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Arbeiten mit Isotopen, Gefahren ionisierender und intensiver Strahlung
Nach: "Sicheres Arbeiten in Chemischen Laboratorien", Hinweise für Studenten, erstellt von der Gesellschaft Deutscher Chemiker, herausgegeben vom Bundesverband der Unfallversicherungsträger
An dieser Stelle werden Antworten zu folgenden Fragen gegeben:
Es werden ferner Hinweise für das sichere Arbeiten mit Röntgenstrahlen und mit intensiven Lichtquellen gegeben.
Der Umgang mit radioaktiven Stoffen erfolgt im Rahmen erteilter Umgangsgenehmigungen oder im Rahmen einer erfolgten Anzeige, jedoch immer unter Einhaltung der in der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV, Verordnung über den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen) getroffenen Festlegungen es sei denn, es bestehen Ausnahmegenehmigungen. Unter Umgang wird gemäß StrISchV u.a. die Bearbeitung, die sonstige Verwendung, die Lagerung und die Beseitigung radioaktiver Stoffe verstanden. Das Arbeiten mit radioaktiven Stoffen in Laboratorien fällt somit unter den Begriff Umgang mit radioaktiven Stoffen.
Gefahren beim Umgang mit radioaktiven Stoffen sind für die Personen im Labor durch die Möglichkeit der äußeren Bestrahlung, der Inkorporation radioaktiver Stoffe und damit durch innere BestrahIung sowie durch die Möglichkeit der Kontamination z.B. der Haut gegeben. Durch Kontamination bedingt, kommt es zu einer äußeren Bestrahlung mit dem Abstand der Strahlenquelle zum Körper gleich 0. Es kann aber hierbei auch die Gefahr der Resorption radioaktiver Stoffe durch die Haut in den Körper bestehen.
Die genannten Gefahren können vermieden, zumindest aber minimiert werden, wenn das Laborpersonal vor dem Umgang mit radioaktiven Stoffen entsprechend § 39 der StrlSchV belehrt wird. Die Inhalte der Belehrung richten sich nach den Festlegungen der StrlSchV, sie können sich nach den Festlegungen von Richtlinien, aber z. B. auch nach den Festlegungen einer Reihe von DIN-Normen richten; sie müssen sich aber auf jeden Fall nach den spezifischen Gefahren des zu handhabenden radioaktiven Stoffes richten (physikalische, chemische Beschaffenheit und Art der Strahlung, alpha, beta oder gamma Strahlung). Insofern können hier nur allgemeine Festlegungen für das sichere Arbeiten formuliert werden. Diese sind:
Dosisleistung nimmt mit dem Quadrat der Entfernung von der Strahlenquelle ab (und außerdem linear mit der Aktivität).
Abschirmmaßnahmen können verwirklicht werden, z.B. mit mobilen Bleiwänden oder Umschließungen der Strahlenquellen mit Bleibausteinen. Die Dicke der Bleimaterialien richtet sich nach der Aktivität und der Energie der gamma-Strahler und der (unvermeidbaren) Expositionszeit des Laborpersonals.
Dies gilt insbesondere bei Nukliden mit Energieen oberhalb 200 keV. Die Dosisleistung nimmt linear mit der Aktivität und mit dem Quadrat der Entfernung von der Strahlenquelle, aber gegenüber gamma-Strahlen noch linear mit einem Schwächungsfaktor der beta-Strahlen in Luft entsprechend dem gewählten Abstand ab. Beim Umgang mit energetischen beta-Strahlern mit hohen Aktivitäten können Ferngreifer zum Einsatz kommen.
Abschirmmaßnahmen können verwirklicht werden, z.B. mit Materialien wie bei gamma-Strahlern. Wegen der gegenüber gamma-Strahlern höheren Strahlenschwächung der beta-Strahlen genügen zumeist Glas- oder Kunststoffscheiben als Abschirmmaterialien. Hierbei muß allerdings durch entsprechende Dicke der Abschirmmaterialien oder durch Auswahl entsprechend geeigneter Materialien die Gefahr der Entstehung von Bremsstrahlung (Röntgenstrahlung) vermieden werden.
Durch die geringe Reichweite der alpha-Strahlen in Luft bzw. der großen Schwächung der alpha-Strahlung schon in der Luft, hat die Forderung nach Abstand halten nicht die Bedeutung wie bei den gamma- und beta-Strahlern. Allerdings darf der Abstand nicht so klein werden, daß Kontaminationen z. B. der Haut auftreten.
Hier genügen zumeist schon Kunststoff- oder Glasbehältnisse geringer Wanddicke. Bleiabschirmungen sind in aller Regel nicht erforderlich.
Auf den Schutz gegen innere Bestrahlung, d. h. auf die Vermeidung der Inkorporation von Radionukliden muß insbesondere bei alpha-Strahlern geachtet werden. alpha-Strahler, aber auch andere Korpuskularstrahier vergleichbarer Masse wie die alpha-Strahler bewirken gegenüber gamma- und beta-Strahlern gleicher Energie im Körper die größte Schädigung. Daher sollten alpha-Strahler, sofern die Gefahr der Freisetzung besteht, ab ca. dem 100-fachen der Freigrenze in Handschuhkästen gehandhabt werden.
Essen, Rauchen, Trinken, Schnupfen und das Benutzen kosmetischer Mittel sind im Kontrollbereich verboten, damit nicht über Mund und Nase radioaktive Stoffe in den Körper gelangen können.
Die Verwendung mundbedienter Pipettiergeräte ist strengstens verboten. Zur Vermeidung der Inhalation luftgetragener radioaktiver Stoffe sollte je nach der Höhe des Freisetzungsgrades in Abzügen oder abgesaugten Handschuhkästen mit radioaktiven Stoffen gearbeitet werden. Auch kann, zur Verminderung des Freisetzungsrisikos, mit geeigneten Rückhaltevorrichtungen (Vorlagen, Kühltallen) gearbeitet werden. Die technische Lüftung im Kontrollbereich muß so dimensioniert sein, daß keine zu hohe Konzentration radioaktiver Stoffe in der Laborluft auftritt. Zur Kontrolle müssen optische Überwachungsgeräte vorhanden sein.
Auf den Schutz vor Kontamination müssen insbesondere das Laborpersonal bzw. die Studierenden achten. Es gibt z. B. in der Strahlenschutzverordnung keinen zulässigen Wert für die Hautkontamination. D.h. auch die geringste meßbare Kontamination der Haut ist unzulässig. Arbeitsflächen, Arbeitsgeräte sind z.B. durch Abdecken mit Folien, Auslegen mit saugfähigem Material gegen Kontamination und damit gegen Kontaminationsverschleppung an den Körper zu schützen. Im Kontrollbereich ist grundsätzlich eine persönliche Schutzausrüstung zu tragen (Schutzkittel, Schutzanzug, Schutzhandschuhe, Laberschuhe und dergleichen mehr). Diese Schutzausrüstung darf im Labor nicht ausgezogen werden. Alle Störungen, z. B. Ausfall der Lüftung, Ausfall von Meßgeräten, die das sichere Arbeiten beeinträchtigen können, sind dem Strahlenschutzbeauftragten zu melden. Zur Vermeidung der Kontamination dürfen Gegenstände des persönlichen Bedarfs (z. B. Handtaschen) nicht in den Kontrollbereich mitgenommen werden. Zwischen den einzelnen Arbeitsschritten un` insbesondere beim Verlassen des Kontrollbereiches sind Hände, Schuhe und die sonstige Schutzausrüstung auf Kontamination zu überprüfen. Festgestellte Kontaminationen sind dem Strahlenschutzbeauftragten unverzüglich zu melden. Gegenstände dürfen aus Kontrollbereichen nur dann herausgebracht werden, wenn die Grenzwerte nach Anlage IX der Strahlenschutzverordnung nicht überschritten sind. Die Laborkleidung ist in einem Schwarz/weiß-Bereich abzulegen und gegen die Normaikleidung zu tauschen.
Gegenüber den hier nur allgemein angesprochenen Schutzmaßnahmen enthält die in Strahlenschutzverordnung enthält die in aller Regel nach § 34 der Strahlenschutzverordnung zu erstellende Strahlenschutzanweisung Festlegungen hinsichtlich der jeweiligen Laborarbeiten. Die Strahlenschutzanweisung gehört auch zu den Lehrinhalten, mit denen das Laborpersonal vom Strahlenschutzbeauttragten im Rahmen der nach § 39 der Strahlenschutzverordnung vorgeschriebenen Belehrung vertraut gemacht werden muß.
Röntgengeräte gehören wie Kern-gamma-Quellen zu den Gefahrenquellen, mit denen man in chemischen Laboratorien häufig zu tun hat. Räume, in denen solche Geräte aufgestellt sind, sind durch Warnschilder gekennzeichnet. Ihr Betreten ist nur mit Erlaubnis gestattet. Vor dem Arbeiten an Röntgengeräten (Röntgenfeinstrukturanlagen, Röntgenfluoreszenzanalyse, Mößbauerspektrometer) hat der Benutzer die bestehenden Vorschriften zu studieren und dann zu beachten. Eine Filmplakefte (Filmdosimeter), die in regelmäßigen Abständen analysiert wird, ist beim Aufenthalt in Räumen mit gamma-Strahlenquellen immer zu tragen.
Intensive Lichtquellen, wie Laser, aber auch Hochdrucklampen (Xenon, Quecksilber) und Lichtbogenlampen sind Gefahrenquellen. In Laboratorien, in denen Hochdruck- oder Lichtbogenlampen strahlen, ist eine das UV~Licht stark absorbierende Brille zu tragen. Gute Durchlüftung der Räume ist notwendig (Ozonentwicklung).
Das Auge wird bereits durch Laserstrahlung sehr geringer Energiedichte gefährdet. Hohe Energiedichte gefährdet jedoch auch die Haut und gegebenenfalls auch tiefer liegende Organe. Richtwerte für die höchstzulässigen Bestrahlungsstärken sowie Schutzmaßnahmen enthält die UVV "Laserstrahlung" (GVV 2.20)
Laserbereiche müssen während des Laserbetriebs abgegrenzt und gekennzeichnet sein. An den Zugängen zu Laserbereichen in geschlossenen Räumen ist der Laserbetrieb durch Wamlampen anzuzeigen. Im Laserbereich dürfen sich nur solche Beschäftigte aufhalten, die über die gefährlichen Wirkungen der Laserstrahlung und über die notwendigen Schutzmaßnahmen belehrt sind. Sie müssen durch geeignete Maßnahmen vor der Wirkung der Laserstrahlung geschützt werden, insbesondere müssen sie geeignete Augenschutzmittel benutzen.