beton. Deze materialen worden voornamelijk aangetroffen bij afscherming van
neutronen.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 80
8 Interactie van straling met materie
8.6
Samenvatting
Straling
wisselwerking
Verzwakking
afscherming
botsing met atomen
dracht in lucht enkele cm’s
niet nodig
botsing met atomen
R
/röntgen
foto-effect
compton-effect
paarvorming
1d
I d B I0 12
2
Neutronen
botsingen
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
0,5 E max
( Emax > 0,6 MeV)
1 cm perspex
d
lood/beton
beton/paraffine,
borium
Blz. 81
8 Interactie van straling met materie
8.7
Oefenvragen
1 -straling
a) heeft een oneindige dracht
b) heeft een dracht in lucht van enkele decimeters
c) heeft een dracht in lucht van enkele centimeters
d) heeft geen dracht
2 Het foto-effect treedt voornamelijk op bij:
a) een hoog Z-getal en een hoge energie
b) een hoog Z-getal en een lage energie
c) een laag Z-getal en een hoge energie
d) een laag Z-getal en een lage energie
3 Bereken de dracht in water ( = 1 g/cm3) van 32P (Emax=1,7 MeV)
a) 0,85 cm
b) 8,5 cm
c) 1,7 m
d) 8,5 m
4 Remstraling
a)
b)
ontstaat door afscherming van -straling met lood
ontstaat bij afscherming van neutronenstraling
c)
d)
ontstaat door afremming van -straling
is geen elektromagnetische straling
5 Neutronenstraling kan het beste worden afgeschermd met
a) perspex
b) beton
c) lood
d) aluminium
6) De halveringsdikte van lood voor gammastraling van 1 MeV bedraagt 1 cm. Hoeveel van de
oorspronkelijke straling is nog over indien deze straling met 5 cm lood wordt afgeschermd?
a) 0,03 %
b) 3,1 %
c) 25 %
d) 32 %
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 82
9 Detectie van ioniserende straling
9
Detectie van ioniserende straling
In dit hoofdstuk worden verschillende detectieapparaten besproken.
Verder vindt u in dit hoofdstuk een paragraaf over activiteitsmetingen, het telrendement en het
teltempo. Paragraaf 9.5.2 behandelt in het kort de telnauwkeurigheid bij activiteitsbepalingen. Deze
paragraaf, behoort niet tot de leerstof.
Leerdoelen
U kent de volgende stralingsmeetapparatuur:
ionisatiekamer,
proportionele telbuis,
Geiger-Müller-telbuis,
vloeistofscintillatieteller,
vaste stof scintillatiedetector,
halfgeleiderdetector,
thermoluminescentiedetector,
dosistempomonitor en persoonsdosimeter;
U weet welke detector waarvoor geschikt is;
U kunt werken met de formule voor het telrendement.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 83
9 Detectie van ioniserende straling
9.1
Inleiding
Voor het meten van ioniserende straling bestaan zeer veel verschillende soorten detectoren, elk met
hun eigen specifieke eigenschappen. In figuur 3.1 zijn een aantal voorbeelden te zien. .
Figuur 3.1 Enkele voorbeelden van stralingsmeetapparatuur.
9.2
Gasgevulde detectoren
De gasgevulde detectoren bestaan uit een met gas gevulde telbuis met in het midden een positieve
elektrode (anode). De detectorwand doet dienst als negatieve elektrode (kathode). Bij de meeste
gasgevulde telbuizen wordt het gas door een dun venster in de telbuis gehouden. Er bestaan echter
ook gasdoorstroomtellers, deze worden in dit dictaat niet behandeld.
kathode
+
-
anode
e-
+
Figuur 9.2: Gasgevulde detector
De verschillende gasgevulde detectoren (ionisatiekamer; proportionele telbuis en GM-telbuis)
onderscheiden zich voornamelijk door het aangelegde spanningsverschil over kathode en anode. Het
benodigde spanningsverschil is o.a. afhankelijk van het gebruikte telgas.
9.2.1 Ionisatiekamer
Door invallende straling worden in het “gas” (veelal lucht) positieve en negatieve ionen gevormd. Als
het spanningsverschil groot genoeg is, bewegen de ionen zich naar de elektroden waardoor er een
klein stroompulsje ontstaat. De grootte van één enkel stroompulsje is afhankelijk van het aantal
gevormde ionen. Dit aantal is afhankelijk van de energie van het binnengekomen deeltje/foton. Als de
intensiteit van de stralingsbron hoog is, zullen er veel deeltjes/fotonen de detector binnenkomen.
Hierdoor ontstaan er veel stroompulsjes. Het spanningsverschil tussen anode en kathode bedraagt bij
een ionisatiekamer ongeveer 200 volt.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 84
9 Detectie van ioniserende straling
Ionisatiekamers worden voornamelijk gebruikt voor het zeer nauwkeurig meten van het exposie-,
dosis- en equivalente dosistempo 12 van -, - en röntgenstraling. Een nadeel van deze
detectieapparatuur is dat het relatief dure meetapparatuur is vanwege de hoge eisen aan de
elektronica. Tevens zijn ze lastig in het gebruik, zo moet bijvoorbeeld bij metingen worden
gecorrigeerd voor temperatuur en druk.
9.2.2 Proportionele telbuis
Bij een groter spanningsverschil (250–500 volt) tussen anode en kathode ontstaan door interacties
van de ionen, die gevormd zijn door de invallende straling, met de gasmoleculen in de detector
nieuwe ionisaties. Hierdoor ontstaat er een versterkend effect. Het uiteindelijke stroompje is groter
dan bij een ionisatiekamer. Het verband tussen stralingsenergie en stroompulsje is nog steeds
gehandhaafd. Ook hier geldt weer dat wanneer de stralingsintensiteit hoog is, het aantal stroompulsje
toeneemt. Proportionele telbuizen worden vaak gebruikt als grootoppervlak besmettingsmonitor. Door
de besmettingsmonitor te kalibreren voor de gebruikte radionuclide kan de activiteit van dat nuclide
worden gemeten. Door gebruik te maken van een zwaar telgas, zoals xenon, is het mogelijk om ook
- en röntgenstraling redelijk efficiënt te meten.
9.2.3 Geiger-Müller telbuis
Bij een nog groter spanningsverschil tussen anode en kathode (750-1000 volt) zullen als gevolg van
één interactie in het hele telgasvolume ionisaties ontstaan. Het verband tussen afgedragen energie
en het stroompulsje is hierdoor geheel verdwenen. Het is niet meer mogelijk onderscheid te maken
naar de energie van het deeltje, dus ook niet naar nucliden. Met een Geiger-Müller telbuis kan
daarom alleen de stralingsintensiteit worden vastgesteld. Een voordeel van GM-buizen is dat door
hun energie-onafhankelijkheid en door afwezigheid van verdere elektronische versterking de
elektronica van dergelijke meetsystemen zeer eenvoudig en dus relatief goedkoop is. GM-buizen
worden toegepast
als
besmettingsmonitoren voor -emitters
en als
robuust
uitgevoerde
dosistempomonitoren voor - en röntgenstraling.
9.3
Vloeistof detectoren
9.3.1 Vloeistofscintillatieteller (Liquid scintillation counter)
Een nadeel van gasgevulde telbuizen is dat deze meestal een venster hebben om het telgas in de
buis te houden. In dit venster worden -deeltjes en -deeltjes met een lage energie volledig
geabsorbeerd. Bij vloeistofscintillatietellers wordt de radionuclide opgelost in het detectormateriaal, de
telvloeistof. De radioactieve stof is dus omringd door detectormateriaal. Het deeltje draagt de energie
over op zogenaamde scintillatormoleculen. Hierdoor raken deze moleculen geëxciteerd 13 . Bij terugval
naar de grondtoestand zendt het molecuul licht uit met een golflengte in de nabijheid van het UVgebied. Het uitgezonden licht wordt met behulp van zogenaamde “fotoversterkerbuizen” omgezet in
een stroompulsje dat vervolgens wordt versterkt. Omdat de radioactieve stof en dus ook de
geëmitteerde straling in direct contact is met het detectormateriaal kan theoretisch alle - of -energie
in licht worden omgezet en geregistreerd. In de praktijk zullen in de vloeistof echter altijd storende
stoffen aanwezig zijn die de energie van de stralingsdeeltjes opnemen en niet omzetten in licht. Er
wordt dan gesproken van doving (quenching). Voor deze doving kan worden gecorrigeerd door een
dovingscorrectiecurve voor een bepaald nuclide te maken. Een dovingscorrectiecurve maakt men met
behulp van een dovingsreeks. Deze reeks bestaat uit een aantal flesjes, waarbij in elk flesje, behalve
de telvloeistof, dezelfde activiteit zit, maar een steeds grotere hoeveelheid aan storende stoffen. Door
115
12
13
Zie hoofdstuk 5 voor definitie van deze begrippen
Door opname van energie kan een elektron in een hogere baan terecht komen. Het atoom bevindt
zich dan in een aangeslagen toestand.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 85
9 Detectie van ioniserende straling
een dergelijke reeks te meten kan een verband worden vastgelegd tussen telrendement (zie § 9.5) en
de mate van verontreiniging. Dit verband kan in het apparaat worden vastgelegd, waardoor de
resultaten van volgende monsters van eenzelfde nuclide automatisch voor doving kunnen worden
gecorrigeerd 14 .
9.4
Vaste-stofdetectoren
9.4.1
Vaste-stofscintillatiedetectoren
Een van de bekendste vaste-stofscintillatoren is het NaI-kristal. Als gevolg van interactie van - en/of
röntgenstraling met het kristal worden atomen in het kristal geëxciteerd. Door terugval naar de
grondtoestand ontstaan lichtflitsjes (scintillaties). Deze worden met behulp van een fotoversterkerbuis
omgezet in een meetbaar stroompulsje. De hoeveelheid licht en dus ook de stroompuls is
rechtevenredig met de afgedragen energie. Vaak wordt het NaI-kristal gebruikt in combinatie met een
Multi Channel Analyzer (MCA). De MCA zet het stroompulsje om in een getal, het zogenaamde
kanaalnummer. Hierdoor ontstaat er een verband tussen de afgedragen energie en het
kanaalnummer. Bij een meting kan vervolgens elektronisch het aantal pulsjes in de diverse
kanaalnummers worden geregistreerd. In het spectrum staat op de horizontale as het kanaalnummer
(een maat voor de energie) en op de verticale as het aantal geregistreerde pulsen (intensiteit). In
400
I-131
spectrum
intensiteit
300
200
100
0
0
200
400
600
800
1000
kanaalnummer
figuur 9.3 is een spectrum van I131 te zien dat is gemeten met een NaI-kristal.
Figuur 9.3: I-131-spectrum opgenomen met een NaI-kristal.
Door spectra te analyseren (gammaspectrometrie) wordt informatie verkregen over de samenstelling
van een stof. Door de apparatuur te kalibreren kunnen met het NaI-kristal + MCA-systeem ook
activiteitsbepalingen worden uitgevoerd. Bij activiteitsbepalingen wordt meestal alleen de
energieoverdracht als gevolg van het foto-effect meegenomen (zie § 9.5). Omdat het NaI-kristal
hygroscopisch is (trekt water aan) en omdat de fotoversterkerbuis lichtdicht moet blijven worden deze
kristallen altijd voorzien van een lucht- en lichtdichte omhulling. Hierdoor is het NaI-kristal ongeschikt
voor het meten van - en/of -straling, deze kunnen immers niet door de omhulling heen dringen.
NaI-kristallen worden ook gebruikt in gammacamera’s. Verder worden ze toegepast in
besmettingsmonitoren voor - straling.
115
14
Aangezien het gebruik van vloeistofscintillatietellers enige ervaring vergt, wordt aangeraden een
aanvullende cursus te volgen indien u deze apparatuur regelmatig gebruikt.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 86
9 Detectie van ioniserende straling
Een andere vaste stof die veel als scintillator wordt gebruikt, is zinksulfide (ZnS), vaak gecombineerd
met een plastic scintillator. Deze kunnen, omdat ze niet hygroscopisch zijn, onverpakt worden
gebruikt en zijn daardoor wel geschikt voor - en -metingen.
9.4.2 Halfgeleiderdetectoren
Door het proces van elektronenversterking bij de scintillatiedetector is het moeilijk om energieën met
een gering energieverschil van elkaar te onderscheiden. Een beter scheidend vermogen tussen de
verschillende -energieën bij gammaspectrometrie kan worden verkregen door gebruik te maken van
een halfgeleiderdetector. Dit wordt slechts dan gedaan indien dit ook daadwerkelijk noodzakelijk is.
Halfgeleiders zijn relatief dure apparaten. Verder moeten ze veelal worden gekoeld met vloeibare
stikstof, waardoor het gebruiksgemak afneemt. Een veel gebruikt halfgeleidermateriaal is germaniumlithium (Ge-Li).
9.4.3 Thermoluminescentiedetector (TLD)
Voor het meten van persoonsdosis gebruikt men in Nederland voornamelijk
TLD’s. Bij TL-materiaal wordt de informatie over de stralingsdosis in het
materiaal opgeslagen totdat dit wordt verwarmd tot circa 200°C. De
opgeslagen energie wordt bij verwarming uitgezonden als licht
(thermoluminescentie). Meet men de hoeveel licht -die dus afhangt van de
geabsorbeerde stralingsenergie- dan meet men indirect de stralingsdosis.
Na de meting wordt de TLD nog verder verwarmd (annealen) waarna zij in de
oorspronkelijke staat terugkeert. De TLD kan nu opnieuw worden gebruikt. Bij
de NRG-persoonsdosimeters wordt gebruik gemaakt van TLD’s. Een bekend TLD-materiaal is
Lithiumfluoride (Li-F).
9.5
Activiteitsmetingen
9.5.1 Telrendement
Bij activiteitsmetingen is het belangrijk het telrendement van de detector te kennen. Het telrendement
is afhankelijk van verschillende factoren. Onder andere de gevoeligheid van de detector voor de
invallende straling (detectorrendement), de plaats van de bron ten opzichte van de detector
(geometrie) en de energie van de uitgezonden straling.
In paragraaf 7.2 hebben we gezien dat de dimensie van de activiteit de becquerel is en dat hiermee
het aantal desintegraties per seconde wordt aangegeven. Met de hierboven besproken
meetapparatuur kunnen deze desintegraties worden gemeten. We hebben reeds gezien dat deze
apparatuur niet alle desintegraties zullen kunnen waarnemen. De verhouding tussen het
daadwerkelijke aantal desintegraties per seconde en het gemeten aantal desintegraties per seconde
(het teltempo) wordt het telrendement () genoemd. Een veel gebruikte term is ook efficiency. Om
onderscheid te maken tussen de activiteit en de geregistreerde interacties wordt in het laatste geval
gesproken over teltempo R 15 .
ε
R
A
R = teltempo [cps]
A = activiteit [Bq]
= telrendement of efficiency
Aangezien de metingen over een langere periode dan een seconde plaatsvinden wordt het teltempo
bepaald door het aantal desintegraties (counts) te tellen gedurende een zekere tijd.
115
15
De letter R staat voor rate. Slechts uit de context kan worden afgeleid of de dracht of het teltempo
wordt bedoeld.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 87
9 Detectie van ioniserende straling
N
R = teltempo [cps]
N = aantal counts
t
t = teltijd, vaak uitgedrukt in seconden of minuten
R
Het telrendement kan waarden hebben tussen 0 en 1. Als het telrendement nul is wordt geen enkele
desintegratie geregistreerd. Dit is bijvoorbeeld het geval als men tracht -deeltjes van bijvoorbeeld
C (Emax=156 keV) met een NaI-kristal te meten. Bij een oppervlakte-besmettingsmonitor kan, omdat
het detector materiaal zich alleen boven de radioactieve stof bevindt, het telrendement nooit hoger
zijn dan 0,5. Is het mogelijk de geometrie zodanig aan te passen dat de bron wordt omringd door
detectormateriaal dan kan het telrendement worden verhoogd tot nagenoeg 1. Het gebruik van een
vloeistofscintillatieteller is hier een voorbeeld van.
14
Voorbeeld
Een radioactieve bron met een activiteit van 4 kBq wordt geteld. Het teltempo bedraagt 1350 cpm.
Bepaal het telrendement.
A = 4·103Bq
R = 1350 cpm →22,5 cps
R
ε
ε
A
22,5
4 103
5,6 10 3
0,56 %
Voorbeeld
Een radioactieve bron wordt 5 minuten geteld. Hierdoor zijn er 12000 counts verzameld. Bepaal de
activiteit van de bron. Het telrendement bedroeg 4 %.
R
N
t
ε
R
A
R
→
12000
40
5 60
A
cps
R
40
1000 Bq
ε 0,04
= 1 kBq
Voor een juiste bepaling van de activiteit moet worden gecorrigeerd voor de achtergrondstraling
(background), deze behoort immers niet tot de te meten radioactieve stof. De achtergrondbijdrage
wordt bepaald door een meting uit te voeren zonder dat de radioactieve stof een bijdrage aan het
teltempo levert. De correctie voor de achtergrondbijdrage wordt op de volgende wijze uitgevoerd:
A
RB RBG
RB= bruto teltempo;
RBG = teltempo van de background.
9.5.2 Telnauwkeurigheid
Bij het registreren van straling moet men rekening houden met een zekere onnauwkeurigheid in het
telresultaat. Dit is het gevolg van het toevalskarakter van het radioactief vervalproces en van de
interactie van straling met materie. Wanneer metingen worden gedaan aan een nuclide zal het
telresultaat om bovenstaande reden niet elke keer hetzelfde zijn. Ook niet wanneer de halveringstijd
van de nuclide zeer lang is en de activiteit van de nuclide nagenoeg constant is. De standaarddeviatie
(spreiding in het meetresultaat) van een meting kan als volgt worden bepaald:
sN N
SN = standaarddeviatie van de meting
N
= totaal “verzamelde” pulsen
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 88
9 Detectie van ioniserende straling
Als er zolang is geteld dat er 100 pulsen zijn verzameld dan is de standaarddeviatie 10 pulsen. De
nauwkeurigheid van de meting is daarom 10 %. Een nauwkeurigheid van 1 % verkrijgt men als
10.000 pulsen zijn verzameld.
Dit betekent dat de benodigde meettijd afhangt van de activiteit van het te tellen monster, het
telrendement voor de nuclide en van de gewenste nauwkeurigheid. Bij moderne automatische
telapparatuur, zoals gammacounters en vloeistofscintillatietellers kan men voor aanvang van de
meting de gewenste teltijd en telnauwkeurigheid instellen.
Extra informatie:
(geen examenstof)
De standaarddeviatie van het teltempo kan als volgt worden bepaald:
SR
N
t
N
t
2
R
t
N
= aantal pulsen
R = teltempo
t
= meettijd
SR = Standaardeviatie van het teltempo
Omdat de telling van de achtergrond ook een eigen standaarddeviatie heeft, zal de standaarddeviatie
van het netto teltempo een combinatie zijn van die van het bruto teltempo en van de
achtergrondtelling.
s RN
RB RBG
tB
t BG
RB
tB
= bruto teltempo
= meettijd bruto meting
9.6
Samenvatting
RBG = achtergrond teltempo
tBG = meettijd achtergrondmeting
Detector
Ionisatiekamer
Proportionele telbuis
GM-telbuis
Principe
ionisaties in telgas
ionisaties in telgas
ionisaties in telgas
toepassing
nauwkeurige dosistempometingen
besmettingsmonitor (groot-oppervlak)
NaI-kristal
scintillaties (vaste stof)
besmetting-, activiteitsmetingen (’s)
ZnS
scintillaties (vaste stof)
TLD
LSC
scintillaties (vaste stof)
scintillaties (vloeistof)
GeLi
Halfgeleider
besmettingsmetingen (’s),
dosistempometingen
-spectrometrie
besmettingsmetingen (, ’s)
persoonsdosimetrie
activiteitsmetingen (α, ’s)
activiteitsmetingen (’s), -spectrometrie
R = teltempo = aantal geregistreerde interacties
A = activiteit
De verhouding tussen de geregistreerde interacties en de activiteit is het telrendement.
telrendement:
ε
R
A
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 89
9 Detectie van ioniserende straling
9.7
Oefenvragen
1 Een -besmetting met niet te lage energie kan worden opgespoord met een
a) NaI-kristal
b) thermoluminescentiedetector
c) halfgeleider
d) GM-telbuis, met een dun venster
2 Een GM-telbuis
a) kan deeltjes met verschillende energieën scheiden
b) is een gasgevulde detector
c) wordt niet gebruikt voor dosistempometingen
d) is een relatief duur detectieapparaat
3 Het meest gebruikte materiaal voor een vaste-stof-scintillatiedetector voor -straling is
a) ZnS
b) NaI
c) GeLi
d) LiF
4
3
H (Emax=18,6 keV) kan het beste worden gemeten met een:
a) GM-telbuis met dun venster
b) halfgeleider
c) thermoluminescentiedetector
d) vloeistofscintillatieteller
5 Wat is de activiteit van een radionuclide die is geteld met een telrendement van 5 %? Het teltempo
bedroeg 3600 cpm.
a) 720 Bq
b) 1200 Bq
c) 43 kBq
d) 72 kBq
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 90
Geraadpleegde literatuur
10
Praktische stralingsbescherming bij radioactieve stoffen
Dit hoofdstuk behandelt de praktische kant van de stralingsbescherming bij radioactieve stoffen. De
beschermingsmogelijkheden bij uitwendige bestraling, zoals afscherming, tijd en afstand worden
behandeld. Er worden regels gegeven om veilig met open radioactieve stoffen te werken, zodat
inwendige besmetting wordt vermeden.
Er staat o.a. beschreven welke werkkleding is voorgeschreven, hoe de voorbereiding dient plaats te
vinden en op welke wijze handschoenen en zuurkast moeten worden gebruikt bij het werken met
open radioactieve stoffen. Tevens staat in dit hoofdstuk vermeld wat de toelaatbare besmetting is in
een radionuclidenlaboratorium en hoe een eventuele besmetting moet worden opgeruimd.
Verder staan de stralingsbeschermingsmaatregelen per stralingsoort beschreven en worden enkele
voorbeelden gegeven van veel gebruikte radionucliden.
De onderdelen die zijn behandeld in voorgaande hoofdstukken worden in dit hoofdstuk gekoppeld
aan de praktijk.
Leerdoel
Na bestudering van dit hoofdstuk:
kunt u afschermingsberekeningen maken
kunt u het juiste afschermingsmateriaal kiezen
kunt u bij bekende activiteit, per stralingssoort (, en ) een schatting maken van het equivalent
dosistempo
kunt u benoemen welk type stralingsdetector het best gebruikt kan worden voor meting van
besmettingsniveaus en stralingsniveaus
alleen 5B
weet u hoe u een (inwendige) besmetting kunt voorkomen
weet u hoe u in een zuurkast dient te werken
kent u de maximaal toelaatbare afwrijfbare besmetting
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 91
Geraadpleegde literatuur
10.1
Stralingsbescherming bij uitwendige blootstelling aan deeltjesstraling
Alpha-emitters
Aangezien de dracht van -deeltjes in lucht slechts enkele centimeters bedraagt, is zowel bij
ingekapselde als bij open bronnen een normale werkafstand voldoende om geheel buiten het bereik
van deze deeltjes te blijven. De korte afstand van de handen tot de bron leidt niet tot problemen,
omdat deze stralingssoort niet in staat is door de opperhuid heen te dringen. Een huid- of dieptedosis
als gevolg van de uitwendige bestraling door zuivere -emitters is dan ook onmogelijk.
Beta-emitters
Hoewel -deeltjes net als -deeltjes een maximale reikwijdte (dracht) hebben is het niet altijd
mogelijk, door de afstand te vergroten, geheel buiten het stralingsveld van de deeltjes te blijven. Bij
sommige -bronnen is de dracht in lucht wel zo’n 10 meter.
Voor een groot aantal -emitters is het niet mogelijk bij het werk zodanig afstand te houden dat men
buiten het stralingsveld van de ’s blijft. Een schatting van het equivalente dosistempo in het stralingsveld kan worden gemaakt met de volgende vuistregel:
-straling op 30 cm:
H 100 A Sv/uur; met A is de activiteit in MBq
mits E 200 keV
Bij een energie die lager is dan 200 keV geeft deze vuistregel een overschatting van de dosis.
Het dosistempo op een andere afstand binnen de dracht van de -deeltjes, kan worden geschat door
uit te gaan van de kwadratenwet. Er moet worden opgemerkt dat bovenstaande vuistregel slechts
één ruwe schatting van het werkelijke dosistempo is omdat door absorptie van de -straling in lucht
het dosistempo lager zal zijn dan met de vuistregel wordt gevonden.
Voor een snelle inschatting van het dosistempo is het maken van een overschatting van het
dosistempo in ieder geval aan de veilige kant. Bij energieën onder de 200 keV mag deze vuistregel
niet worden toegepast, omdat op 30 cm afstand de dracht van de bètadeeltjes is bereikt en derhalve
het equivalente dosistempo gelijk aan 0 is. Onafgeschermde -bronnen met een relatief hoge energie
(> 600 keV) kunnen op werkafstand (30 cm) een forse huiddosis opleveren. Hierdoor kan er
erytheemvorming van de huid optreden. Bij de meeste -emitters is afscherming van de bron dan ook
noodzakelijk.
Bij handelingen met zuivere -bronnen is afschermen met perspex de beste methode. Perspex van
1 cm dikte stopt alle -deeltjes, ook die met de hoogste energie. De keuze voor perspex wordt
ingegeven door het feit dat perspex een laag Z-getal heeft. Hierdoor ontstaat er nauwelijks
remstraling. De hoeveelheid remstraling die ontstaat is namelijk recht evenredig met het Z-getal van
het afschermend materiaal. Door materialen met een laag Z-getal (zoals perspex) te gebruiken wordt
de productie van remstraling beperkt. Een bijkomend voordeel is het feit dat perspex doorzichtig is,
waardoor er zicht blijft op de handelingen.
-Bronnen kunnen beter niet met lood worden afgeschermd omdat hierdoor onnodig remstraling
ontstaat. Remstraling hoort tot de groep van elektromagnetische straling en is dus van een heel
andere soort dan de oorspronkelijke -straling. Het doordringend vermogen van remstraling is dan
ook veel groter dan van de oorspronkelijke -straling. Moet een -bron in een loodpot worden
geplaatst, bijvoorbeeld vanwege eveneens aanwezige -straling, dan kan het beste gebruik worden
gemaakt van een loodpot die aan de binnenzijde is bekleed met een materiaal met een laag Z-getal
zodat er geen onnodige remstralingsproductie optreedt.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 92
Geraadpleegde literatuur
10.2
Stralingsbescherming bij uitwendige blootstelling aan gammastraling
Bij de meeste -straling uitzendende bronnen kan de absorptie in lucht worden verwaarloosd.
Wanneer de bron klein is in vergelijking met de afstand tot de bron kan de bron worden beschouwd
als een “puntbron” en mag de kwadratenwet worden toegepast. Voor -straling kan deze wet als volgt
worden beschreven:
Hr
A
r2
Hr = equivalent dosistempo op afstand r tot de bron
A
r
= activiteit van de bron
= afstand tot de bron
= bronconstante, meestal uitgedrukt in (Sv·m2)/(MBq·uur)
In tabel 10.1 is de bronconstante gegeven voor een aantal veel gebruikte radionucliden.
Tabel 10.1 Bronconstante voor een aantal veel gebruikte radionucliden [KE96].
bronconstante
Nuclide
Nuclide
2
[Sv·m /MBq·uur]
51
Cr
Co
60
Co
67
Ga
81
Rb
99m
Tc
111
0,0054
0,023
0,36
0,025
0,11
0,023
57
In
I
131
I
137
Cs
192
Ir
123
bronconstante
[Sv·m2/MBq·uur]
0,088
0,046
0,066
0,093
0,14
Is de bronconstante niet direct bij de hand en moet er toch een schatting van het equivalent
dosistempo worden gemaakt, dan kan de volgende vuistregel worden gebruikt:
-straling op 30 cm:
Hγ 3 A
Sv/h; met A is de activiteit in MBq
Meestal is behalve afstand houden ook afschermen van de bron noodzakelijk. De afscherming van
mono-energetische elektromagnetische straling (-straling) kan met de volgende vergelijking worden
beschreven:
H d B H0 21 d 12
d
of
D d B D 0 21 d 12
d
H d = equivalent dosistempo na afscherming met dikte d
H0 = equivalent dosistempo van de onafgeschermde bron
D d = dosistempo na afscherming met dikte d
D 0 = dosistempo van de onafgeschermde bron
B = Build-up factor
d
= dikte van het afschermingsmateriaal
D½ = halveringsdikte
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 93
Geraadpleegde literatuur
Rekenvoorbeeld
Het equivalent dosistempo van een onafgeschermde 137Cs-bron bedraagt: 5 Sv/h. De bron wordt
afgeschermd met 1,2 cm lood. De halveringsdikte voor 137Cs = 0,6 cm lood. De build up-factor kan
worden verwaarloosd. Bereken het equivalente dosistempo van de afgeschermde bron op dezelfde
afstand.
Antwoord
De dikte waarmee de bron wordt afgeschermd, 1,2 cm, is precies twee halveringsdikten. Het
equivalente dosistempo is daardoor de helft van de helft, dus een kwart van het onafgeschermde
equivalente dosistempo.
¼ 5 Sv/h = 1,25 Sv/h.
of ook:
H d B H0 21 d 12
d
H d 5 21 0,6 1,25 Sv/h
1,2
Het wordt lastiger als de gebruikte afscherming geen veelvoud van de halveringsdikte is, dan is het
gebruik van een formule en een rekenmachine noodzakelijk.
Afscherming van - straling kan het beste geschieden met materialen met een hoog Z-getal 16 . Bij dit
soort materialen is weinig compton-effect en zal de build-up factor zo veel mogelijk beperkt blijven.
Een afschermingsmateriaal met een hoog Z-getal is lood. Hoewel lood zeer efficiënt is, kan het niet
altijd worden toegepast. Als alternatief wordt vaak voor beton gekozen. Hoewel de benodigde dikte bij
beton veel groter is, is dit economisch en bouwtechnisch gezien vaak de beste oplossing.
De extra dikke betonnen muur die nodig is om eenzelfde afschermende werking als met lood te
verkrijgen is enerzijds het gevolg van de grotere halveringsdikte en anderzijds van de grotere build-up
factor voor beton.
Wanneer bij de afscherming van -straling van 1 MeV met lood wordt afgeschermd kan met een dikte
van 3,5 cm lood een dosisreductie met een factor tien worden verkregen. Om eenzelfde dosisreductie
te krijgen als de afscherming uit beton bestaat moet het beton minimaal een dikte van 35 cm hebben.
De halveringsdikte bedraagt in lood 0,88 cm en de build-up is 1,5. Bij beton is de halveringsdikte
4,7 cm en de build-up is opgelopen tot 25.
Om de dikte van de muren nog enigszins te beperken wordt ook wel gebruik gemaakt van zware
betonsamenstellingen dat door een grotere dichtheid (>3 g/cm3) een grotere afschermende werking
heeft dan normaal beton [DA94].
10.3
Inwendige besmetting (5B)
Als radioactieve stoffen zich in het lichaam bevinden, is er sprake van inwendige bestraling. Hierdoor
is afscherming niet meer mogelijk en kan de bestralingsduur niet worden verkort door van de
stralingsbron weg te lopen.
Bij behandeling van patiënten met radioactieve stoffen wordt er onderscheid gemaakt in ingekapselde
bronnen, die na de bestraling weer uit het lichaam worden gehaald en open radioactieve stoffen, die
het lichaam alleen op natuurlijke wijze kunnen verlaten. Open radioactieve stoffen komen voor als
poeders, vloeistoffen of gassen. Voorbeelden hiervan zijn de diverse radiofarmaca met als meest
gebruikte nucliden 131I en 99mTc. Ook in laboratoria worden allerlei chemicaliën gebruikt met
radionucliden zoals 3H, 14C, 35S en 32P.
115
16
Bij -bronnen wordt bij voorkeur materiaal met een lage Z-waarde gebruikt.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 94
Geraadpleegde literatuur
Bij het werken met open radioactieve stoffen kan onbedoeld radioactief materiaal in het lichaam
terecht komen (inwendige besmetting). De inwendige besmetting kan een gevolg zijn van opname via
de mond (inslikken), de huid (bijvoorbeeld door wondjes) of via de longen (inademen). Opname via de
mond vindt plaats doordat bij onzorgvuldig werken de radioactieve stof op de handen terechtkomt. Bij
eten of drinken kan daardoor de radioactieve stof via de mond in het lichaam komen. Door tijdens de
handelingen op juiste wijze wegwerphandschoenen te gebruiken beperkt men de kans op deze
besmettingsroute. Door na de handelingen de handen te wassen wordt de kans op het verspreiden
van een besmetting en daardoor de kans op een inwendige besmetting beperkt.
Een andere besmettingroute is door inademing van de radioactieve stof. Wanneer tijdens de
handelingen radioactiviteit in de lucht terecht komt, kunnen medewerkers een fractie van deze
activiteit inademen. Handelingen worden daarom zoveel mogelijk in een zuurkast uitgevoerd,
waardoor nagenoeg alle vrijgekomen radioactiviteit wordt afgezogen.
Tijdens het werken met open radioactieve stoffen moet men steeds alert en zich bewust zijn van de
(vaak eenvoudige) maatregelen, die genomen kunnen worden om de kans op inwendige besmetting
zo laag mogelijk te houden. Om de kans op inwendige besmetting zo laag mogelijk te houden is eten,
drinken, roken en het aanbrengen van cosmetica in een radionuclidenlaboratorium verboden. Ook
met de mond pipetteren is nadrukkelijk verboden. Stel u op de hoogte van de geldende regels in de
ruimte waar u werkt. De lokaal stralingsdeskundige is hiervoor de aangewezen persoon. De volgende
paragrafen beschrijven een aantal algemeen geldende regels voor het werken op
radionuclidenlaboratoria.
Alpha-emitters
Dit komt doordat zij vaak plaatselijk een zeer hoge stralingsdosis veroorzaken. In het lichaam zal een
-deeltje op een korte afstand zeer veel schade veroorzaken. Daar komt bij dat veel -emitters
botzoekers zijn. Dit betekent dat deze stoffen zich ophopen in de botten -waar ook de bloedvormende
organen liggen- en daar ook niet meer uit worden verwijderd. Aangezien ook de fysische
halveringstijd vaak lang is, blijft de bestraling dus gedurende vele jaren voortduren.
Om de kans op een inwendige besmetting zo klein mogelijk te houden mogen open radioactieve
stoffen met -emitters alleen in B-laboratoria in een handschoenenkast of in een zuurkast worden
toegepast. Ingekapselde bronnen die -straling uitzenden worden gebruikt in bijvoorbeeld
rookmelders en bij vochtigheidsmetingen in de wegenbouw. -Straling kan worden gemeten met een
ZnS-detector en een vloeistofscintillatieteller. Aangezien de dracht van ’s zeer beperkt is, is het
meten van het equivalente dosistempo niet aan de orde.
10.3.1 Voorgeschreven werkkleding
Laboratoriumjas
In alle ruimten waar wordt gewerkt met open radioactieve stoffen (verder genoemd open stoffen) dient
een hoog gesloten laboratoriumjas te worden gedragen. De werkkleding mag alleen in de
radiologische ruimte worden gedragen en moet duidelijk zijn te onderscheiden van andere kleding (in
het Erasmus MC gebeurt dit door een gekleurde bies). Gewone kleding en werkkleding dient
gescheiden te worden opgehangen aan een kapstok in de nabijheid van de ingang van de
radiologische ruimte. Na afloop van de handelingen wordt onbesmette werkkleding hier
neergehangen. Het is niet toegestaan werkkleding elders in de radiologische ruimte achter te laten.
Sloffen
In sommige ruimten moeten (wegwerp)sloffen worden gedragen. De plaats waar de sloffen dienen te
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 95
Geraadpleegde literatuur
worden aangetrokken is aangegeven middels een overstapbank of een markering op de vloer. Bij het
betreden van de ruimte trekt u de sloffen aan en wanneer u de ruimte verlaat, trekt u de sloffen bij de
markering weer uit. Gedragen wegwerpsloffen worden in een speciaal daarvoor aanwezig afvalvat
gedeponeerd. Sloffen die bestemd zijn voor hergebruik dienen na het uittrekken te worden
gecontroleerd op radioactieve besmetting.
Veiligheidsbril
Om besmetting van de ogen te vermijden wordt geadviseerd tijdens de handelingen een
veiligheidsbril te dragen. Bij het werken met sommige -bronnen is het dragen van een veiligheidsbril
verplicht.
10.3.2 Voorbereiding van de handelingen
Voor aanvang van handelingen met radioactieve stoffen dient u zich op de hoogte te stellen van de
eigenschappen van de radioactieve stoffen waarmee u gaat werken. Denk hierbij aan stralingssoort,
stralingsenergie, halveringstijd, dosiscoëfficiënt en bronconstante. Maak met behulp van deze
gegevens en de beschrijving van de handelingen een risicoanalyse. Leg alle benodigdheden van te
voren klaar, zodat u zich tijdens de handelingen zo min mogelijk hoeft te verplaatsen. Maak zo
mogelijk gebruik van wegwerpmaterialen. Plaats in de nabijheid van uw werkplek een afvalvat voor
het radioactief afval dat tijdens uw werk ontstaat. Nieuwe handelingen moeten altijd eerst zonder
activiteit worden geoefend (koud/droog oefenen). Hiervoor kan gebruik worden gemaakt van dummybronnen.
10.3.3 Handschoenen
Handschoenen worden gedragen om te voorkomen dat u uzelf en uw collega’s besmet. Tevens zorgt
correct gebruik van handschoenen ervoor dat er geen kruisbesmettingen ontstaan.
Kruisbesmettingen kunnen uw onderzoeksresultaten aanzienlijk verstoren. Gebruik uitsluitend
wegwerphandschoenen. Draag bij niet al te moeilijke handelingen slechts één handschoen. Hierdoor
heeft u altijd één hand vrij om niet besmette goederen mee vast te pakken. Is het bij moeilijke
handelingen noodzakelijk om twee handschoenen te dragen, markeer dan voor aanvang de
voorwerpen die gebruikt worden bij deze handelingen. U dient deze voorwerpen na afloop van de
handelingen te controleren op radioactieve besmetting. Trek de handschoen(en) pas aan wanneer u
begint met de radiologische handelingen en doe ze na afloop onmiddellijk weer uit. Draag deze
handsschoenen niet buiten het laboratorium. Pipetten dienen bij voorkeur te worden gebruikt zonder
handschoenen. Is het dragen van handschoenen bij bepaalde handelingen wel noodzakelijk, dan
dient de desbetreffende pipet te worden gemarkeerd en na afloop schoongemaakt. Raak
gebruiksvoorwerpen als telefoons, deurknoppen en lichtschakelaars niet met handschoenen aan. Ook
niet als u deze handschoenen net heeft aangetrokken. Let bij het gebruik van handschoenen op, of
een handschoen besmet raakt en mocht dit het geval zijn, trek hem dan uit zonder de besmetting te
verspreiden, deponeer de handschoen in de juiste afvalbak en trek zonodig een nieuwe aan. Men
dient zich er continu van bewust te zijn, dat juist het dragen van handschoenen tot onzorgvuldigheid
kan leiden (“mij kan toch niets gebeuren, want ik heb handschoenen aan”). Een besmette
handschoen leidt onherroepelijk tot verdere besmettingen: de telefoon, de deurknop, de
lichtschakelaar; uw meetapparatuur; misschien zelfs kleding. Het besmetten van in-vitro flessen (bv.
bloedmonsters of urinemonsters van Schillingtesten) kan tot onjuiste uitslagen leiden. Het dragen van
handschoenen is alleen dan zinvol als het op de juiste wijze gebeurt.
10.3.4 Stralingsniveau- en besmettingsmeetapparatuur
Stel, voor aanvang van de handelingen, vast of de aanwezige besmettingsmonitor geschikt is voor de
radionuclide waar u mee gaat werken. Als u met een verkeerde monitor meet, zult u geen besmetting
constateren terwijl deze er wel kan zijn. Indien u twijfelt over de geschiktheid van de monitor, vraag
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 96
Geraadpleegde literatuur
dan uw lokaal stralingsdeskundige om advies. Gebruik stralingsniveaumeters niet voor
besmettingcontroles, deze zijn hiervoor te ongevoelig. Gebruik ook geen besmettingsmonitor voor de
controle van het stralingsniveau. Men kan ten onrechte de indruk krijgen dat er een hoog
stralingsniveau is. Dicht bij de bron zal een besmettingsmonitor al snel het maximale niveau
aangeven, zodat u niet kunt waarnemen wanneer het stralingsniveau daadwerkelijk te hoog is.
Controleer voor aanvang van de meting, indien mogelijk, de batterijspanning van de monitor. Defecte
controleapparatuur dient zo spoedig mogelijk te worden vervangen; waarschuw bij twijfel de lokaal
stralingsdeskundige.
Beta-emitters
Besmettingen van materialen en (vloer) oppervlakken met -emitters (m.u.v H3) kunnen worden
opgespoord met een GM-telbuis en een proportionele telbuis. Tevens kunnen -emitters worden
gemeten met een vloeistofscintillatieteller. Het equivalent dosistempo van een -bron dient bij
voorkeur te worden gemeten met een dosistempo-monitor uitgerust met een ionisatiekamer met een
dun venster.
Gamma-emitters
Besmettingen van -emitters kunnen worden opgespoord met een NaI-kristal of een proportionele
telbuis met een zwaar telgas (zoals xenon). Voor nauwkeurige analyse van -emitters kan gebruik
gemaakt worden van een halfgeleider. Het equivalent dosistempo van een -bron kan worden
gemeten met een robuuste dosistempo-monitor uitgerust met een GM-buisje.
10.3.5 Zuurkast
Inwendige besmetting kan ontstaan door het
inademen van de radioactieve stof. Handelingen met
radioactieve stoffen moeten daarom in goedgekeurde
laboratoria plaatsvinden. Door zoveel mogelijk in een
zuurkast te werken wordt de kans op inademen van
radioactieve stoffen sterk gereduceerd. Controleer
voor aanvang van de handelingen of de zuurkast
goed functioneert. Een zogenaamde “Air velocity
monitor” waarschuwt u, door een geluidssignaal, voor
niet of slecht functioneren van de zuurkast. Door het raam van de zuurkast verder te sluiten kan het
disfunctioneren van de zuurkast vaak weer worden opgeheven. Beperk het aantal instrumenten en
hulpmiddelen dat u in de zuurkast plaatst. (Meet)opstellingen verstoren de luchtstroom in de zuurkast.
Voor een goede werking van de zuurkast dient de eerste 15 cm van de zuurkast vrij te worden
gehouden. Blijf met uw hoofd buiten de zuurkast. Loop niet vlak langs een zuurkast waarin
radioactieve stoffen aanwezig zijn, door luchtwervelingen kunnen stoffen buiten de zuurkast komen.
Houd bij het plaatsen van afschermingsmateriaal (lood) rekening met het draagvermogen van de
zuurkast. Controleer na afloop van de handelingen de zuurkast op besmettingen. Denk hierbij ook
aan de drempel van de zuurkast.
10.3.6 Radioactieve besmetting
De maximaal toelaatbare afwrijfbare besmetting in een radionuclidenlaboratorium is 4 Bq/cm2 voor en -straling en 0,4 Bq/cm2 voor -straling.
Een besmetting moet altijd zo snel mogelijk worden opgeruimd. Het verwijderen van een radioactieve
besmetting noemen we decontamineren. Vóór het decontamineren is het aan te raden, de plek van
de besmetting (bv. met een verwijderbare viltstift -let op dat deze niet besmet raakt-) te markeren en
daarna met tissue's en decontaminatievloeistof alleen binnen dit gemarkeerde gedeelte
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 97
Geraadpleegde literatuur
schoonmaakwerkzaamheden te verrichten. Bij het schoonmaken werkt u van buiten naar binnen. De
schoonmaakactie moet doorgaan totdat de besmetting niet verder te verwijderen is. Een kortlevend
nuclide als 99mTc (T½= 6 uur) kan men eventueel laten uitsterven; er wordt echter een dag of twee een
stuk filtreerpapier over de besmetting geplakt om verspreiding tegen te gaan. Op dit filtreerpapier
moet duidelijk worden aangegeven tot wanneer de maatregelen van kracht zijn. Waarschuw bij
besmetting van personen altijd de lokaal deskundige, zodat deze de verdere acties kan coördineren.
10.4
Extra informatie voor 5A en 5B (geen examenstof)
Enkele bekende -emitters en hun belangrijkste eigenschappen:
Tritium
3
H
Emax = 18,6 keV;
T½ = 12,3 jaar Rin lucht 0,7 cm
Door de lage energie is uitwendige bestraling niet aan de orde.
e50 ing = 1,8·10-11Sv/Bq
Het feit dat 3H slechts m.b.v. een LSC (vloeistofscintillatieteller) en zeer specifieke apparatuur
(gasdoorstroomtellers) kan worden gemeten maakt het gebruik van 3H moeilijk. Bij onvoldoende
controle kunnen ongemerkt forse 3H-besmettingen ontstaan, die kunnen leiden tot inwendige
besmetting;
Door uitwisseling van waterstofatomen van de huid kan het 3H door de huid heen dringen. Ook
zal 3H door de handschoenen diffunderen. Het dragen van handschoenen biedt dus geen
absolute garantie;
Bij een inwendige besmetting zal tritium in de vorm van water volledig en instantaan in het
lichaam worden opgenomen
De biologische halveringstijd in bot is gesteld op 1500 dagen
Koolstof-14
14
C
Emax = 156 keV;
T½ = 5700 jaar Rin lucht 30 cm e50 ing = 5,8·10-10 Sv/Bq
Op zeer korte afstand moet rekening worden gehouden met een toename van de
oppervlaktedosis (huid, ooglens) voor onbeschermde lichaamsdelen
(10 kBq op 10 cm: 10 Sv/h). [BR98];
Vanaf 30 cm is het equivalente dosistempo 0 Sv/h;
14
C is meetbaar met een GM-buis en een proportionele telbuis (mits uitgerust met een dun
venster, 0,3 mg/cm2 voor de LB 122 van Berthold);
Het meest efficiënte meetresultaat wordt verkregen door te meten met een
vloeistofscintillatieteller (telrendement > 90 %);
Koolstof in de vorm van organische verbindingen zal bij inwendige besmetting zich instantaan en
homogeen over alle organen/weefsels verdelen;
De biologische halveringstijd wordt door ICRP gesteld op 40 dagen.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 98
Geraadpleegde literatuur
Fosfor-32
32
P
Emax = 1700 keV
T½ = 14 dagen Rin lucht 620 cm e50 ing = 2,4·10-9 Sv/Bq
32
Bij het werken met P moet men bedacht zijn op uitwendige bestraling. Op korte afstanden kan het
equivalente dosistempo fors oplopen en ook op grotere afstanden kan een dosistempo als gevolg van
de bron worden verwacht. 32P kan met de meeste besmettingsmonitoren (met uitzondering van een
NaI-kristal) goed worden gemeten.
Het equivalente dosistempo op het oppervlak van een eppendorf-cupje van 1,5 ml met daarin 1
MBq in 0,1 ml bedraagt: circa 2 mSv/h aan de top en circa 75 mSv/h aan de bodem [Ba92];
1 MBq 32P in een 10 ml flesje veroorzaakt op 10 cm een equivalent dosistempo van circa
0,15 Sv/h. [DE98];
De huiddosis bij een grote uniforme besmetting van 1 kBq/cm2 is 1900 Sv per uur. [DE98];
De huiddosis bij een puntbesmetting met 1 kBq is 1300 Sv per uur [DE98];
Voor stralingshygiënishce doeleinden wordt aangenomen dat fosfor zich vanuit het bloed als volgt
verdeelt: 15 % directe excretie; 15 % naar intracellulaire vloeistof; 40 % naar zacht weefsel; en 30
% naar bot;
De belangrijkste aangenomen biologische halveringstijden zijn voor zacht weefsel 19 dagen en
voor bot oneindig.
Yttrium-90
90
Y
Emax = 0,5/2,3 MeV
T½ = 28,6 jaar Rin lucht 885 cm e50 ing = 2,7·10-9 Sv/Bq
Deze bronnen worden voornamelijk als ingekapselde bronnen gebruikt bij endovasculaire
brachytherapie. Bij gebruik als ingekapselde bron zal alleen rekening moeten worden gehouden met
uitwendige bestraling. Wel dienen de bronnen regelmatige op eventuele lekkage te worden
gecontroleerd.
Enkele bekende -emitters en hun eigenschappen
Technetium-99m
99m
Tc
E = 140 keV
T½ = 6 uur
d½ in lood = 0,03 cm
e50 ing = 2,2 10-11 Sv/Bq
99
Dit nuclide is afkomstig van Mo (T½ = 66 uur). Het molybdeen bevindt zich in een soort buisje,
de kolom. Bij radioactief verval van het molybdeen ontstaat het 99mTc. Door de kolom te spoelen
met fysiologisch zout wordt het 99mTc van de kolom gespoeld terwijl het molybdeen achterblijft (dit
wordt elueren of melken genoemd). Op deze manier is het mogelijk elke dag opnieuw een
hoeveelheid 99mTc te “maken”. In feite is hierdoor de “bewaar”-halveringstijd van het 99mTc
verlengt tot 66 uur. Zodra het 99mTc van de kolom is gehaald, hebben we bij het eluaat weer te
maken met de fysische halveringstijd van het 99mTc;
Dit nuclide wordt vanwege zijn korte halveringstijd; de eenvoudige productiemethode en de
energie van de gammastraling met name bij diagnostiek voor afbeeldingen en functiestudies
toegepast. De toegediende hoeveelheid varieert meestal tussen 10 en 740 MBq
Jodium-131
131
I
E = 365 keV
T½ = 8 dagen
d½ in lood = 0,23 cm
e50 ing = 2,2·10-8 Sv/Bq
131
Het wordt veelvuldig toegepast in de therapeutische nucleaire geneeskunde, met name bij
schildklieraandoeningen;
De gebruikte hoeveelheid varieert van 100 MBq tot 8000 MBq. [RI96];
Direct na toediening aan een patiënt van een therapeutische hoeveelheid van 3700 MBq
I is een belangrijk splijtingsproduct;
bedraagt het equivalent dosistempo ongeveer 200 Sv/h op 1 meter van de patiënt.
[experimentele gegevens afdeling NG].
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 99
Geraadpleegde literatuur
Stralingsbescherming bij deeltjesversnellers
De bescherming tegen straling afkomstig van deeltjesversnellers bestaat voornamelijk uit het maken
van een goed ontwerp van de bestralingsbunker. De stralingsremmende werking van de wanden,
vloeren en plafonds worden zodanig berekend dat het stralingsniveau in ruimten waar zich alleen
blootgestelde werknemers bevinden kleiner is dan 2 mSv/jaar en in andere ruimten kleiner is dan 1
mSv/jaar. Om de versnellerruimte nog redelijk toegankelijk te houden is vaak een labyrint gemaakt.
Hierdoor kan de afschermende massa van de toegangsdeur worden beperkt terwijl het
stralingsniveau buiten de ruimte toch laag genoeg blijft. Om te voorkomen dat iemand door het
betreden van het labyrint, terwijl het toestel straalt, een stralingdosis ontvangt, zijn aan het begin van
het labyrint fotocellen geplaatst. Bij het betreden van het labyrint wordt een lichtstraal onderbroken
waardoor het toestel uitschakelt. Het voortijdig stoppen van de bestraling is zeer lastig voor de
patiënt. De resterende bestralingsduur moet opnieuw worden berekend en de patiënt dient opnieuw
voor de bestraling te worden voorbereid. In verband met bedlegerige patiënten is bij diverse
bestralingsbunkers een lood-paraffine deur aangebracht. Lood dient voor de afscherming van de
fotonen en paraffine voor de afscherming van neutronen. Deze neutronen kunnen ontstaan bij het
gebruik van fotonen met hoge energieën (> 8 MeV). Een dergelijk foton kan in een atoomkern van
bestraald materiaal een reactie veroorzaken waarbij een neutron wordt uitgezonden. Door het
uitzenden van het neutron heeft de kern een neutron minder en is daardoor een radionuclide
geworden. Dit heet activering. Door deze activering, die voornamelijk in de kop van de versneller
optreedt wordt in het bestraalde materiaal kunstmatig radioactiviteit opgewekt. Het stralingsniveau zal
na afloop van de bestraling dan ook niet geheel nul zijn.
Veel van de activeringsproducten hebben een korte halveringstijd (enkele minuten). Er kunnen echter
ook activeringsproducten ontstaan met een langere halveringstijd (enkele maanden). Bij verwijdering
van een gebruikte versneller met een versnelspanning groter dan 8 MV moet hiermee rekening
worden gehouden. Onderdelen van een versneller mogen dan ook alleen met toestemming van de
Stralingsbeschermingseenheid of de lokaal stralingsdeskundige worden verwijderd.
Stralingsbescherming bij neutronenstraling
Om neutronen voldoende efficiënt tegen te houden moeten de neutronen eerst hun
bewegingsenergie (snelheid)kwijtraken; ze moeten eerst worden afgeremd. Dit gaat het best met
materiaal dat nagenoeg even licht is als het neutron zelf. Het meest geschikt hiervoor zijn materialen
met veel waterstofatomen, zoals water, paraffine en beton.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 100
Geraadpleegde literatuur
10.5
Samenvatting
Afstand
D1 r12 D 2 r22 algemeen
Kwadratenwet:
Binnen de dracht van -deeltjes mag de kwadratenwet ook worden toegepast.
Hr
A
r2
geldig voor -straling
Het hanteren van bronnen met de handen moet in alle gevallen worden vermeden, ook als de
activiteit laag is. Probeer zo veel mogelijk gebruik te maken van gereedschap (handling tools) zoals
tangen en pincetten.
Afscherming
Overzicht van te gebruiken materialen bij afscherming
stralingssoort materiaal
Dikte
Geen
-
perspex
maximaal 1 cm nodig
R
neutronen
lood/beton
afhankelijk van energie en activiteit
lood/beton
Beton/paraffine
afhankelijk van energie en activiteit
afhankelijk van energie en activiteit
H d B H0 21 d 12
d
Vuistregels
-straling op 30 cm:
H β 100 A
Sv/h; met A is de activiteit in MBq
mits E 200 keV
-straling op 30 cm:
Hγ 3 x A
Sv/h; met A is de activiteit in MBq
Bescherming bij het werken met open radioactieve stoffen (5B)
Draag voorgeschreven werkkleding;
Werk zo veel mogelijk in een zuurkast;
Maak op een juiste wijze gebruik van wegwerphandschoenen;
Was uw handen zodra u uw handelingen heeft afgerond;
Verwijder geen spullen uit het radionuclidenlaboratorium voordat deze door de
Stralingsbeschermingseenheid of de lokaal stralingsdeskundige zijn vrijgegeven.
Oppervlaktebesmetting (5B)
maximaal toelaatbare afwrijfbare radioactieve besmetting:
0,4 Bq/cm2 voor -emitters
4 Bq/cm2 voor - en -emitters
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 101
Geraadpleegde literatuur
10.6
Oefenvragen
1 Het equivalent dosistempo in lucht (=1,25·10-3 g/cm3) op 30 cm van een bron met 1 MBq 35S
(-emitter: Emax = 0,2 MeV) is
a)
100
Sv/h
b)
100
Gy/h
c)
0
Sv/h
d)
0
Gy/h
2 Bereken hoe dik een afscherming moet zijn om een equivalent dosistempo van 16 Sv/h terug te
brengen naar 1 Sv/h.
( -straling; d½ van het afschermingsmateriaal is 0,6 cm) Verwaarloos de build-up.
a) 1,8 cm
b) 2,4 cm
c) 1,2 cm
d) 4,8 cm
3 -Straling kan het best worden afgeschermd met
a) perspex
b) lood
c) beton
d) paraffine
4 Het equivalent dosistempo op 5 cm van een puntvormige -bron is 25 Sv/h. Bereken het
equivalent dosistempo op 0,5 meter.
a)
2500
Sv/h
b)
250
Sv/h
c)
2,5
Sv/h
d)
0,25
Sv/h
5B:
5 De maximale toelaatbare afwrijfbare besmetting met een -emitter in een C-laboratorium is:
a) 0,4 Bq/cm2
b) 4 Bq/cm2
c) 6 Bq/cm2
d) kleiner dan in een B-laboratorium
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 102
Geraadpleegde literatuur
Geraadpleegde literatuur
[BA92] Ballance P.E.(1992). Phosphorus-32 Practical Radiation Protection. Leeds.
[BR2000] Brouwer G.; J. van den Eijnde, (1998) Praktische stralingshygiëne 3e druk, Houten, Bohn Stafleu Van
Lochum.
[DE98] Delacroix D. et. al. (1998). Radiation Protection Dosimetry; Nuclear Technology Publishing; Ashford.
[RU97] De Ru et. al.(1997). Radiobiologie en stralingsbescherming. Utrecht, De tijdstroom.
[EG00] Eggels C.(2000). Stralingsbescherming voor zwangere vrouwen in een medische omgeving. Rotterdam,
Erasmus MC.
[IC91] ICRP, International Commission on Radiological Protection (1990) Recommendations of the international
Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 60. Permagon Press, Oxford (UK) 1991.
[LE90] Leetz H.K. et al (1990) .Pränatale Strahlenexposition aus medizinischer Indikation, Dosisermittelung,
Folgerungen für Arzt und Schwangere. Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik e.v., Hamburg 1990
[MC05] Stralingsdosis per bron 2000 In: Milieu- en Natuurcompendium. MNP, Bilthoven en CBD, Voorburg. 20
september 2005
[[RI94] Ministerie van VROM, SZW en VWS (1994). Richtlijn Radionuclidenlaboratoria; Hoofdinspectie
milieuhygiëne publicatie 94-02.
[RI96] Ministerie van VROM, SZW en VWS (1996). Richtlijn radionuclidentherapie; Deel 1 Jodium-131-therapie
voor schildklieraandoeningen.
[NC94] NCRP, National Council on Radiation Protection and Measurements (1994); Cosiderations regarding the
unintended radiation exposure of the embryo, fetus or nursing child. NCRP commentary no. 9. NCRP, Bethesda
(USA).
[NV92] Nederlandse Vereniging voor Stralingshygiëne (1992). NVS-publikatie nr. 19, Stralingsbelasting door
bronnen van natuurlijke straling. Arnhem
[NV95] Nederlandse Vereniging voor Stralingshygiëne (1995). NVS-publikatie nr. 25, Veel gestelde vragen over
ioniserende straling. Arnhem.
[NRG2006] NRG (2006). Statistische analyse van de dosis als gevolg van beroepsmatige blootstelling aan
ioniserende straling 1995-2004, J.W.E van Dijk.
[NR98] NRPB, National Radiological Protection Board (1988). Living with radiation, Chilton (UK). 1998
[BS2001] Besluit Stralingsbescherming; Implementatie van Euratomrichtlijnen 96/29/Euratom en 97/43/euratom,
16 juli 2001.
[St97] Rasmussen et. Al (1997. Stralingshygiëne niveau 3; Delft. Technische Universiteit
[We96] Weissman F. et. al. (1996). Stralingsfysica.Utrecht, De Tijdstroom.
[GZ2007] Gezondheidsraadrapport, 24 januari 2007. Risico’s van blootstelling aan ioniserende straling
[Zw97] Zwigt, A. (1997). Introductiecursus radiologisch werkers; Maastricht.
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 103
Index
Index
activering.......................................................80, 100
activiteit ................................................................ 64
activiteitsmetingen................................................ 87
Afscherming ................................................. 53, 57
afstand ................................................................. 53
afwrijfbare besmetting .......................................... 97
ALARA ................................................................. 44
Alfa-verval ............................................................ 66
annihilatie ............................................................. 67
annihilatiestraling ................................................. 77
anode ................................................................... 84
atoom ................................................................... 62
becquerel ............................................................. 65
Besluit Stralingsbescherming........................... 42
bestralingsbunker............................................... 100
Bèta-verval ........................................................... 66
bewaakte zone ..................................................... 43
biologisch effecten ............................................... 26
blootgestelde werknemer ..................................... 43
blootgestelde werknemers ................................... 45
brede bundel ........................................................ 79
bronconstante ...................................................... 93
bronnen................................................................ 43
build-up-factor ...................................................... 79
buisspanning ........................................................ 13
buisstroom ........................................................... 13
compton-effect ............................................... 78, 94
decontamineren ................................................... 97
desintegreren ....................................................... 64
deterministisch effecten ....................................... 26
diafragma ............................................................. 13
directe effecten..................................................... 26
divergerend .......................................................... 13
dosis..................................................................... 18
dosiscoëfficiënten................................................. 21
dosis-effect-relaties .............................................. 29
dosislimieten ........................................................ 45
dosistempo........................................................... 18
dovingscorrectiecurve .......................................... 85
dracht ............................................................. 76, 92
drempeldosis.................................................. 27, 29
effectieve dosis .................................................... 20
effectieve volgdosis.............................................. 21
Electroncapture .................................................... 68
elektromagnetische straling ........................... 67, 78
Elektromagnetische straling ................................. 12
elektronen ............................................................ 62
elektronenschillen ................................................ 62
elektronvolt........................................................... 12
elementen ............................................................ 62
emissie................................................................. 66
equivalent dosistempo ......................................... 19
equivalente dosis ................................................. 19
equivalente dosistempo ....................................... 93
Euratom-richtlijnen ............................................... 42
filter ...................................................................... 15
focus .................................................................... 12
foetale fase .......................................................... 28
foto-effect ............................................................. 78
fotonen ........................................................... 12, 68
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
gammaspectrometrie............................................ 86
gasgevulde detectoren ......................................... 84
geabsorbeerde dosis ............................................ 18
gecontroleerde zone .......................................... 43
Geiger-Müller telbuis ............................................ 85
genetische effecten ........................................ 26, 28
geometrie.............................................................. 87
GM-telbuis ............................................................ 97
gray ...................................................................... 18
Halfgeleiderdetectoren ......................................... 87
halveringsdikte................................................ 14, 79
halveringstijd......................................................... 64
handelingen .......................................................... 43
handling tools ....................................................... 54
homogeniteitscoëfficiënt ....................................... 14
ICRP ..................................................................... 42
ingestie ................................................................. 21
inhalatie ................................................................ 21
Interne conversie .................................................. 69
intreedosis ............................................................ 18
intreeveld .............................................................. 55
inwendige besmetting........................................... 95
inwendige bestraling............................................. 94
ion......................................................................... 62
Ionisatiekamer ...................................................... 84
ioniserende straling .............................................. 12
Isomeer verval ...................................................... 68
isotopen ................................................................ 62
kansgebonden ...................................................... 26
kathode................................................................. 84
kern ...................................................................... 62
Kernenergiewet .................................................... 42
kosmische straling ................................................ 34
kwadratenwet ........................................... 53, 55, 93
labyrint ................................................................ 100
late effecten .......................................................... 26
latentieperiode ...................................................... 28
leden van de bevolking ......................................... 43
lekstraling ............................................................. 13
Lekstraling ............................................................ 55
lood....................................................................... 14
Loodflappen.......................................................... 56
loodschort ............................................................. 57
Medische begeleiding........................................... 47
mono-energetisch................................................. 66
Multi Channel Analyzer......................................... 86
NaI-kristal ....................................................... 86, 97
neutrino ................................................................ 67
neutronen ......................................... 62, 69, 80, 100
neutronengetal...................................................... 62
niet-kansgebonden ............................................... 26
nuclide .................................................................. 63
Optimalisatie......................................................... 44
orgaandosis .......................................................... 18
organogenese....................................................... 28
Paarvorming ......................................................... 78
poly-energetisch ............................................. 13, 14
positie ................................................................... 55
pre-implantatiefase ............................................... 28
Prenatale schade.................................................. 28
Blz. 104
Index
Primaire straling ................................................... 55
Proportionele telbuis ............................................ 85
protonen............................................................... 62
quanten ................................................................ 68
radioactief verval .................................................. 64
radiologische verrichting ...................................... 43
radionucliden........................................................ 64
radionuclidenlaboratoria................................. 47, 48
radiotoxiciteitsequivalent ...................................... 48
Rechtvaardiging ................................................... 44
remstraling ..................................................... 77, 92
risico..................................................................... 35
Risicogetallen....................................................... 36
rondomschort ....................................................... 57
röntgenspectrum .................................................. 13
scintillaties............................................................ 86
sievert .................................................................. 19
smalle bundel ....................................................... 79
somatische effecten ............................................. 26
spectrum .............................................................. 86
stabiliteitslijn ......................................................... 63
standaarddeviatie................................................. 88
stochastisch effecten............................................ 26
stralingsweegfactor .............................................. 19
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Strooistraling......................................................... 55
teltempo................................................................ 87
terrestrische straling ............................................. 34
thermoluminescentie ............................................ 87
Tijd ....................................................................... 54
TLD....................................................................... 87
trefplaat ................................................................ 12
uitreedosis ............................................................ 18
vaste-stofscintillatoren .......................................... 86
venster.................................................................. 13
versnellers .......................................................... 100
vervalconstante .................................................... 64
vervalwet .............................................................. 64
verzwakking.......................................................... 79
verzwakkingscoëfficiënt ........................................ 79
verzwakkingswet .................................................. 79
Vloeistofscintillatieteller ........................................ 85
Voorlichting en instructie ...................................... 45
vuistregels ............................................................ 19
weefselweegfactor................................................ 20
werknemer............................................................ 43
werkzaamheden ................................................... 43
Z-getal .................................................................. 62
zwangerschap ...................................................... 46
Blz. 105
Bijlage 1: Antwoorden op de oefenvragen
Bijlagen
Antwoorden op de oefenvragen
HOOFDSTUK 1
1) b
2) a
3) a
4) b
5) c
HOOFDSTUK 2
1) d
2) a
3) b
4) b
5) b
6) a
HOOFDSTUK 3
1) d
2) c
3) b
4) d
5) c
HOOFDSTUK 4
1) d
2) b
3) d
4) b
5) a
HOOFDSTUK 5
1) d
2) c
3) b
4) c
5) b
6) c
HOOFDSTUK 6
1) b
2) d
3) b
4) b
5) b
HOOFDSTUK 7
1) c
2) a
3) c
4) a
5) d
HOOFDSTUK 8
1) c
2) b
3) a
4) c
5) b
6) b
HOOFDSTUK 9
1) d
2) b
3) b
4) d
5) b
HOOFDSTUK 10
1) c
2) b
3) a
4) d
5) b
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 107
Bijlage 2: Overzicht chemische symbolen
Overzicht chemische symbolen
Element
Ac
Ag
Al
Am
Ar
As
At
Au
B
Ba
Be
Bh5)
Bi
Bk
Br
C
Ca
Cd
Ce
Cf
Cl
Cm
Co
Cr
Cs
Cu
Db5)
Dy
Er
Es
Eu
F
Fe
Fm
Fr
Ga
Gd
Ge
H
Ha2)
He
Hf
Hg
Ho
Hs4)5)
In
Ir
J(I)
K
Kr
Ku1)5)
La
Atoomnummer
89
47
13
95
18
33
85
79
5
56
4
107
83
97
35
6
20
48
58
98
17
96
27
24
55
29
105
66
68
99
63
9
26
100
87
31
64
32
1
2
72
80
67
108
49
77
53
19
36
104
57
Nederlands
Actinium
Zilver
Aluminium
Americium
Argon
Arseen
Astaat
Goud
Boor
Barium
Berylium
Bismut
Berkelium
Broom
Koolstof
Calcium
Cadmium
Cerium
Californium
Chloor
Curium
Kobalt
Chroom
Cesium
Koper
Dysprosium
Erbium
Einsteinium
Europium
Fluor
Ijzer
Fernium
Francium
Gallium
Gadolinium
Germanium
Waterstof
Helium
Hafnium
Kwik
Holmium
Indium
Iridium
Jodium
Kalium
Krypton
Lanthaan
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Engels
Actinium
Silver
Aluminium
Americium
Argon
Arsenic
Astatine
Gold
Boron
Barium
Beryllium
Bismuth
Berkelium
Bromine
Carbon
Calcium
Cadmium
Cerium
Californium
Chlorine
Curium
Cobalt
Chromium
Cesium
Copper
Dysprosium
Erbium
Einsteinium
Europium
Fluorine
Iron
Fermium
Francium
Gallium
Gadolinium
Germanium
Hydrogen
Hahnium
Helium
Hafnium
Mercury
Holmium
Indium
Iridium
Iodine
Potassium
Krypton
Lanthanum
Duits
Aktinium 3)
Silber
Aluminium
Amerizium 3)
Argon
Arsen
Astat(in)
Gold
Bor
Barium
Beryllium
Bohrium
Wismut (Bismut)
Berkelium
Brom
Kohlenstoff
Kalzium 3)
Kadmium 3)
Zer 3) (Cer)
Kalifornium 3)
Chlor
Curium
Kobalt 3)
Chrom(ium)
Zäsium(Caesium)
Kupfer
Dubnium
Dysprosium
Erbium
Einsteinium
Europium
Fluor
Eisen
Fermium
Franzium 3)
Gallium
Gadolinium
Germanium
Wasserstoff
Hahnium
Helium
Hafnium
Quecksilber
Holmium
Hassium
Indium
Iridium
Jod (Iod)
Kalium
Krypton
Kurtschatowium
Lanthan
Blz. 109
Bijlage 2: Overzicht chemische symbolen
Element
Li
Lu
Lr5)
Md5)
Mg
Mn
Mo
Mt4)5)
N
Na
Nb
Nd
Ne
Ni
No5)
Np
Ns2)4)5)
O
Os
P
Pa
Pb
Pd
Pm
Po
Pr
Pt
Pu
Ra
Rb
Re
Rf1)5)
Rh
Rn
Ru
S
Sb
Sc
Se
Sg5)
Si
Sm
Sn
Sr
Ta
Tb
Tc
Te
Th
Ti
Tl
Tm
U
V
Atoomnummer
3
71
103
101
12
25
42
109
7
11
41
60
10
28
102
93
105
8
76
15
91
82
46
61
84
59
78
94
88
37
75
104
45
86
44
16
51
21
34
106
14
62
50
38
73
65
43
52
90
22
81
69
92
23
Nederlands
Lithium
Lutetium
Mendelevium
Magnesium
Mangaan
Molybdeen
Stikstof
Natrium
Niobium
Neodymium
Neon
Nikkel
Nobelium
Neptunium
Zuurstof
Osmium
Fosfor
Protactinium
Lood
Palladium
Promethium
Polonium
Praseodymium
Platina
Plutonium
Radium
Rubidium
Renium
Rodium
Radon
Ruthetium
Zwavel
Antimoon
Scandium
Seleen
Silicium
Samarium
Tin
Strontium
Tantaal
Terbium
Technetium
Telluur
Thorium
Titaan
Thallium
Thulium
Uraan
Vanadium
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Engels
Lithium
Lutetium
Lawrencium
Mendelevium
Magnesium
Manganese
Molybdenum
Nitrogen
Sodium
Niobium
Neodymium
Neon
Nickel
Nobelium
Neptunium
Oxygen
Osmium
Phosphorus
Protactinium
Lead
Palladium
Promethium
Polonium
Praseodymium
Platinum
Plutonium
Radium
Rubidium
Rhenium
Rutherfordium
Rhodium
Radon
Ruthenium
Sulfur
Antimony
Scandium
Selenium
Silicon
Samarium
Tin
Strontium
Tantalium
Terbium
Technetium
Tellurium
Thorium
Titanium
Thallium
Thulium
Uranium
Vanadium
Duits
Lithium
Lutetium
Lawrenzium 3)
Mendelevium
Magnesium
Mangan
Molybdän
Meitnerium
Stickstoff
Natrium
Niob(ium)
Neodym(ium)
Neon
Nickel
Nobelium
Neptunium
Nielsbohrium
Sauerstoff
Osmium
Phosphor
Protaktinium 3)
Blei
Palladium
Promethium
Polonium
Praseodym(ium)
Platin
Plutonium
Radium
Rubidium
Rhenium
Rutherfordium
Rhodium
Radon
Ruthenium
Schwefel
Antimon
Skandium 3)
Selen
Seaborgium
Silizium (Silicium)
Samarium
Zinn
Strontium
Tantal
Terbium
Technetium
Tellur
Thorium
Titan(ium)
Thallium
Thulium
Uran(ium)
Vanadium (Vanadin)
Blz. 110
Bijlage 2: Overzicht chemische symbolen
Element
W
Xe
Y
Yb
Zn
Zr
1)
2)
3)
4)
5)
Atoomnummer
74
54
39
70
30
40
Nederlands
Wolfraam
Xenon
Yttrium
Ytterbium
Zink
Zirkonium
Engels
Wolfram
Xenon
Yttrium
Ytterbium
Zine
Zirconium
Duits
Wolfram
Xenon
Yttrium
Ytterbium
Zink
Zirkonium 3)
Het symbool Rf (rutherfordium) voor het element met atoomnummer 104 is overgenomen uit
Perry's Chemical Engineers Handboek 6th edition.
In diverse andere handboeken wordt aan het element met atoomnummer 104 het symbool Ku
(kurtschatowium) toegekend.
Het symbool Ha (hahnium) voor het element met atoomnummer 105 is overgenomen uit Perry's
Chemical Engineers Handboek 6th edition.
In een aantal andere handboeken wordt aan het element met atoomnummer 105 het symbool Ns
(nielsbohrium) toegekend.
In een aantal duits-talige handboeken wordt voor dit symbool de engels-talige omschrijving
gebruikt, zodat ze door elkaar gebruikt kunnen worden.
Volgens het SVA-Bulletin Nr. 16/1992 zijn deze elementen op 7 september 1992 officieel
ingevoerd.
Betreffende het element Nielsbohrium is de verwarring met de eerder genoemde literatuur nog
groter geworden zeker wanneer gelet wordt op het atoomnummer.
Volgens het SVA-Bulletin Nr. 19/1997 zijn door het “International Union of Pure and Applied
Chemistry” de volgende elementen van de volgende namen voorzien:
101 Mendelevium
(Md)
102 Nobelium
(No)
103 Lawrencium
(Lr)
104 Rutherfordium
(Rf)
105 Dubnium
(Db)
106 Seaborgium
(Sg)
107 Bohrium
(Bh)
108 Hassium
(Hs)
109 Meitnerium
(Mt)
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 111
Bijlage 3: Persoonsdosimetrie
Toelichting Persoonsdosimetrie
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 113
Bijlage 3: Persoonsdosimetrie
© 2011 Erasmus MC Zorgacademie
Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC
Blz. 114
