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43. Jahrgang Heft 1/2009 STRAHLENSCHUTZ aktuell Mitteilungen des Österreichischen Verbandes für Strahlenschutz F. Steger, H. Kurz, E. Urbanich & F. Meyer: Strahlenschutz bei Abbau und Dekommissionierung des ASTRA-Forschungsreaktors Seibersdorf (S. 8) M. Hajek & M. Hassanpour: On the Nature of Defect Centres and Ther- moluminescence in LiF:Mg,Ti (S. 24) K. Rainer, G. Chroust, S. Schönhacker & M. Roth: Unsichtbare Gefahren sichtbar machen: Die SimRad-Projektreihe (S. 37) ÖVS/FS-Tagung »Leben mit Strahlung: Von den Grundlagen zur Praxis«, 21.−25. September 2009, Alpbach www.strahlenschutzverband.at ISSN 19936273

43. Jahrgang Heft 1/2009 STRAHLENSCHUTZ · morphologische Bezeichnung leitet sich von Halton C. Arp, einem 1927 geborenen Astronomen und Herausgeber des Atlas of Peculiar Galaxies,

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43. Jahrgang Heft 1/2009

STRAHLENSCHUTZ

aktuell

Mitteilungen des Österreichischen Verbandes für Strahlenschutz

F. Steger, H. Kurz, E. Urbanich & F. Meyer: Strahlenschutz bei Abbau und

Dekommissionierung des ASTRA-Forschungsreaktors Seibersdorf (S. 8)

M. Hajek & M. Hassanpour: On the Nature of Defect Centres and Ther-

moluminescence in LiF:Mg,Ti (S. 24)

K. Rainer, G. Chroust, S. Schönhacker & M. Roth: Unsichtbare Gefahren

sichtbar machen: Die SimRad-Projektreihe (S. 37)

ÖVS/FS-Tagung »Leben mit Strahlung: Von den Grundlagen zur Praxis«,

21.−25. September 2009, Alpbach

www.strahlenschutzverband.at

ISSN 1993–6273

STRAHLENSCHUTZ aktuell 43(1)/2009

STRAHLENSCHUTZ aktuell 43(1)/2009

Bitt technology-A GesmbH ist der Lieferant des österreichischen Strahlenfrühwarnsystems mit 336 Überwachungsstationen, welche die Ortsdosisleistung der radioaktiven Strahlung flächendeckend messen. Dieses in Europa mustergültige Mess-System der Republik Österreich wird von Bitt technology-A GesmbH gewartet und lau-fend in Zusammenarbeit mit dem österreichischen Umweltbundes-amt auf den letzten Stand der Technik gebracht. Neben der Republik Österreich sind wir auch die Lieferanten des holländischen und des ungarischen Strahlenfrühwarnsystems sowie der Umgebungsüberwachung von einigen europäischen Kernkraft-werken.

Die Gammasonde RS03/X, entwickelt und hergestellt von Bitt Tech-nology, dient zum Messen der Radioaktivität von Gammastrahlen. Ihr Messbereich umfasst 9 Dekaden (von 10 n/Sv/h bis 10Sv/h). Dieser große Messbereich ermöglicht genauso die Anzeigen von sehr kleinen Veränderungen der natürlichen radioaktiven Umge-bungsstrahlung wie das Messen von extrem hoher Dosisleistung. Mit Hilfe eines speziellen USB Konverters kann die Sonde RS03/X an jeden PC angeschlossen werden. Das AMS 02 ist eine automatisch arbeitende Messstation zum Mes-sen der radioaktiven Aerosole mit einer zusätzlichen Messung von Jod. Das AMS 02 misst ständig und automatisch die Radioaktivität der Aerosole in der Umgebungsluft. α-, β- und γ- Aktivitäten werden qualitativ und quantitativ gemessen. Das ERAC (Electrostatic Radioactive Aerosol Collector) ist eine Neuentwicklung und ist als Patent angemeldet. Das ERAC ist ein kontinuierlich und automatisch arbeitendes Aerosolmessgerät zur Messung von Alpha-, und Betaaktivität das sowohl zur Radon Mes-sung (EEC), als auch zur Erfassung von künstlichen Nukliden in Strahlenfrühwarnsystemen eingesetzt werden kann.

www.bitt.at [email protected]

BITT technology –A Gesellschaft m. b. H. A-2104 Spillern Wienerstr. 70

Tel.: 02266/80216 Fax.: 02266/80216 12

STRAHLENSCHUTZ aktuell 43(1)/2009

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Editorial .................................................................................................................................. 5

Grußwort des ÖVS-Präsidenten .......................................................................................... 6

Strahlenschutz bei Abbau und Dekommissionierung des ASTRA-Forschungsreaktors Seibersdorf ............................................................................. 8

On the Nature of Defect Centres and Thermoluminescence in LiF:Mg,Ti ..................... 24

In memoriam Thomas Schönfeld (1923–2008) .................................................................. 34

Unsichtbare Gefahren sichtbar machen: Die SimRad-Projektreihe ............................. 37

Mitteilung des Kassiers ....................................................................................................... 41

Informationen des ÖVS-Sekretärs ..................................................................................... 43

Tagungskalender ................................................................................................................... 45

Impressum ............................................................................................................................. 47

Abbildung Titelseite:

Arp 194, ein System kollidierender Galaxien in 600 Millionen Lichtjahren Entfernung von der Erde, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble im Januar 2009. Die morphologische Bezeichnung leitet sich von Halton C. Arp, einem 1927 geborenen Astronomen und Herausgeber des Atlas of Peculiar Galaxies, ab. Die in der Mitte des Bildes sichtbare bläuliche »Fontäne« besteht aus einer Unzahl junger Sternhaufen und erstreckt sich über eine Distanz von mehr als 100.000 Lichtjahren (Quelle: NASA, ESA, STScI/AURA).

Inhalt

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Editorial

Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser! Liebe Mitglieder und Freunde des ÖVS!

Anlässlich des 19. Jubiläums des Starts des Weltraumteleskops Hubble am 24. April 1990 an Bord der Raumfähre Discovery, passend zum heuer begangenen Internationa-

len Jahr der Astronomie, ziert das Titelblatt von STRAHLENSCHUTZ aktuell diesmal die faszinierende Aufnahme einer Galaxienkollision in 600 Millionen Lichtjahren Entfer-nung von der Erde. Die in der Mitte des Bildes sichtbare bläuliche »Fontäne« besteht aus einer Unzahl junger Sternhaufen und erstreckt sich über eine Distanz von mehr als 100.000 Lichtjahren. Hubble hat bislang rund 570.000 Bilder aufgenommen und dabei mehr als 29.000 kosmische Objekte untersucht. – Sie fragen sich, was das alles mit Strahlenschutz zu tun hat? Prozesse wie Galaxienkollisionen, Supernovae-Explosionen etc. sind für die Entstehung der galaktischen Strahlung verantwortlich, die aufgrund ihrer enormen Energie von bis zu 1023 Elektronvolt entsprechende Schäden in Materie bewirken kann und ein ernst zu nehmendes Problem für die Raumfahrt darstellt. Letztendlich begründen solche Vorgänge auch die Entstehung der Elemente – einschließlich jener, aus denen wir selbst bestehen. Wir sind also, um mit Charles Dickens zu sprechen, »Kinder der Sterne«.

Nach vier Jahren als Chefredakteur von STRAHLENSCHUTZ aktuell ist für mich die Zeit gekommen, ins zweite Glied zurückzutreten. Natürlich ist mir die Zeitschrift ans Herz gewachsen, und so werde ich auch zukünftig der Redaktion tatkräftig erhalten bleiben. Die redaktionelle Leitung wird ab der kommenden Ausgabe mein geschätz-ter Kollege Andreas Musilek übernehmen, der manchen von Ihnen als Strahlenschutz-beauftragter des Atominstituts bekannt ist. Ich wünsche ihm für diese ehrenvolle und zeitintensive Aufgabe alles Gute, vor allem jedoch, dass er auch auf Ihre Unter-stützung in Form vieler interessanter Beiträge zählen kann, ohne die die beste Idee

nicht gelingen kann. Ich hoffe, dass STRAHLENSCHUTZ aktuell in den vergangenen Jah-ren weitestgehend Ihren Erwartungen entsprochen hat. An dieser Stelle möchte ich mich sehr herzlich bei meinem Redaktionsteam für die Zusammenarbeit und bei Ernst Unfried für sein gewissenhaftes Lektorat bedanken. Für alle übriggebliebenen Fehler nicht-inhaltlicher Natur trage ausschließlich ich die Verantwortung.

Ein letztes Mal wünsche ich Ihnen – nicht ganz frei von Wehmut – viel Vergnügen

bei der Lektüre der Frühjahrsausgabe von STRAHLENSCHUTZ aktuell und uns allen ei-nen erholsamen Sommer!

Ihr Michael Hajek

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Grußwort des ÖVS-Präsidenten

Sehr geehrte ÖVS-Mitglieder! Liebe Kolleginnen und Kollegen!

Ich habe mich sehr gefreut, dass ich bei der 20. Vollversammlung unseres Verbandes zum neuen Präsidenten des ÖVS gewählt wurde. Ich bedanke mich aufrichtig bei Ihnen allen für die Erstellung des Wahlvorschlages, für die Wahl und damit auch für das Vertrauen, mich mit der Führung unseres Verbandes für die nächsten vier Jahre zu beauftragen. Gerne nehme ich diese Herausforderung an und freue mich, gemein-sam mit dem neu gewählten Vorstand die nächsten vier Jahre aktiv zu gestalten. Ich bedanke mich recht herzlich bei den Mitgliedern des Vorstandes der vergangenen Periode für ihre konstruktive Zusammenarbeit. Vor allem gilt meinen Dank dem bisherigen Präsidenten Franz Josef Maringer für sein Engagement bei der Leitung un-seres Verbandes. Franz Josef hat vor allem in den letzten Jahren verstärkt unseren Verband auch international repräsentiert und europäische Kooperationen sehr ge-fördert. Ich bin sicher, dass er als 1. Vizepräsident unseren Verband auch weiterhin mit viel Engagement unterstützen wird.

Einige Vorstandsmitglieder werden in der nächsten Periode ausscheiden. Sowohl berufliche als auch private Gründe sind dafür verantwortlich. Mein besonderer Dank gilt jenen langjährigen Mitgliedern die aufgrund ihres Rückzugs aus dem Berufsle-ben auch aus unserem Vorstand ausscheiden: Norbert Vana, Manfred Tschurlovits, Erwin Nadschläger. Ich wünsche Ihnen – ich glaube auch im Namen aller Mitglieder – alles Gute für ihre Pension und einen erfüllten/aktiven Ruhestand. Vielen Dank für die langjährige Unterstützung. Die neue Vereinsperiode stellt für unseren Verband eine besondere Herausforderung dar: Ältere Mitglieder – ehemalige Präsidenten, teilweise sogar Gründungsmitglieder – geben ihren Platz an eine junge Generation ab. Als neue Mitglieder im Vorstand begrüße ich recht herzlich: Manfred Ditto, Ruth Freund, Gerhard Goldschmied, Andreas Musilek, Martina Schwaiger. Trotz dieses Genera-tionenwechsels wünsche ich mir sehr, dass unsere ehemaligen Präsidenten als Eh-renmitglieder unseres Verbandes auch weiterhin ihre langjährige Erfahrung bei Vor-standsitzungen einbringen werden.

Als neuer Präsident möchte ich in Zukunft alle bestehenden Ziele und Aktivitäten unseres Verbandes weiter unterstützen. Die Vorbereitungen für unsere Frühjahrsta-gung am 3. Juni 2009 in Wien, als auch für unsere gemeinsame FS-ÖVS-Tagung in Alpbach von 21. bis 25. September 2009 sind schon voll im Gange. Ich würde mich sehr freuen, Sie bei einer dieser kommenden Veranstaltungen als Teilnehmer begrü-ßen zu dürfen. Nähere Informationen entnehmen Sie bitte unserer Homepage.

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Die Neugestaltung der ÖVS Homepage http://www.strahlenschutzverband.at ist mir ein wichtiges Anliegen. Schon in den nächsten Wochen wird mit einer Neugestaltung begonnen. Ich hoffe, dass unser Team dann schon bald – in neuem Layout – aktuelle, relevante Informationen zum Thema Strahlenschutz für Sie bereitstellen kann. Er-folgreiche Aktivitäten wie der ÖVS-E-Mail-Newsletter sollen selbstverständlich auch in Zukunft weitergeführt werden.

Unserem Verband war die Förderung junger Wissenschaftler schon immer ein wich-tiges Anliegen. Sowohl der Zakovsky-Preis und das Konrad-Mück-Stipendium als auch die Vergabe von Reisestipendien haben zum Ziel, die Arbeit junger Strahlen-schützer anzuerkennen, zu fördern und die Teilnahme an internationalen Konferen-zen zu ermöglichen. Ich selbst weiß – als ehemaliger Zakovsky-Preisträger – wie wichtig diese Anerkennung gerade für einen junger Forscher ist. Zusätzlich wird in Zukunft auch ein Studentenaustausch zwischen den Strahlenschutzverbänden unse-rer Nachbarländer gefördert. Ich selbst hatte die Möglichkeit, bereits im März den ersten Austauschstudenten aus Deutschland im Rahmen dieser Initiative zu begrü-ßen und im Dosimetrielabor Seibersdorf persönlich für einen Monat zu betreuen. Ich danke auch den Austrian Research Centers für die finanzielle Unterstützung dieser Aktion.

Besten Dank den Autoren und dem Redaktionsteam dieser Ausgabe von STRAHLEN-

SCHUTZ aktuell. Danke auch an unsere Sponsoren für ihre finanziellen Beiträge zur Abdeckung der Druck- und Versandkosten!

Liebe Kolleginnen und Kollegen, ich würde mich auf ein Wiedersehen bei einer un-serer nächsten Veranstaltungen sehr freuen, und verbleibe

mit freundlichen Grüßen

Ihr Hannes Stadtmann

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Thema

Strahlenschutz bei Abbau und Dekommissionierung des ASTRA-Forschungsreaktors Seibersdorf

F. Steger*, H. Kurz, E. Urbanich & F. Meyer

Nuclear Engineering Seibersdorf GmbH, 2444 Seibersdorf

KURZFASSUNG — Am 31. Juli 1999 wurde der ASTRA-Forschungsreaktor Seibersdorf (ASTRA:

Adaptierter Schwimmbecken-Tank-Reaktor Austria) abgeschaltet. Unmittelbar danach begannen

die Vorarbeiten zum Abbau und zur Stilllegung. Dies war deshalb vor der Erteilung der Stillle-

gungsbewilligung möglich, da von den zuständigen Behörden bereits festgelegt und bewilligt wur-

de, dass aus strahlenschutztechnischer Sicht Arbeiten, wie Abtransport der Brennelemente, Abbau

sowie Konditionierung der mittelaktiven Komponenten etc. (Arbeiten der Abbauphasen 0 und 1)

noch von der aufrechten strahlenschutzrechtlichen Betriebsbewilligung umfasst werden und damit

noch vor der Genehmigung der Stilllegung ausgeführt werden können. Nach Erteilung der Geneh-

migung zur Stilllegung und zum Abbau des ASTRA-Reaktors durch die zuständige Behörde mit

dem Stilllegungsbescheid im April 2003 begannen unmittelbar danach die Abbruch- und Beton-

schneidearbeiten am Reaktorblock (Biologischer Schild, heiße Zellen) sowie weitere Stilllegungsar-

beiten, wie Abbau des Lüftungssystems, der thermischen Säule etc. (Arbeiten der Abbauphase 2)

(Meyer 2008). In den Abbauphasen 0 und 1 und teilweise auch in der Abbauphase 2 wurde die

Strahlenschutzüberwachung vom Strahlenschutzbeauftragten der ARC (STB-ARC/G) und dessen

Strahlenschutzabteilung wahrgenommen, wobei von der Projektleitung ASTRA-Reaktor auch eine

eigene Strahlenschutzgruppe für den Abbau eingerichtet wurde. Nach Gründung der Nuclear Engi-

neering Seibersdorf GmbH (NES) wurde die Überwachung vom Strahlenschutzbeauftragten der NES

(STB-NES) und dieser Gruppe durchgeführt. Neben der Personenüberwachung wurde besonderes

Augenmerk auf die Arbeitsplatz- und Arbeitssicherheitsüberwachung gelegt, wobei Gutachter und

Behörde laufend in den Überwachungsprozess mit eingebunden und präsent waren. Medizinische

Untersuchungen im Überwachungszeitraum ergaben keinerlei Anhaltspunkte auf einen Einfluss der

Tätigkeit auf den Gesundheitszustand der Mitarbeiter. Während der Arbeiten kam es zu keinem

Zeitpunkt zu Dosisüberschreitungen oder signifikanten Zwischenfällen. Die über den gesamten Ab-

bauzeitraum und über alle Mitarbeiter gemittelte jährliche effektive Dosis (extern und intern) be-

trug 1,12 mSv/a (Grenzwert nach der Allgemeinen Strahlenschutzverordnung für beruflich strah-

lenexponierte Personen: 20 mSv/a) und war damit nur unwesentlich höher als der Grenzwert der

Jahresdosis von 1 mSv/a für die Bevölkerung. Der höchste Expositionswert eines Mitarbeiters über

seine gesamte Abbauarbeitszeit betrug 12,2 mSv, das sind 8,6 % des für ihn für diese Zeit erlaub-

ten Dosisgrenzwertes. Auch konnten im Zuge der routinemäßigen Umgebungsüberwachung keine

Auswirkungen der Abbauarbeiten auf die Umgebung des Reaktors, wie Kontaminationen, Dosiser-

höhungen etc., festgestellt werden.

____________________

* Korrespondierender Autor: [email protected]

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1 Einleitung und Vorbemerkungen

1.1 Gesetzliche Vorschriften und Strahlenschutz-Regelungen

Für die Strahlenschutzüberwachung beim Abbau des ASTRA-Reaktors und der De-kommissionierung waren vorerst das Österreichische Strahlenschutzgesetz aus 1969 (StrSchG 1969) und die Österreichische Strahlenschutzverordnung aus 1972 (StrSchV 1972) anzuwenden. Nach deren Anpassung an die EU-Richtlinie 96/29/Euratom (EU 1996) wurden diese durch das Strahlenschutz-EU-Anpassungsgesetz 2004 (StrSchG 2004) und die Allgemeine Strahlenschutzverordnung 2006 (AllgStrSchV 2006) ersetzt. Darauf aufbauend wurden eigene, auf nationalen und internationalen Richtlinien basierende Strahlenschutz-Regelungen sowie Arbeits- und Überwachungsvorschrif-ten ausgearbeitet, die in Arbeitsanweisungen dokumentiert wurden (Meyer 2003; Steger 2004). Die dort festgelegten und unten beschriebenen Verhaltensvorschriften sowie die darin aufgeführten internen Strahlenschutzricht- und Grenzwerte waren somit im Zuge des Abbaus anzuwenden.

1.2 Personenkreis und Zuständigkeiten

Die Vorarbeiten der Abbauphasen 0 und 1 wurden durch Mitarbeiter der Reaktor-mannschaft des Geschäftsfeldes »Forschungsreaktor (NF)« der Austrian Research Centers Seibersdorf (ARC) durchgeführt. Die Strahlenschutzüberwachung in diesem Zeitraum wurde von der Strahlenschutz-Kontrollabteilung und dem Strahlenschutz-beauftragten der ARC, Bereich Gesundheit (STB-ARC/G), und der von der Projekt-leitung ASTRA-Reaktor für den Strahlenschutz eigens eingerichteten Gruppe wahr-genommen. Bei den Arbeiten der Abbauphase 2, also beim Abbau des Reaktorblocks (Biologischer Schild, heiße Zellen, thermische Säule), der Zwischengeschosse, der Lüftungssysteme, des Rundlaufkrans etc. waren neben den Mitarbeitern aus der alt-gedienten Reaktorbetriebsmannschaft (NES) auch Mitarbeiter einer auswärtigen Firma mit Sitz im Forschungszentrum Seibersdorf (LB) und Mitarbeiter einer aus-wärtigen Firma für Betonschneidearbeiten (BBS) beteiligt. Die Arbeiten der Beton-schneidefirma BBS begannen im Februar 2004 und wurden nach mehreren Kampag-nen im November 2005 abgeschlossen, wobei danach von ihr noch kurzfristige Ab-schlussarbeiten durchgeführt wurden. Nach Gründung der Nuclear Engineering Sei-bersdorf GmbH wurde ab November 2004 bis zum Abschluss der Arbeiten im Au-gust 2006 die Strahlenschutzüberwachung vom Strahlenschutzbeauftragten NES (STB-NES) und der ASTRA-Strahlenschutzgruppe durchgeführt. Die Mitarbeiter von NES und LB waren auf Grund ihrer Tätigkeiten im Forschungszentrum Seibersdorf bereits beruflich strahlenexponierte Personen, während die Mitarbeiter der BBS erst nach einer Bewilligung nach § 10 StrSchG durch deren zuständige Behörde als strah-lenexponierte Personen für diese Arbeiten tätig werden konnten (MBA 2003). Insge-samt waren im Zuge der Abbau- und Dekommissionierungsarbeiten über den Ge-samtzeitraum von etwa 7 Jahren zeitweise 16 Mitarbeiter von NES, 3 Mann der Firma LB und 4 Mitarbeiter der Betonschneidefirma BBS eingesetzt. Einige Mitarbeiter schieden altersbedingt oder aus anderen Gründen noch während des Abbaus aus und wurden durch neu aufgenommene Mitarbeiter ersetzt.

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1.3 Bemerkungen zur Messtechnik der Strahlenschutzmessungen

In praktisch allen bei Kontrollmessungen im Reaktor gefundenen Kontaminationen (Oberflächenkontamination bzw. Aktivierung durch Neutronen) wurden immer Nuklidgemische festgestellt, in denen neben reinen Betastrahlern auch 60Co bzw. an-dere gammastrahlende Radionuklide vorhanden waren. Damit konnte angenommen werden, dass bei Oberflächenkontaminationen (Gegenstände, Kleidung Haare, Haut) bzw. bei Aktivierungen (Beton, Bewehrungseisen, Graphit etc.), aber auch bei festge-stellten Inkorporationen immer auch diese gammastrahlenden Radionuklide fest-stellbar sein mussten. Da diese Nuklide gammaspektrometrisch leicht messbar sind und auch signifikant in den Kontaminationen vorkamen, wurden diese Radionuklide (z.B. 60Co, 133Ba) für diese Strahlenschutzmessungen als Leitnuklide festgelegt. Damit war es möglich, dass bei festgestellter Kontamination und Kenntnis des Nuklidvek-tors mittels einer einfachen gammaspektrometrischen Messung (Bq/cm², Bq/g, Bq) eine genügend genaue Beurteilung der Gesamtsituation der Kontamination erhalten werden konnte.

1.4 Sonstige technische Strahlenschutzmaßnahmen

Für die Dosisplanung wurden zu Beginn der Abbauarbeiten Ablaufpläne in Berei-chen mit erhöhter Dosisleistung, z.B. am Reaktorblock, im Pool etc., erstellt. Die Kol-lektiv- und Individualdosen für das tätige Personal wurden abgeschätzt und der Kol-lektivdosisbeitrag auf Basis der durchzuführenden Maßnahmen unter Berücksichti-gung der gesamten Durchführungszeit ermittelt. Weiters wurde ein Plan zur Errich-tung eines Demontagezeltes zur Vermeidung einer Kontaminationsausbreitung beim Abbau, Zerschneiden oder Zerlegen aktivierter und/oder kontaminierter Anlagen-teile der heißen Zellen, von Teilen des biologischen Schilds und der thermischen Säu-le etc. erstellt. Auch wurden Pläne zur Überwachung der Transportwege und Ar-beitsplätze in Abhängigkeit der durchzuführenden Tätigkeiten ausgearbeitet. Für all diese Arbeiten wurden folgende Richtwerte für Personendosen festgelegt: Tages-richtwert 0,2 mSv, Wochenrichtwert 0,5 mSv und Monatsrichtwert 2 mSv. Festgelegt

wurde auch, dass bei einer Ortsdosisleistung <25 Sv/h keine weiteren Strahlen-

schutzmaßnahmen erforderlich sind, zwischen 25 und 100 Sv/h Schutzmaßnahmen

im Ermessen des STB-NES liegen und bei Ortsdosisleistungen >100 Sv/h vom STB-NES sofort Strahlenschutzmaßnahmen angeordnet werden, wie Feststellung und Be-seitigung der Ursachen der erhöhten Dosisleistung, Minimierung der Dosisleistung durch Anbringen von Abschirmungen, Festlegung kürzerer Aufenthaltszeiten in die-sen Bereichen bzw. Absperren der Bereiche erhöhter Dosisleistung etc. (Meyer 2003).

2 Arbeitsplatzüberwachung und Überwachungsvorschriften

2.1 Einweisung und Belehrung

Alle am Abbauprojekt beteiligten Mitarbeiter wurden vor Beginn der jeweiligen Tä-tigkeit vom STB-NES bzw. vom zuständigen Strahlenschutzwahrnehmenden (STW-NES) in die am Arbeitsplatz immer zu beachtenden spezifischen Strahlenschutzvor-schriften eingewiesen und unterwiesen. Dabei wurde die »Dosimetertragepflicht«, das »Essen-, Trinken- und Rauchverbot während der Arbeit«, die »Kleiderordnung«,

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die »Durchführung von Kontaminationskontrollen«, das »Einhalten von vorge-schriebenen Inkorporationsmesszeitpunkten« und die »Meldepflicht von Zwischen-fällen« besonders angesprochen. Weiters wurden die Mitarbeiter über »Inkorporati-onsmöglichkeiten bzw. Möglichkeiten erhöhter externer Strahlung am Arbeitsplatz und Schutzmaßnahmen zur Vermeidung dieser Gefahrensituationen« sowie über das »Verhalten bei Personenkontaminationen, Unfällen und möglichen Wundkon-taminationen« unterrichtet. Es wurde besonders auf die beim Abbau von Anlagentei-len und speziell beim Betonschneiden auftretenden speziellen Gefahren und Ar-beitsverhältnisse hingewiesen. Auch über Rechte der Mitarbeiter, wie das »Recht auf sofortige Mitteilung von Überwachungsdaten« und das »Hinterfragen von Anord-nungen« sowie über ihre Pflichten, wie striktes Befolgen der Anordnungen der Vor-gesetzten, Anordnungen des STB-NES und STW-NES und Einhaltung festgelegter Vorschriften wurde diskutiert. Während des gesamten Abbauvorganges wurden vom STW-NES bzw. dem STB-NES periodisch Unterweisungen und Belehrungen durchgeführt, immer wieder die spezifischen Arbeitsplatzverhältnisse besprochen und mit den Mitarbeitern während der Arbeit aufgetretene Strahlenschutzprobleme diskutiert.

Alle Mitarbeiter nahmen an diesen Einweisungen und Belehrungen teil, wobei die Teilnahme jeweils dokumentiert wurde. Ebenfalls dokumentiert wurde die Feststel-lung, dass die Mitarbeiter die dargelegte Problematik verstanden haben und dass sie einverstanden sind alle Vorschriften genau einzuhalten und allen Anordnungen Fol-ge zu leisten.

2.2 Ein- und Ausgangskontrollen der Mitarbeiter

Vor Beginn der eigentlichen Abbauarbeiten wurde neben der Strahlenschutzwarte und vor dem Reaktoreingang zwei Umkleidekabinen mit Eingang aus dem inaktiven Bereich und Ausgang in den Reaktorbereich und umgekehrt aufgebaut. Jedem Mit-arbeiter war in einer der Kabinen ein eigener, persönlicher Bereich zugeordnet. Nur durch diese Kabinen war ein Betreten und Verlassen des Reaktorgebäudes und ein Wechsel von der Straßenkleidung zur persönlichen Arbeitskleidung (Overall, Ar-beitsschuhe, Helm, Schutzmaske) und umgekehrt möglich. Dadurch sollte ein unbe-absichtigtes Betreten des Reaktorgebäudes in Straßenkleidung unterbunden werden, was auch vom STW-NES strengstens kontrolliert wurde. Weiters wurde ein Ganz-körperkontaminationsmonitor der Firma RADOS (RADOS 2000) zur Kontrolle even-tueller äußerer Kontaminationen an den Personen (Arbeitskleidung, Haare, Haut, Schuhe) angeschafft und am Ausgang des Reaktorgebäudes bei der Strahlenschutz-warte so positioniert, dass ein Verlassen des Reaktorgebäudes nur über ihn möglich war (Abbildung 1). Die Messungen mit diesem Monitor erfolgten sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite der Person und erfassten mit den über den gan-zen Monitor angeordneten Detektoren den ganzen Körperbereich. Sowohl alle Mit-arbeiter als auch alle weiteren für den Abbau verantwortlichen Personen, wie Gut-achter, Kontrollorgane, Behörde etc., wurden beim Verlassen des Reaktorgebäudes mittels dieses Monitors überprüft. Während der gesamten Abbauzeit wurden ca. 10.700 Ausgangskontrollmessungen durchgeführt wobei bei einigen NES- und LB-Mitarbeitern etwa 200mal (etwa 2% aller Messungen) leichte Kontaminationen fest-gestellt wurden.

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Abbildung 1: Ganzkörperkontaminationsmonitor RTM860TS (Quelle: RADOS).

Nach Verständigung des STW-NES wurden diese Kontaminationen lokalisiert und die Arbeitskleidung gewechselt. Dabei stellte es sich nach einer Nachmessung her-aus, dass jeweils nur die Arbeitskleidung (Schuhe) aber nicht die Haut oder Haare kontaminiert waren. Die kontaminierte Kleidung wurde gesondert gelagert und ei-ner Dekontamination zugeführt. Bei BBS-Mitarbeitern konnten keine solchen Kon-taminationen festgestellt werden, was hier auf besondere Sensibilisierung als aus-wärtige Arbeitskräfte und daher genaue Einhaltung der Vorschriften hinweist.

Durch die oben angegebenen Maßnahmen wurde das Reaktorgebäude nie in Stra-ßenkleidung und Straßenschuhen betreten, es wurde immer die dafür vorgesehene Schutzkleidung in den Umkleidekabinen gewechselt und während der Arbeit getra-gen. Besonders wurde darauf geachtet, dass innerhalb des Reaktorbereiches nicht gegessen, getrunken und geraucht wurde. An Hand dieser Ergebnisse kann mit Si-cherheit gesagt werden, dass aus dem Reaktorgebäude keine Kontaminationen in private Bereiche verschleppt wurden.

2.3 Weitere Überwachungsmaßnahmen

Bei Arbeiten im Reaktorgebäude, bei denen eine Staubentwicklung bzw. Freisetzung radioaktiver Aerosole zu erwarten war (hauptsächlich beim Schneiden und Schred-dern des Barytbetons, bei Arbeiten mit den Graphitblöcken der thermischen Säule, bei Reinigungsarbeiten etc.), wurde zusätzlich zur Schutzkleidung und Kopfbede-ckung noch das Tragen von Atemmasken angeordnet. Vom STW-NES wurde auch sichergestellt, dass die Overalls während der Arbeiten jeweils dicht verschlossen wa-ren, damit keine Kontaminationen der Haut bzw. der Unterwäsche eintreten konnte. Zusätzlich wurde bei diesen Arbeiten auch die Aufstellung eines Luftsammelgerätes vor Ort angeordnet. Das Gerät wurde dort aufgestellt, wo die höchsten Luftkontami-nationen zu erwarten waren. Die Auswertung der Filter des Sammelgerätes wurde in der Strahlenschutzwarte durchgeführt und ergab neben den natürlich in der Luft

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vorkommenden Radionukliden (Radonfolgeprodukte) nur in wenigen Fällen ver-nachlässigbar geringe Luftaktivitätskonzentrationen von künstlichen Radionukliden z.B. 60Co. Durch diese niedrigen Luftkontaminationen waren aber keine signifikanten Inhalationen zu erwarten, was auch durch nachfolgende, routinemäßige Inkorpora-tionsmessungen bestätigt wurde (siehe 3.2). Die dem STB-NES mitgeteilten Ergebnis-se waren daher nie Anlass zum Einschreiten bzw. zur Untersuchung der Ursachen dieser geringen Luftkontaminationen, da nachfolgende Inhalationsdosisabschätzun-gen mittels dieser Messwerte zeigten, dass selbst bei »Nichttragen« der Atem-schutzmasken keine signifikant höheren Inkorporationsdosen zu erwarten gewesen wären. Vom STW-NES wurden auch täglich Arbeitsplatzkontrollen über Wischtests an exponierten Stellen und Dosisleistungsmessungen an verschiedenen Orten des Reaktors durchgeführt, wobei bei Auftreten erhöhter Strahlung sofort Maßnahmen, wie Aufstellung von Abschirmwänden bzw. Entfernen der stark strahlenden Ge-genstände (z.B. Abfallfässer) und Verbringen hinter Abschirmungen, angeordnet wurde. Wurden starke Kontaminationen gemessen, wurden die Stellen auf tolerier-bare Werte dekontaminiert und falls notwendig Absperrungen angebracht und Warnzeichen aufgestellt. All diese Kontrollen waren aber nie Anlass zu signifikanten und längerdauernden arbeitsunterbrechenden Maßnahmen.

2.4 Kontaminationskontrollen der Arbeitsgegenstände und Werkzeuge

Nach Abschluss von bestimmten kurzzeitigen Tätigkeiten im Reaktor (z.B. Reparatu-ren an Maschinenteilen) und schlussendlich nach Beendigung der Abbauarbeiten im Reaktorgebäude wurden alle hineingebrachten und dort verwendeten Werkzeuge und Gegenstände, die auch wieder herausgebracht werden mussten, insbesondere die der Firma BBS nach Beendigung der Schneidearbeiten, auf Kontamination über-prüft (§ 56 Abs. 4 AllgStrSchV). Diese Kontaminationskontrollen (Abbildung 2) ha-ben gezeigt, dass nur wenige dieser Gegenstände Kontaminationen aufwiesen. Die festgestellten Kontaminationen wurden entfernt und die jeweiligen Gegenstände nach nochmaliger Kontrolle aus dem Strahlenbereich herausgebracht. Damit war gewährleistet, dass keine Kontaminationen in Bereiche außerhalb NES vertragen wurden.

Abbildung 2: Kontaminationskontrolle der Diamantschneidapparatur der Firma BBS.

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3 Personenüberwachung

3.1 Medizinische Überwachung

Alle beim Abbau im ASTRA-Reaktor tätigen Mitarbeiter waren beruflich strahlenex-ponierte Personen der Kategorie A (§ 2 Abs. 2 StrSchG bzw. § 11 Abs. 1 AllgStrSchV). Die NES- und LB-Mitarbeiter waren dies auf Grund ihrer laufenden beruflichen Tä-tigkeit im Forschungszentrum und die BBS-Mitarbeiter auf Grund einer Bewilligung durch ihre zuständige Behörde (§ 10 AllgStrSchV). Die Mitarbeiter von NES und LB wurden vom Betriebsarzt der ARC daher jeweils routinemäßig und die Mitarbeiter der BBS vor Antritt ihrer Tätigkeit (Einstellungsuntersuchung gemäß § 30 StrSchG und § 32 Abs. 1 AllgStrSchV), dann während ihrer Tätigkeit (§33 Abs. 1 AllgStrSchV) und nach Abschluss der Arbeiten (Abschlussuntersuchung gemäß § 35 Abs. 1 AllgStrSchV) medizinisch untersucht.

Die Einstellungsuntersuchungen bestätigten die Eignung der BBS-Mitarbeiter für den Umgang mit radioaktiven Stoffen und die Abschlussuntersuchungen ergaben keinerlei Hinweise eines Einflusses der Arbeiten auf den Gesundheitszustand, was auch durch die niedrigen Expositionen während der Arbeiten nicht zu erwarten war (siehe 3.2). Auch die routinemäßigen Untersuchungen der NES- und LB-Mitarbeiter zeigten keine Abweichung von den gesundheitlichen Normalwerten. Die Ergebnisse dieser medizinischen Überwachung liegen im betriebsärztlichen Dienst der ARC auf und können von den zuständigen Stellen und den jeweiligen Mitarbeitern jederzeit eingesehen werden.

3.2 Physikalische Überwachung

Bei Arbeiten in Strahlenbereichen müssen alle Personen neben der medizinischen Überwachung auch physikalisch überwacht werden (§ 34 Abs. 1 StrSchG). Dazu ge-hört die Überwachung der externen Exposition (§ 25 AllgStrSchV) und die Inkorpo-rationsüberwachung (§ 26 AllgStrSchV).

Abbildung 3: Individuelles Dosimeter (Harshaw TLD 0110, links) und zusätzliches Dosi-meter (EPD Thermo Electron Corporation, rechts).

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Überwachung der externen Exposition (Dosimeterüberwachung)

Zur Bestimmung der äußeren Exposition während der Abbauarbeiten wurden allen Mitarbeitern zur individuellen Überwachung (§ 25 Abs. 1 und 3 AllgStrSchV) das »Thermolumineszenz-Dosimeter der Firma Harshaw, TLD 0110« (Abbildung 3) als Personendosimeter vorgeschrieben. Als »zusätzliches Dosimeter« (§ 25 Abs. 1 und 5 AllgStrSchV) wurde das direkt ablesbare elektronische Dosimeter, das »Warndosi-meter EPD der Firma Thermo Electron Corporation« eingesetzt (Abbildung 3). Jeder Mitarbeiter war verpflichtet, beim Eintritt in das Reaktorgebäude die Dosimeter sichtbar im Brustbereich am Körper zu tragen. Besonders wurde darauf geachtet, dass die Dosimeter nicht kontaminiert werden konnten (z.B. durch Einwickeln in ei-ne Plastikfolie bei kontaminationsverdächtigen Arbeiten, Staubentwicklung etc.). Nach Beendigung der Arbeiten wurden die Dosimeter dem STW-NES übergeben, der sie verwahrte und die direkt ablesbaren Dosimeter kontrollierte. Am Beginn der Arbeiten am nächsten Tag wurden die Dosimeter wieder den Mitarbeitern ausge-händigt. Nach Beendigung der Arbeiten bzw. an jedem Monatsende wurden vom STW-NES die »individuellen Dosimeter« zur Auswertung an die akkreditierte, er-mächtigte Dosismessstelle des ARC gesandt. Die Ergebnisse der Dosimeterauswer-tung wurden mittels einer Sammelliste von der Dosismessstelle unmittelbar dem STB-NES bekannt gegeben, der diese Werte den Mitarbeitern zur Kenntnis brachte. In Tabelle 1, Spalte 4 sind die mittels der in diesen Listen mitgeteilten Messwerte zu-sammengestellten effektiven Dosen aller Mitarbeiter über ihren jeweiligen Beschäfti-gungszeitraum (Tabelle 1, Spalte 3) angegeben. Die Ergebnisse der Personendosi-metrie liegen in der ermächtigten Dosismessstelle des ARC und im Dosisregister des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft auf und können jederzeit von den zuständigen Stellen und den jeweiligen Mitarbei-tern eingesehen werden.

Die »zusätzlichen Dosimeter« wurden nach Bedarf vom jeweils zuständigen Strah-lenschutztechniker im Auftrag des STW-NES ausgelesen und dokumentiert. Sie dien-ten als Warndosimeter (einstellbar waren Dosis- bzw. Dosisleistungswarnschwellen) und als Dosimeter zur Bestimmung von zeitlichen Dosisverläufen bei verschiedenen Arbeiten. So konnte von jedem Mitarbeiter auch die zeitlichen Expositionsabfolge ermittelt werden (siehe Abbildung 4).

Zeitabhängige Dosismessung

Elektronisches Dosimeter Mitarbeiter 2

02468

10121416182022242628

08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

Uhrzeit am 22.08.2005

Dos

is [µ

Sv] Dosis in der Stunde [µSv]

Abbildung 4: Stundenmittelwert der Exposition eines Mitarbeiters (Elektronisches Dosime-

ter »EPD«).

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Die Archivierung der Messergebnisse der »zusätzlichen Dosimeter« erfolgte nach Prüfung durch den STB-NES jeweils durch den STW-NES. Die mittels der individu-ellen Dosimeter über den gesamten Abbauzeitraum gemessenen Summen der Jah-resdosen jedes Mitarbeiters aus externer Exposition lagen weit unter dem gesetzli-chen Summengrenzwert der AllgStrSchV für beruflich strahlenexponierter Personen (20 mSv × Jahre der Exposition), und es konnten auch keine Jahresgrenzwertüber-schreitungen festgestellt werden.

Überwachung der inneren Exposition (Inkorporationsmessungen)

Neben der Dosimetertragepflicht waren auf Grund von Inkorporationsrisiken bei all diesen Arbeiten auch Inkorporationsmessungen vorgesehen und vorgeschrieben. Diese sollten einerseits aus Ganzkörpermessungen auf gammastrahlende Radionuk-lide (z.B. 60Co, 137Cs, 133Ba etc.) und andererseits aus Urin-Ausscheidungsanalysen auf beta- und alphastrahlende Radionuklide bestehen. Da aber in Kontaminationen vorhandene reine Alpha- bzw. Betastrahler (z.B. im Beton die reinen Betastrahler Tri-tium und 55Fe) praktisch nur in Verbindung mit 60Co vorkamen und daher deren Ak-tivitäten im intake (Aufnahme von Radionukliden in den Körper) zur Berechnung der jeweiligen effektiven Folgedosis über den jeweiligen Nuklidvektor bestimmt werden konnten, mussten keine gesonderten Ausscheidungsanalysen durchgeführt werden.

Ein signifikantes Inkorporationsrisiko bestand praktisch nur durch Inhalation von aufgewirbeltem Staub und Aerosolteilchen einerseits bei Arbeiten noch in den Ab-bauphasen 0 und 1 (Entfernen von Bestrahlungskomponenten, Vorarbeiten am Reak-torblock etc.) und andererseits bei solchen in der Abbauphase 2 (Schreddern, Schnei-den des Barytbetons, Abbau der Leitungsrohre und der Lüftungsanlagen etc.). Diese Inkorporationsüberwachungsmessungen wurden mit dem Ganzkörperzähler der akkreditierten Prüfstelle des ARC (Steger 1994) durchgeführt (Abbildung 5), wobei für die Routineüberwachung Messintervalle von 3 Monaten (Quartalsmessungen) angeordnet wurden. Bei Verdacht auf erhöhte Inkorporationen waren auch Sofort-messungen vorgesehen. Zur Beweissicherung wurden alle Mitarbeiter vor Beginn und nach Abschluss der Arbeiten ebenfalls mit dem Ganzkörperzähler untersucht.

Abbildung 5: Ganzkörperzähler des ARC.

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Nuklidvektor: Aktivierter Barytbeton

Reaktorblock

0,01 0,1 1 10 100

Co-60

H-3

Ba-133

Fe-55

Eu-152

Eu-154

Rad

ionu

klid

e

Nuklidvektor % 0,9 72,6 15,9 9,1 1,4 0,1

Co-60 H-3 Ba-133 Fe-55 Eu-152 Eu-154

Abbildung 6: Nuklidvektor des neutronenaktivierten Barytbetons des biologischen Schilds des ASTRA-Reaktors.

Für die Berechnung der Inkorporationsfolgedosen nach Routine- bzw. Sofortmes-sungen wurden folgende konservative Annahmen getroffen, die die berechneten ef-fektiven Folgedosen sicher überschätzten, aber Anhaltspunkte für das Inkorporati-onsrisiko bei diesen Arbeiten gaben:

60Co ist Leitnuklid, da es in dem vom Ganzkörperzählers ermittelten Gamma-spektrum besser zu messen ist als andere niederenergetischere gammastrah-lende Radionuklide, wie z.B. 133Ba.

Wird 60Co gemessen, wurden gleichzeitig auch alle Radionuklide des Nuklid-vektors des Barytbetons (Abbildung 6) inkorporiert.

Die reale Nachweisgrenze des Ganzkörperzählers für 60Co beträgt 150 Bq.

Quartalsmessungen bei Routineüberwachung.

Eine Inkorporation fand jeweils ein halbes Quartal vor einer Messung statt.

Berechnung des intakes von 60Co (hier: Inhalation) aus dem Messwert mittels der Retentionsfunktion nach ICRP 78 (ICRP 1997).

Berechnung der effektiven Folgedosis aller im Nuklidvektor enthaltenen Ra-dionuklide mittels der Dosiskoeffizienten der ICRP 78.

Mit dem Ganzkörperzähler wurden bei fünf Mitarbeitern wenige Male nur geringe Werte von 60Co und damit auch keine dosisrelevanten Werte der anderen Radionuk-lide festgestellt. Bei den Mitarbeitern 2 und 8 in Tabelle 1 wurden je einmal, bei Mit-arbeiter 13 dreimal, bei Mitarbeiter 7 viermal und bei Mitarbeiter 1 siebenmal Inkor-porationen nachgewiesen. Der Höchstwert einer 60Co-Aktivität wurde bei Mitarbei-ter 7 mit 1000 Bq gemessen, wobei mit den oben angegebenen Annahmen und die-sem Messwert etwa 2,2 mSv Folgedosis berechnet wurde. Bei allen anderen Messun-gen mit negativem Ergebnis wurde zur Berechnung der Folgedosis konservativ je-weils der Wert der Nachweisgrenze der Ganzkörperzählermessung für 60Co (150 Bq) und aliquot dazu die daraus abgeleiteten Werte der Nuklide des Nuklidvektors für Barytbeton herangezogen. Die damit berechnete Folgedosis (etwa 0,3 mSv) wurde (willkürlich) bei jeder vierten negativen Messung als »tatsächlich« erhaltene Inkorpo-rationsfolgedosis der jeweiligen Person zugezählt. Das nach jeder Ganzkörperzäh-

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lermessung erhaltene Messergebnis wurde von der akkreditierten Prüfstelle unmit-telbar nach jeder Messung der gemessenen Person mündlich mitgeteilt und dem STB-NES und dem STW-NES schriftlich übersandt. Der STB-NES hatte den beteilig-ten Personen auf Verlangen das Ergebnis auch schriftlich mitzuteilen. Zusätzlich war sicherheitshalber auch vorgesehen, Ausscheidungsanalysen anzuordnen, wenn signi-fikant hohe Aktivitätswerte von 60Co (>5000 Bq) mit dem Ganzkörperzähler gemes-sen werden sollten. Dies war aber nie der Fall.

Die über die gesamte Arbeitszeit abgeschätzten effektiven Folgedosen der Mitarbei-ter durch Inhalation sind in Tabelle 1, Spalte 5 angegeben. Diese Expositionen lagen weit unter den Werten der für die jeweilige Arbeitszeit höchstzulässigen Summen-grenzwerte für strahlenexponierte Arbeitskräfte der Kategorie A (20 mSv × Jahre der Beschäftigung), und es konnten auch keine Jahresgrenzwertüberschreitungen festge-stellt werden. Bei der Berechnung der Gesamtdosis für den jeweiligen Mitarbeiter (extern und intern) wurde diese für ihn »konservativ abgeschätzte« Inhalationsfol-gedosis als »tatsächlich erhaltene« Dosis festgelegt.

3.3 Gesamtergebnis der Dosisüberwachung

Die während des Abbaus und der Dekommissionierung des ASTRA-Reaktors be-schäftigten Mitarbeiter wurden in ihrer Abbauarbeitszeit (Tabelle 1, Spalte 3) mit den in Spalte 6 angegebenen effektiven Dosen exponiert.

Für die beteiligten Firmen zeigt Tabelle 2 in Spalte 2 die Gesamtbeschäftigungsdauer der Mitarbeiter (Mannjahre), in Spalte 3 die Summe der effektiven Dosen (Kollektiv-dosis) über die jeweilige Gesamtbeschäftigungsdauer sowie in Spalte 4 die aus der Gesamtbeschäftigungsdauer berechneten Grenzwerte (20 mSv × Mannjahre). Wie aus Tabelle 2, Zeile 5 ersichtlich, betrug die tatsächliche Kollektivdosis aller am Ab-bau über den jeweiligen Zeitraum beschäftigten Personen (NES plus auswärtige Fir-men) 89,2 mSv, das sind 5,6% der für dieses Kollektiv erlaubten Kollektivdosis von 1.602 mSv pro 80,1 Mannjahre (= 961 Mannmonate). Daraus lässt sich statistisch eine »gemittelte Jahresdosis« für den einzelnen Mitarbeiter von 1,12 mSv/a abschätzen.

Die Kollektivdosis der sechzehn Mitarbeiter NES betrug 78,9 mSv, d.h. 5,9% der er-laubten Kollektivdosis von 1.334 mSv pro 66,7 Mannjahre (= 800 Mannmonate), und die Kollektivdosis der Mitarbeiter der externen Firmen LB und BBS wurde mit 10,3 mSv, d.h. 3,8% der erlaubten Kollektivdosis von 268 mSv pro 13,4 Mannjahre (= 161 Mannmonate) bestimmt. Die höchste effektive Dosis eines Mitarbeiters aus äußerer und innerer Exposition (NES-Mitarbeiter Nr. 7) betrug für seinen Beschäfti-gungszeitraum von 7,1 Jahren (= 85 Monate) 12,2 mSv, das sind 8,6% seines Dosis-grenzwertes für diesen Zeitraum(142 mSv).

Die Überwachung der externen und internen Exposition beim Abbau des For-schungsreaktors hat gezeigt, dass die Strahlenexposition dieses Mitarbeiterkreises im Mittel sehr niedrig war und der (statistisch berechnete) Jahresmittelwert für einen Mitarbeiter von etwa 1,12 mSv/a in der Größenordnung des gesetzlichen Grenzwer-tes von 1 mSv/a für Einzelpersonen der Bevölkerung liegt. Selbst wenn ein Mitarbei-ter mit der über seinen gesamten Arbeitszeitraum gemessenen effektiven Dosis nur in einem Jahr exponiert worden wäre, hätte dies keine Dosisüberschreitung bedeutet.

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Tabelle 1: Exposition der Mitarbeiter NES, LB und BBS beim Abbau des ASTRA-Reaktors (1999–2006).

Firma

Person

Beim Abbau beschäftigt von … bis

Extern, mSv 1)

Intern, mSv

Gesamt, mSv

NES Mitarbeiter 1 01.08.1999−30.06.2004 2,9 6,5 9,4

Mitarbeiter 2 01.08.1999−31.08.2005 5,5 3,1 8,6

Mitarbeiter 3 01.08.1999−31.03.2002 1,6 1,0 2,6

Mitarbeiter 4 01.08.1999−28.02.2006 3,2 2,0 5,2

Mitarbeiter 5 01.08.1999−30.06.2002 1,9 1,0 2,9

Mitarbeiter 6 06.07.2006−31.08.2006 0,1 0,3 0,4

Mitarbeiter 7 01.08.1999−31.08.2006 3,4 8,8 12,2

Mitarbeiter 8 01.08.1999−31.08.2006 4,8 3,0 7,8

Mitarbeiter 9 01.11.2002−31.08.2006 1,2 1,3 2,5

Mitarbeiter 10 01.09.2001−31.08.2006 1,1 1,3 2,4

Mitarbeiter 11 01.08.1999−31.01.2006 3,9 2,3 6,2

Mitarbeiter 12 01.09.2004−31.08.2006 1,3 0,7 2,0

Mitarbeiter 13 01.08.1999−31.08.2006 4,9 6,1 11,0

Mitarbeiter 14 01.09.2002−31.08.2006 1,8 1,3 3,1

Mitarbeiter 15 01.03.2006−31.08.2006 0,1 0,3 0,4

Mitarbeiter 16 01.05.2003−31.08.2006 1,2 1,0 2,2

Summe 800 Mannmonate = 66,7 Mannjahre

78,9

LB Mitarbeiter 17 01.02.2004−31.08.2006 1,2 1,0 2,2

Mitarbeiter 18 01.04.2004−31.08.2006 1,2 1,0 2,2

Mitarbeiter 19 01.02.2004−31.08.2006 0,7 1,0 1,7

Summe 91 Mannmonate = 7,6 Mannjahre

6,1

BBS Mitarbeiter 20 16.02.2004−18.11.2005 0,9 0,7 1,6

Mitarbeiter 21 07.06.2004−10.06.2005 0,3 0,3 0,6

Mitarbeiter 22 16.02.2004−18.11.2005 0,8 0,7 1,5

Mitarbeiter 23 16.02.2004−26.01.2005 0,2 0,3 0,5

Summe 70 Mannmonate = 5,8 Mannjahre

4,2

1) Bei den von der akkreditierten Messstelle gelieferten Bruttomesswerten wurde der natürliche Background von 0,075 ± 0,009 mSv/Monat (Mittelwert über 15 Jahre) abgezogen. Die Mess-unsicherheit der angegebenen Nettomesswerte beträgt ca. ±20%.

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Tabelle 2: Arbeitszeit, tatsächliche und höchstzulässige Gesamtexposition des Kollektivs der Mitarbeiter der Firmen NES, LB und BBS.

Firma

Arbeitszeit, Mannjahre 1)

Tatsächliche Gesamtexposition, mSv 1,2)

Höchstzulässige Gesamtexposition, mSv 1)

Tatsächlich zu höchstzulässig, %

NES 16 Mitarbeiter

66,7

78,9

1334

5,9

LB 3 Mitarbeiter

7,6

6,1

152

4,0

BBS 4 Mitarbeiter

5,8

4,2

116

3,6

Summe 23 Mitarbeiter

80,1

89,2

1602

5,6

1) Für den Zeitraum 1999 bis 2006 (Einige Mitarbeiter waren nicht die gesamte Abbauzeit be-schäftigt).

2) Exposition durch externe Strahlung und durch Inkorporation.

4 Umgebungsüberwachung

Da der gesamte Abbau des Reaktors innerhalb des Reaktorcontainments sowie die Freimessungen der abgebauten Betonteile und Komponenten in einer eigenen Frei-messhalle durchgeführt wurden und nur der Abbau kleinerer Einheiten (Kühltürme, Pumpenhaus, Verzögerungstank etc.) außerhalb des Reaktors stattfand, waren keine signifikanten Auswirkungen auf die Umgebung zu erwarten. Die Umgebungsüber-wachung wurde von der Strahlenschutz-Kontrollabteilung der ARC wahrgenom-men, die in Ihren Strahlenschutz-Kontrollberichten von 1999 bis 2006 keine dem Ab-bau zuzuordnenden Auswirkungen auf die Umgebung feststellen konnte.

5 Zwischenfälle

Kleinere technische Probleme, wie Ausfälle der Diamantseilsäge, Blockaden beim Ausbohren von Rohren durch Betoneisen bzw. lose Kiesel in Betonlunker und Defekt des Brocks (Maschine zum Zerkleinern von Betonblöcken), konnten umgehend be-hoben werden. Zweimal gab es eine Verpuffung in kleinen Hohlräumen im Beton des biologischen Schilds durch Wasserstoffbildung beim Betonschneiden, die aber keine Auswirkungen zeigten und auch keinerlei Sicherheitsrisiken darstellten. Beim Schneiden von Stahlarmaturen gelangte einmal ein Stahlsplitter durch die Schutzbril-le hindurch in das linke Auge eines Mitarbeiters, der aber nach ärztlicher Behand-lung problemlos entfernt werden konnte und weder eine Kontamination des Auges noch einen weiteren Schaden bewirkte. Der Mitarbeiter konnte nach ärztlicher Un-tersuchung und Behandlung seine Arbeit fortsetzen. Bei Schneidarbeiten zur Sanie-rung des Warmwasserzirkulationssystems durch die mit Wartungsarbeiten an der Infrastruktur beauftragte Firma kam es im Bereich der Strahlenschutzwarte durch Rauchentwicklung zur Auslösung eines Brandalarms. Da ein Schwelbrand nicht ausgeschlossen werden konnte, wurde die Betriebsfeuerwehr verständigt, die nach Überprüfung jedoch keine Löschmaßnahmen setzen musste.

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Ansonsten verlief der Abbau des Reaktors ohne weiteren Personenschaden, was si-cherlich auf die gute Arbeitsvorbereitung durch die Projektleitung und Einhaltung aller Sicherheitsbestimmungen durch das Abbaupersonal zurückzuführen war.

6 Gesamtbeurteilung der Strahlenschutz- und Sicherheitsüberwachung

Die von NES eingesetzten Maßnahmen zur Strahlenschutz- und Sicherheitsüberwa-chung waren äußerst effizient und wurden strikte eingehalten. Die Belehrungen und Unterweisungen wurden von allen Mitarbeitern akzeptiert, die Arbeitsplatzüberwa-chung und strahlenschutztechnischen Vorgaben waren zielführend.

Die Personenüberwachung ergab bei den medizinischen Kontrollen keine Beanstan-dungen und bei den physikalischen Kontrollen keine Dosisüberschreitungen. Auch über die Umgebungsüberwachung konnte durch den Abbau und die Dekommissio-nierung kein Einfluss auf die Umgebung nachgewiesen werden. Die wenigen Zwi-schenfälle im Arbeitsablauf erwiesen sich als nicht gravierend und beeinträchtigten die Abbauarbeiten nicht wesentlich.

Für die Firma BBS und damit auch für die für diese Firma zuständige Behörde und für deren Gutachter und Arbeitsinspektoren wurde ein eigener Bericht über die Strahlenschutzüberwachung ihrer Mitarbeiter angefertigt und übergeben und auch von diesen akzeptiert (Steger 2006a).

Weiters wurde ein Abschlussbericht über strahlenschutztechnische Maßnahmen, über die Strahlenschutzüberwachung und deren Ergebnisse bei den verschiedenen Tätigkeiten beim Abbau des ASTRA-Reaktors verfasst, der den zuständigen Behör-den, den jeweiligen Gutachtern, den Arbeitsinspektoren und der Geschäftsführung NES übergeben und von diesen akzeptiert wurde (Steger 2006b).

Abbildung 7: Eine Gruppe der Abbaumannschaft der Firmen NES, LB und BBS.

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7 Bibliographie

AllgStrSchV 2006 Allgemeine Strahlenschutzverordnung (AllgStrSchV), BGBl. II Nr. 191/2006

EU 1996 EUROPÄISCHE UNION (Hrsg.): Richtlinie 96/29/Euratom des Rates vom 13. Mai 1996 zur Festlegung der grundlegenden Sicherheitsnormen für den Schutz der Gesundheit der Arbeitskräfte und der Bevölkerung gegen die Gefahren durch ionisierende Strahlungen. In: Amtsbl. Eur. Union L 159 (1996–06–29), S. 1–114

ICRP 1997 INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION (Hrsg.): Indi-vidual monitoring for internal exposure of workers. In: Ann. ICRP 27 (1997), Nr. 3–4, S. 1–164

MBA 2003 MAGISTRATISCHES BEZIRKSAMT FÜR DEN 23. BEZIRK (Hrsg.): Betonschneidear-beiten zum Abbau des ASTRA-Reaktors des Forschungszentrums Seibersdorf. Wien, 2003–11–26. – Bescheid EZ 1338, KG Siebenhirten, Reg.Zahl 100027/T/23

Meyer 2003 MEYER, F. ; STEGER, F.: Allgemeine Festlegungen beim Rückbau und der De-kommissionierung des ASTRA-Reaktors Seibersdorf, Verhaltensvorschriften. Seibers-dorf : Nuclear Engineering Seibersdorf, 2003–05. – Arbeitsanweisung NF-AA- SS-01

Meyer 2008 MEYER, F. ; STEGER, F.: Dekommissionierung des ASTRA-Forschungsre-aktors Seibersdorf – Stilllegung, Abbau und Strahlenschutz. Teil 1: Stilllegung, Beschreibung, Abbau und Entsorgung. In: Strahlenschutz aktuell 42 (2008), Nr. 2, S. 7–27

Rados 2000 RADOS TECHNOLOGY GMBH (Hrsg.): Ganzkörperkontaminationsmonitor RTM860TS. Hamburg : Rados, 2000. – Technische Dokumentation

Steger 1994 STEGER, F. ; ANDRASI, A. ; RIEDLMAYR, L. ; ZOMBORI, P. ; LOVRANICH, E. ; URBAN, J.: Ein Ganzkörperzähler mit Halbleiterdetektoren für Strahlenschutzmes-sungen. In: Koelzer, W. ; Maushart, R. (Hrsg.): Strahlenschutz: Physik und Meßtech-nik. Bd. 2. Köln : TÜV Rheinland, 1994. – ISBN 3–8249–0212–5

Steger 2004 STEGER, F. Seibersdorf : Nuclear Engineering Seibersdorf, 2004–11. – Ar-beitsanweisung NF-FE-AA-14

Steger 2006a STEGER, F. ; BRANDL, A. ; KURZ, H. ; METZKER, E. ; URBANICH, E. ; MEYER, F.: Abschlussbericht über die Strahlenschutzüberwachung bei Betonschneidearbeiten der Firma BetonBohr-Service GmbH beim Abbau des ASTRA-Forschungsreaktors der Aus-trian Research Centers. Seibersdorf : Nuclear Engineering Seibersdorf, 2006–03. – Abschlussbericht

Steger 2006b STEGER, F. ; MEYER, F. ; BRANDL, A. ; KURZ, H. ; METZKER, E. ; URBANICH, E.: Abschlussbericht über die Strahlenschutzüberwachung beim Abbau und Dekommis-sionierung des ASTRA-Reaktors des Forschungszentrums Seibersdorf. Seibersdorf : Nuclear Engineering Seibersdorf, 2006–12. – Abschlussbericht

StrSchG 1969 Strahlenschutzgesetz (StrSchG), BGBl. Nr. 227/1969

StrSchG 2004 Strahlenschutz-EU-Anpassungsgesetz, BGBl. I Nr. 137/2004

StrSchV 1972 Strahlenschutzverordnung (StrSchV), BGBl. Nr. 47/1972

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Die Autoren

Ferdinand Steger, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Leiter der Arbeitsgruppe

Radiometrie und Inkorporationsmessstelle des Institutes für Strahlenschutz im

Österreichischen Forschungszentrum Seibersdorf (ÖFZS), Strahlenschutzbeauf-

tragter der Austrian Research Centers Seibersdorf (ARCS), Projektleiter CTBTO-

Messlabor, Strahlenschutzkonsulent Nuclear Engineering Seibersdorf (NES), im

Ruhestand seit 2008.

Harald Kurz, Chefoperator Forschungsreaktor, Strahlenschutzwahrnehmender

Nuclear Engineering Seibersdorf (NES), Leiter der Strahlenschutzwarte des AST-

RA-Reaktors, Strahlenschutzmesstechniker, im Ruhestand seit 2007.

Ernst Urbanich, Strahlenschutzwahrnehmender Nuclear Engineering Seibersdorf

(NES), Messtechniker, Qualitätssicherungverantwortlicher NES, Dokumentations-

verantwortlicher NES, Mitglied der Betriebsfeuerwehr, im Ruhestand seit 2008.

Franz Meyer, leitender Operator Forschungsreaktor, Leiter der Zentralwerkstätte

ARCS, Leiter Prototypenfertigung ABB, Betriebsleiter Forschungsreaktor, Projekt-

leiter Dekommissionierung und Abbau des ASTRA-Reaktors, Geschäftsfeldleiter

Dekommissionierung und Dekontamination.

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Science

On the Nature of Defect Centres and Thermoluminescence in LiF:Mg,Ti

M. Hajek & M. Hassanpour*

Vienna University of Technology, Atomic Institute of the Austrian Universities, Stadionallee 2, 1020 Vienna

ABSTRACT — Thermally stimulated radioluminescence, short ‘thermoluminescence’ (TL), is the

emission of light during the heating of a solid sample following the previous absorption of energy

from ionizing radiation. The occurrence of TL is coupled to the presence of impurities or defects in

a given substance. A wide variety of experimental investigations has allowed greater insights to

emerge regarding the fundamental processes by which energy is first stored in the material (after

the sample has been exposed to ionizing radiation) and is then released in the form of light during

heating of the sample. However, the picture is still far from being complete. It is the intent of this

paper to review our current understanding of the nature of the defect centres in the most promi-

nent TL phosphor, LiF:Mg,Ti. In particular, we illustrate the mechanisms by which charge is local-

ized at these imperfections before thermal stimulation leads to delocalization and recombination,

allowing energy release to take place.

1 Introduction

To the majority of radiation protection physicists, thermoluminescence (TL) do-simetry is known as a robust and easy-to-handle method of occupational radiation dose measurement. In brief, the phenomenon of TL can be described as the emission of light during the heating of a solid sample, usually a crystalline insulator, following the previous absorption of energy. The term thermoluminescence is somewhat unfor-tunate since it sounds as if the heating is the main energy source of the emitted light, which is not the case. The initial excitation, typically by exposure to ionizing radia-tion, is the source of energy, whereas the heating serves only as a trigger which helps in releasing this accumulated energy (Chen 1997). The occurrence of TL is coupled to the presence of impurities or defects in a given substance. However, the details of the luminescence mechanism are far from being completely understood and the associa-tion of specific imperfections with a certain TL peak is often rather tricky. It may very well happen that a certain impurity or defect is abundant in a given sample, but does not contribute to the measured TL. On the other hand, other defect structures, some-times undetectable by other means due to their low concentrations, are found to be responsible for the measured TL signal (McKeever 1985). The study of TL is actually the study of imperfections in the phosphor, but often with no simple way to identify them. Or, as one pioneer in TL dosimetry put it, ‘crystals are like people, it is the de-fects that make them interesting’. For dosimetry applications, this inability to identify the relevant defect structures is usually unimportant, as long as the effect is repro-ducible and a reliable calibration is at hand.

____________________

* Corresponding author: [email protected]

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Figure 1: Energy band scheme showing the electronic transitions in a TL material accord-ing to a simple two-level model: (a) generation of electrons and holes; (b) electron and hole trapping; (c) electron release due to thermal stimulation; (d) recombina-tion. Solid circles represent electrons, open circles are holes. Level T is an electron trap, R a luminescence centre, Ef is the Fermi level, Eg is the energy band gap.

From the physical point of view, however, understanding of the role of defect centres and the processes by which energy is first stored in the material and is then released in the form of light during heating of the sample is fundamental to develop new do-simeter materials with properties tailored to specific needs. The simplest model of a TL process uses the energy band scheme of ordered crystals (although the phenome-non also occurs in disordered materials such as glasses). In order to explain the oc-currence of a single TL peak, one has to assume that at least two kinds of imperfec-tions exist in the crystal (Bos 2007). During the initial excitation, electrons and holes are produced in pairs by the applied radiation. One of the defects captures electrons, while the other captures holes. The energies of these trapping states are within the forbidden gap of the given crystal (Figure 1). The states are metastable, and nor-mally, at sufficiently low temperature, their lifetime is very long. While heating the sample, the electrons are thermally released (usually to the conduction band), and then they may recombine with trapped holes, thereby emitting photons. In this situa-tion, the hole trapping state is called a ‘recombination or luminescence centre’ and the electron trapping state is simply termed a ‘trap’. In older publications, the term ‘activator’ is sometimes used for the luminescence centre and ‘co-activator’ for the trap. Several reviews of the charge trapping and recombination mechanisms in the most prominent TL phosphor, LiF doped with Mg, Ti and OH impurities, have been published (Stoebe 1975; Jain 1982; McKeever 1990; Horowitz 2006) but more recent data has allowed greater insights to emerge regarding the identity of the primary de-fects involved in the production of TL.

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2 Experimental Methods

TL is probably the most sensitive experimental probe that one can employ to search for charge localization in insulating materials (McKeever 1990). This sensitivity is what one exploits in radiation dosimetry, but at the same time it gives rise to most of the major problems that afflict the method, such as the complexity of the glow curve obtained with some of the most popular TL dosimeters (TLDs). In order to associate specific defect centres with certain TL peaks, a variety of experimental sources has been exploited. These include (in alphabetical order) dielectric relaxation, electron spin resonance, emission spectroscopy, ionic conductivity, ionic thermocurrents, op-tical absorption, phototransfer, X-ray-induced luminescence, and others.

Optical absorption (i.e. measurement of the optical density) is one of very few direct means of obtaining information concerning the charge trapping nature of the various defect centres participating in the TL mechanism (Vana 1968). A prominent example shall serve as illustration: an electron trapped in an anionic vacancy is usually called an F-centre. Since the electron tends to absorb light in the visible spectrum, a material that would otherwise be transparent appears coloured; thus the origin of the name, F-centre, which originates from the German ‘Farbzentrum’. The translation of this term provides the synonym ‘colour centre’, which may also refer to such lattice de-fects. In the optical absorption measurement, the absorption of a crystal that contains colour centres is compared to a crystal without such centres (Schulman 1963). This comparison is made as a function of wavelength of the measuring light. Measure-ments are usually confined to wavelengths between 185 and 3,000 µm since most commercial monochromators are limited to this range. Ultraviolet spectrometers are needed below 185 µm, and measurements in this region are sparse. If I0 is the inten-sity of light transmitted by the uncoloured crystal and I the intensity transmitted by the coloured crystal, the absorption may be described by the optical density (O.D.):

10 0O.D. log /I I (1)

Figure 2 shows an example of an optical absorption spectrum of LiF:Mg,Ti following X-ray irradiation to high dose levels. Optical absorption measurements give informa-tion about the occupation probability of the different centres (capturing electrons and/or holes) in the radiation absorption stage, i.e. before the heating (recombina-tion) process begins. As colour centres are often paramagnetic, they can also be stud-ied by electron spin resonance techniques.

Conventional experimental TL measurements record the luminescence emission us-ing a broad band detector such as a photomultiplier tube. Emission intensity is then displayed in a glow curve as a function of temperature. In this way, the different traps active in the material are monitored in a temperature-dispersive manner, with each trap giving rise to its own TL peak. Whereas temperature resolution can sepa-rate the different detrapping processes occurring in the substance, wavelength meas-urement can resolve the different recombination processes and provide valuable in-formation about the nature of the luminescence centres. Figure 3 shows an isometric plot of TL−temperature−wavelength for a beta-irradiated sample of LiF:Mg,Ti. The main TL peaks do not emit at the same wavelength. Alterations observed in the emission spectra of LiF crystals with variable Mg/Ti dopant concentrations (Porstner 1996) indicated that Ti complexes, modified by Mg, are responsible for the lumines-cence emission.

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Figure 2: Optical absorption spectrum from LiF:Mg,Ti following X-ray irradiation to high dose levels. The recorded absorption bands are associated with the indicated defect centres. After Nink (1980).

Figure 3: Isometric plot of TL intensity vs. wavelength vs. temperature for LiF:Mg,Ti grown at Rank Precision Industries. The Mg content is ~80 ppm, with a Ti con-tent of 4 ppm. The sample has been irradiated with 90Sr beta particles following a 400°C anneal and rapid cool. After Townsend (1983).

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Hassanpour (2008) investigated the TL response and glow curve structure of differ-ently doped LiF:Mg,Ti phosphors, both single crystals and extruded ribbons, by irra-diating the samples under increased temperature conditions, optical illumination with different wavelengths, and magnetic fields of variable intensity. Significant changes in the glow curve structure may also result from heat treatment prior to ra-diation absorption (Berger 2008b). The principal effect of thermal and optical treat-ments in an ionic crystal such as LiF is to alter the lattice defect equilibrium, includ-ing the concentration and arrangement of cationic and anionic vacancies, impurities, and assorted electrons and holes which may be associated with such defects (Stoebe 1975).

3 TL Emission from LiF:Mg,Ti

The most popular TL dosimeter in use today, LiF doped with Mg, Ti and OH impuri-ties, has been available commercially since the late 1960s (Ben Shachar 1991). This form of LiF has been produced by Harshaw (now Thermo Fisher Scientific) as TLD-100, TLD-600 and TLD-700 (depending on the relative isotopic abundances of 6Li and 7Li). Due to its dosimetric prominence, LiF:Mg,Ti has been the most intensively in-vestigated of all the TL materials (Horowitz 2006). LiF consists of two interpenetrat-ing fcc lattices, one for Li+ and one for F− ions (Figure 4). Each Li+ ion located in the centre of a cube is surrounded by six nearest F− ions and vice versa. The ions are closely packed with a lattice constant of 0.4 nm. Deviations from stoichiometry in the perfect crystal lattice constitute structural defects and a thermodynamic equilibrium the LiF crystals contain lattice vacancies and interstitial ions. Schottky defects (pairs of Li+ and F− vacancies) are the most numerous. Frenkel defects (vacancy plus inter-stitial) only become important at high temperatures.

Mg2+ substitutes Li+ with charge neutrality being preserved by the presence of excess Li+ vacancies (Horowitz 2001). This results in impurity-vacancy pairs (Mg2+-Livac) or dipoles (Figure 4), which in turn form clusters to minimize the crystal’s free energy. The most important clusters are trimers which consist of three dipoles. High-temperature annealing and usually applied cooling rates result in most of the Mg forming trimers or Mg precipitates (Horowitz 2003):

2+vacfree Mg Li dipoles trimers precipitates (2)

Equation (2) ignores higher-order cluster formation: indeed, Ti and OH can form complexes with the Mg defects (Piters 1993).

Irradiation of LiF:Mg,Ti produces several absorption bands which are not present before irradiation. The most intense of these is the F-centre (Figure 4) which produces absorption peaking at 245 nm (or 5.00 eV). When divalent impurities are present in the lattice, F-centres associate with them to form a variety of Z-centres (Figure 4), of which there are many (Z0, …, Z3). Several authors suggested that colour centres could play a supporting role in the luminescence process, but no definite correlation has been made although the amount of data produced up to now is large (Baldac-chini 2003).

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Figure 4: Crystalline lattice of LiF:Mg,Ti illustrating the molecular structure of the most important electron trapping centres. The trap associated with TL peak 5 is com-posed of three Mg2+-Livac dipoles (forming a trimer). The F-, F’-, Z1-, Z2- and Z3-centres are also indicated.

Ti enters the LiF lattice substituting for Li+ in either the Ti3+ or Ti4+ state. Charge compensation takes place in several ways, among them formation of Ti4+(O2−)3 and Ti(OH)n complexes as well as formations of OH− ions which cluster with Mg to form Mg(OH)m complexes (McKeever 1990). Such complexes are expected to reduce the TL emission by the formation of centres which compete with TL-related defect struc-tures (Wachter 1980). Thus, OH− plays a conflicting role both as luminescence sup-porter and killer. Commercially available LiF:Mg,Ti dosimeters contain several ppm OH− ions. Optimum dosimeter performance for many applications is usually achieved with ~150−300 ppm Mg and 8−12 ppm Ti doping.

Possibly the most complete analysis of the LiF:Mg,Ti glow curve, which is still re-ferred to today, was performed by Fairchild (1978). As many as 13 TL peaks were re-solved, depending on the dose used. Since then, it has become popular to number the low-temperature peaks (i.e. <220°C) 1−5, with the number of peaks forming the high-temperature emission still being debated. In routine dosimetry, absorbed dose is evaluated by integrating the glow curve over a pre-defined region of interest (ROI), which usually contains the dominant TL peak 5 along with a fraction of peak 4 (Fig-ure 5). The high-temperature emission from LiF:Mg,Ti has proven in several scien-tific applications (Schöner 1999; Hajek 2006) to be a measure for the yield of certain radiobiological endpoints such as double strand breaks in DNA (Fürweger 2007a,b) or micronuclei induction (Noll 2000).

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Figure 5: LiF:Mg,Ti (TLD-700) glow curve following 60Co gamma irradiation at an ab-sorbed dose to water of 91.8 mGy. The applied heating rate was β = 5°C/s. The glow curve has been analyzed into its component peaks using computerized glow curve deconvolution (GlowFit) with physically meaningful constraints. Full cir-cles represent the measured glow curve. The top figure indicates the quality of the deconvolution by showing the percentage difference between the measured and fit-ted values. TL peak 1 has already faded.

The structure responsible for the dominant TL peak (peak 5 in Figure 5) is composed of three Mg2+-Livac dipoles forming a trimer (the trap) coupled to Ti(OH)n (the lumi-nescence centre). Peak 5 sensitivity was observed to increase strongly with the square of the concentration of Ti, reaching a maximum at a Ti concentration of ~12−13 ppm. This quadratic dependence was interpreted as the result of incorporation of two Ti(OH)n or O complexes, perhaps coupled independently to two of the dipoles form-ing a Mg2+-Livac trimer (Horowitz 2006). The spatial localization of the Mg and Ti de-fects is seen to be of fundamental importance in describing certain aspects of the dose

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response, e.g. the TL efficiency following exposure to beams of high-energy heavy ions (Berger 2008a). Investigations irradiating LiF crystals with variable Mg/Ti dopant ratio under increased temperature, optical illumination and magnetic fields yielded the following conclusions (Hassanpour 2008): spatially correlated Mg and Ti defects are related to TL peak 2, while clusters of those centres might be responsible for peaks 3 and 4. Mg2+ complexes (partly correlated with Ti and OH− ions) act as electron trapping centres giving rise to the high-temperature peaks 6 to 9. This strong degree of spatial correlation between trapping and luminescence centres seems to explain the experimental evidence that the high-temperature TL from LiF:Mg,Ti ap-pears to mimic the ionization density dependence of the response of biological sys-tems to heavy-ion irradiations (Hajek 2006).

4 Summary and Conclusions

The generally accepted model for TL emission from LiF:Mg,Ti (which in some in-stances might be lacking essential details) suggests that Mg defects are the trapping sites, while (TiOH)n complexes are the luminescence centres. The spatial correlation of Mg and Ti defects is of crucial importance for describing certain experimentally observed properties such as the similar ionization density dependence of TL and ra-diobiological response. The microscopic distribution of energy deposition events in volumes of lineal dimensions of less than 10 nm is of critical significance in radiation

damage to DNA. This, and the consequent inappropriateness of concepts based on ‘track-averaged’ (macroscopic) quantities such as LET as a measure of DNA radiation damage, has led to an increasingly intensive search for a ‘quasi-biological’ solid-state radiation detector (Zaider 1999). The nanometre dimensions of the trapping cen-tre−luminescence centre pairs in the LiF:Mg,Ti system points to the potential of its use as a solid-state nanodosimeter in radiation fields of mixed composition.

5 Bibliographie

Baldacchini 2003 BALDACCHINI, G. ; DAVIDSON, A. T. ; KALINOV, V. S. ; KOZAKIEWICZ, A. G. ; MONTEREALI, R. M. ; VOITOVICH, A. P.: Effects of bleaching on the ther-moluminescence of gamma-irradiated LiF crystals. In: J. Lumin. 102–103 (2003), pp. 77–80

Ben Shachar 1991 BEN SHACHAR, B. ; HOROWITZ, Y. S.: Anomalous thermally induced fading of annealed and unannealed LiF:Mg,Ti (TLD-100, Harshaw) using com-puterized glow curve deconvolution. In: J. Phys. D-Appl. Phys. 24 (1991), no. 9, pp. 1649–1654

Berger 2008a BERGER, T. ; HAJEK, M.: TL-efficiency—overview and experimental re-sults over the years. In: Radiat. Meas. 43 (2008), no. 2–6, pp. 146–156

Berger 2008b BERGER, T. ; HAJEK, M.: On the linearity of the high-temperature emis-sion from 7LiF:Mg,Ti (TLD-700). In: Radiat. Meas. 43 (2008), no. 9–10, pp. 1467–1473

Bos 2007 BOS, A. J. J.: Theory of thermoluminescence. In: Radiat. Meas. 41 (2007), suppl. 1, pp. S45–S56

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32

Chen 1997 CHEN, R. ; MCKEEVER, S. W., S.: Theory of thermoluminescence and related phenomena. Singapore : World Scientific Publishing, 1997. – ISBN 981–02–2295–5

Fairchild 1978 FAIRCHILD, R. G. ; MATTERN, P. L. ; LENGWEILER, K. ; LEVY, P. W.: Ther-moluminescence of LiF TLD-100: glow-curve kinetics. In: J. Appl. Phys. 49 (1978), no. 8, pp. 4523–4533

Fürweger 2007a FÜRWEGER, C. ; HAJEK, M. ; VANA, N. ; KODYM, R. ; OKAYASU, R.: Cel-lular signal transduction events as a function of linear energy transfer (LET). In: Radiat. Prot. Dosim. 126 (2007), no. 1–4, pp. 418–422

Fürweger 2007b FÜRWEGER, C.: Thermoluminescence dosemeters as biologically relevant detectors. Vienna, Vienna University of Technology, PhD thesis, 2007

Hajek 2006 HAJEK, M. ; BERGER, T. ; FÜRSTNER, M. ; FUGGER, M. ; VANA, N. ; AKATOV, Y. ; SHURSHAKOV, V. ; ARKHANGELSKY, V.: BRADOS—Dose determination in the Russian Segment of the International Space Station. In: Radiat. Prot. Dosim. 37 (2006), no. 9, pp. 1664–1667

Hassanpour 2008 HASSANPOUR, M.: Influence of physical parameters on the properties of thermoluminescence phosphors. Vienna, Vienna University of Technology, PhD the-sis, 2008

Horowitz 2001 HOROWITZ, Y. S.: Theory of thermoluminescence gamma dose re-sponse: the unified interaction model. In: Nucl. Instrum. Meth. B 184 (2001), no. 1–2, pp. 68–84

Horowitz 2003 HOROWITZ, Y. S. ; OSTER, L. ; BIDERMAN, S. ; EINAV, Y.: Localized transi-tions in the thermoluminescence of LiF:Mg,Ti: potential for nanoscale dosimetry. In: J. Phys. D-Appl. Phys. 36 (2003), no. 5, pp. 446–459

Horowitz 2006 HOROWITZ, Y.: A unified and comprehensive theory of the TL dose response of thermoluminescent systems applied to LiF:Mg,Ti. In: HOROWITZ, Y. (Ed.): Microdosimetric response of physical and biological systems to low- and high-LET radiations. Amsterdam : Elsevier, 2006. – ISBN 0–444–51643–3, pp. 75–202

Jain 1982 JAIN, V. K.: Thermoluminescence of lithium fluoride. In: Radiat. Prot. Do-sim. 2 (1982), no. 2–3, pp. 141–167

McKeever 1985 MCKEEVER, S. W., S.: Thermoluminescence of solids. Cambridge : Cam-bridge University Press, 1985. – ISBN 0–521–24520–6

McKeever 1990 MCKEEVER, S. W. S. ; HOROWITZ, Y. S.: Charge trapping mechanisms and microdosimetric processes in lithium fluoride. In: Int. J. Radiat. Appl. Instrum. C-Radiat. Phys. Chem. 36 (1990), no. 1, pp. 35–46

McKeever 1995 MCKEEVER, S. W., S. ; MOSKOVITCH, M. ; TOWNSEND, P. D.: Thermolu-minescence dosimetry materials: properties and uses. Ashford : Nuclear Technology Publishing, 1995. – ISBN 1–870965–19–1

Noll 2000 NOLL, M. ; BÖCK, E. ; SCHÖNER, W. ; EGGER, P. ; WOLF, C. ; RÜDIGER, H. ; VA-

NA, N.: Correlation of the LET-dependent TL-response of LiF:Mg,Ti TL-dosemeters and gentoxic endpoints after proton irradiation. In: Appl. Radiat. Iso-topes 52 (2000), no. 5, pp. 1135–1138

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Piters 1993 PITERS, T. M. ; BOS, A. J. J.: A model for the influence of defect interactions during heating on thermoluminescence in LiF:Mg,Ti (TLD-100). In: J. Phys. D-Appl. Phys. 26 (1993), no. 12, pp. 2255–2265

Porstner 1996 PORSTNER, A.: Der Einfluss von (Mg,Ti)-Dotierungen in LiF-Dosimetern auf deren LET-Empfindlichkeit. Vienna, Vienna University of Technology, MSc the-sis, 1996

Schöner 1999 SCHÖNER, W. ; VANA, N. ; FUGGER, M.: The LET dependence of LiF:Mg,Ti dosemeters and its application for LET measurements in mixed radia-tion fields. In: Radiat. Prot. Dosim. 85 (1999), no. 1–4, pp. 263–266

Schulman 1963 SCHULMAN, J. H. ; COMPTON, W. D.: Color centers in solids. Oxford : Pergamon Press, 1963

Stoebe 1975 STOEBE, T. G. ; WATANABE, S.: Thermoluminescence and lattice defects in LiF. In: Phys. Status Solidi A 29 (1975), no. 1, pp. 11–29

Townsend 1983 TOWNSEND, P. D. ; AHMED, K. ; CHANDLER, P. J. ; MCKEEVER, S. W. S. ; WHITLOW, H. J.: Measurements of the emission spectra of LiF during thermolumi-nescence. In: Radiat. Eff. 72 (1983), no. 1–4, pp. 245–257

Vana 1968 VANA, N.: Farbzentren in CsCl-Gittertyp-Einkristallen. In: Acta Phys. Aus-triaca 27 (1968), no. 1–3, pp. 161–173

Wachter 1980 WACHTER, W. ; VANA, N. J. ; AIGINGER, H.: The influence of hydroxyl ions on the thermoluminescence properties of LiF:Mg,Ti. In: Nucl. Instrum. Meth. 175 (1980), no. 1, pp. 21–23

Zaider 1999 ZAIDER, M. ; DICELLO, J. F. ; HOROWITZ, Y.: Where do we stand on solid state Microdosimetry? In: Radiat. Prot. Dosim. 82 (1999), no. 3, pp. 163–166

The Authors

Michael Hajek, studied Technical Physics in Vienna, 2002 PhD in Radiation Pro-

tection, Dosimetry and Nuclear Reactor Safety. Visiting scientist at international

accelerator centres in Japan and Switzerland. Since 2006, Assistant Professor of

Radiation Dosimetry, Vienna University of Technology. Head of Dosimetry Divi-

sion, Department of Radiation Physics, Atomic Institute of the Austrian Universi-

ties.

Mahnaz Hassanpour, studied Physics in Tehran, 2008 PhD in Radiation Protec-

tion, Dosimetry and Nuclear Engineering from Vienna University of Technology.

Research interests: Thermoluminescence Dosimetry, Lasers. Since 2009, Scien-

tific Assistant at Science and Research Marketing GmbH, Waidhofen/Thaya.

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Serie Pioniere des Strahlenschutzes, der Kernphysik und Radiochemie

10. Folge

In memoriam Thomas Schönfeld (1923–2008)

G. Wallner1,* & F. Steger2

1 Universität Wien, Institut für Anorganische Chemie, Währinger Straße 42, 1090 Wien

2 Nuclear Engineering Seibersdorf GmbH, 2444 Seibersdorf

Thomas Schönfeld (TS, wie er von seinen Mitarbeitern immer genannt werden wollte) wurde 1923 in Wien geboren. Knapp 15-jährig musste er 1938 mit seiner Familie nach Großbritannien flüchten. Nach einem Jahr emigrierte er weiter in die USA, wo er das Studium der Chemie begann. Im September 1946 ging er als Angestellter der US-Militärregierung nach Deutschland, von wo er 1947 nach Wien zurückkam. Nach der In-skription an der Universität Wien erstellte er am damaligen 1. Chemischen Laboratorium der Universität Wien seine Dissertationsar-beit über »Adsorptionserscheinungen in hochverdünnten Lösungen (Untersuchungen mit Hilfe radioaktiver Stoffe)« unter Anlei-tung von Univ.Doz. Dr. Engelbert Broda.

Nach seiner Promotion 1950 war er Assistent am 1. Chemischen Institut, später am Institut für Anorganische Chemie, wo er sich 1963 habilitierte (»Die Aufnahme von Ionen metallischer Elemente durch Anionen-austauscher in Gegenwart von Komplexbildnern«). 1968 wurde er Titularprofessor, 1972 erfolgte seine Berufung zum Ordinarius am Institut für Anorganische Chemie der Universität Wien. Seine Vorträge und Vorlesungen, die ein sehr breites Spektrum abdeckten, waren in ihrer Klarheit und Detailfülle legendär. Eine große Zahl von Studenten wurde bei ihren Dissertationen und Diplomarbeiten von ihm betreut und zu einem guten Abschluss gebracht.

Seine wissenschaftlichen Schriften umfassen zahlreiche Publikationen, Beiträge zu Büchern und Handbüchern sowie eine »Bibliography on Radioanalytical Chemistry in Austria (1936−1979)«. 1955 schrieb er gemeinsam mit E. Broda für das Handbuch der mikrochemischen Methoden einen Beitrag über »Radiochemische Methoden der Mikrochemie«. Das 1956 erschienene Buch »Die technischen Anwendungen der Ra-

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* Korrespondierende Autorin: [email protected]

Thomas Schönfeld (Quelle: Österrei-chische Zentralbibliothek für Physik).

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dioaktivität«, ebenfalls mit E. Broda zusammen verfasst, wurde ins Japanische, Pol-nische, Rumänische, Russische, Tschechische und ins Englische übersetzt. Von den praktischen Arbeiten zeigt vielleicht das Projekt mit dem Titel »Deposition of Inhaled Fission Products in Lungs and Lymph Nodes of Human Beings« – das erste For-schungsprojekt, das von der IAEA überhaupt vergeben wurde – am deutlichsten, mit welchem Einsatz er seine Ideen umzusetzen vermochte: Von Anfang 1958 bis Ende 1965 wurden an die 660 Organproben verascht. Ein Teil wurde gammaspektrosko-pisch mit einem vom Projektsponsor finanzierten Einkanal-Messgerät untersucht. Ein weiterer Teil wurde nach radiochemischer Trennung mit einem im Rahmen einer Dissertation gebauten Betazähler in Antikoinzidenzschaltung gemessen.

Im Fachbeirat verschiedener wissenschaftlicher Zeitschriften, wie der »Monatshefte für Chemie«, der »Isotopenpraxis« und des »International Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry« stellte er sein umfangreiches Wissen als Referent zur Verfü-gung. Im Jahr 1995 organisierte er in Wien das Loschmidt-Symposium. 1959 wurde ihm für seine radiochemischen Arbeiten der Wissenschaftspreis des Theodor-Körner-Fonds verliehen, und 1997 erhielt er für sein Lebenswerk den Erwin-Schrödinger-Preis der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, der jährlich für hervorra-gende Leistungen auf dem Gebiet der Naturwissenschaften vergeben wird.

Seit 1965 war er als Berater für das Forschungszentrum Seibersdorf auf dem Gebiet des Strahlenschutzes tätig. Projekte, wie die Entwicklung von Methoden der Aus-scheidungsanalyse, Arbeiten über die Sorption und Mitfällung radioaktiver Stoffe, weiters der Aufbau eines Teilkörperzählers zur Inkorporationsüberwachung und ei-nes Alphaspektrometers sowie eines mobilen Hochleistungssammlers zur Bestim-mung geringster Aktivitätskonzentrationen in Luft wurden von ihm angeregt und betreut.

Thomas Schönfeld war seit 1967 Mitglied des Österreichischen Verbandes für Strah-lenschutz, dem er jahrelang mit seinem Wissen und seinem Engagement zur Seite stand. Seine Verbundenheit mit dem Strahlenschutzverband zeigte sich auch darin, dass zwei der von ihm betreuten Studenten (eine Dissertation und eine Diplomar-beit) mit dem Zakovsky-Preis, dem Preis des Verbandes für hervorragende Arbeiten auf dem Gebiet des Strahlenschutzes, ausgezeichnet wurden. Thomas Schönfeld war auch viele Jahre Mitglied der Österreichischen Strahlenschutzkommission.

Jeder, der Thomas Schönfeld kannte, weiß jedoch, dass sein Bild gänzlich unvoll-kommen wäre ohne die Würdigung seines Engagements in der Friedensbewegung, seines Einsatzes für die Ächtung der Atomwaffen und seiner Mitarbeit in der inter-nationalen Pugwash-Bewegung. Sehr wichtig war ihm die Herausgabe von Engelbert Brodas »Ausgewählte Schriften: Wissenschaft, Verantwortung, Frieden« (1985). Bis zuletzt war er als Vorsitzender des NGO Committee on Peace in Wien tätig, immer in der Überzeugung, dass Wissenschaft und Vernunft zu einer besseren Welt beitra-gen können.

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Die Autoren

Gabriele Wallner, Studium der Physik und Mathematik an der Universität Wien,

1989 Promotion am Institut für Radiumforschung und Kernphysik. Seit 1989

Assistentin am Institut für Anorganische Chemie (Arbeitsgruppe O.Univ.Prof. Dr.

Thomas Schönfeld), 2007 Habilitation. Arbeitsgebiet: Umweltradioaktivität.

Ferdinand Steger, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Leiter der Arbeitsgruppe

Radiometrie und Inkorporationsmessstelle des Institutes für Strahlenschutz im

Österreichischen Forschungszentrum Seibersdorf (ÖFZS), Strahlenschutzbeauf-

tragter der Austrian Research Centers Seibersdorf (ARCS), Projektleiter CTBTO-

Messlabor, Strahlenschutzkonsulent Nuclear Engineering Seibersdorf (NES), im

Ruhestand seit 2008.

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Praxis

Unsichtbare Gefahren sichtbar machen: Die SimRad-Projektreihe

K. Rainer1, G. Chroust2, S. Schönhacker1,* & M. Roth3

1 Forschungsinstitut des Roten Kreuzes, Nottendorfer Gasse 21, 1030 Wien

2 Johannes-Kepler-Universität Linz, Institut für Telekooperation Altenberger Straße 69, 4040 Linz

3 creative BITS group, Zaunermühlstraße 2, 4050 Traun

KURZFASSUNG — Die Bedeutung einer angemessenen Vorbereitung im Hinblick auf CBRN-Gefahren

wächst laufend. SimRad.NBC schafft eine fundierte Basis für ein NutzerInnen- und Praxis-

orientiertes Simulations- und Kommunikationswerkzeug für Einsatzkräfte in solchen Szenarien.

1 Hintergrund

Im Fall eines CBRN-Ereignisses müssen First Responder aus den Reihen der Feuer-wehr, der Rettungsdienste und der Polizei rasch und sicher die Situation einschätzen und entsprechende Schritte setzen, um negative Auswirkungen auf Personen, Tiere und Sachgüter so gering wie möglich zu halten.

Ein bedeutendes Problem im Zusammenhang mit chemischen, biologischen, radiolo-gischen und nuklearen Gefahren besteht darin, dass wir für viele Gefahrstoffe keine Rezeptoren oder Sinnesorgane besitzen, die es ermöglichen, die Lage zu erkennen und automatisch richtig zu agieren. Einsatzkräfte sind in diesem Fall immer auf ent-sprechende Messgeräte und Hilfsmittel angewiesen, um diese Gefahren erkennen und identifizieren zu können. Wesentlich ist dabei, entsprechende Ausbildungen zu ermöglichen, um mit den Geräten auch korrekt umgehen zu können, Messwerte rich-tig zu interpretieren, daraus entsprechende Schlüsse zu ziehen und angemessene Ak-tionen zu setzen. Um CBRN-Gefahren gut bewältigen zu können, muss dieses ange-messene Verhalten zuerst im Sinne von »best practices« erkannt, modelliert, erprobt und trainiert werden. Manche dieser »best practices« mögen intuitiven Bewälti-gungsmustern entgegenlaufen, im Fall einer schlechten Auswahl auch negativ auf-einander einwirken. Eine systemische Evaluation und Validierung der Gesamtsitua-tion – unter Einbezug einer globalen Betrachtungsweise – sind ausschlaggebend für die Wahl der optimalen Strategie im Einsatzfall. Aus diesen Gründen müssen sowohl die Einsatzkräfte der ersten Stunde, die First Responder, als auch Spezialkräfte speziell ausgebildet sein; realistische und praktische Umstände sowie menschliche Faktoren wie Belastungen, (inter-organisationelle) Kommunikation und Zusammenarbeit müssen hier einbezogen und beachtet werden.

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* Korrespondierender Autor: [email protected]

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Bis heute ist allerdings realistisches Training unter kontrollierten Bedingungen für den CBRN-Bereich schwer durchführbar. Entsprechende Rahmenbedingungen für das sichere und gleichzeitig realistische Nachstellen von Gefahrensituationen im größeren Ausmaß sind bislang ausständig. Moderne Technologien erlauben es aller-dings, sowohl die gewünschte Situation als auch die Konsequenzen von verschiede-nen, alternativen Lösungs- und Handlungswegen auf eine ganzheitliche Weise – mit Unterstützung von echten oder Übungsgeräten – zu simulieren. Über die nahelie-genden Bedürfnisse der Ausbildung hinausgehend können Simulationen weitere Vorteile wie einfaches Wiederholen von Szenarien, Dokumentation, Überprüfung von »best practices« und die Visualisierung von unterschwelligen Einflüssen bieten. Realitätsnahe Simulationen erlauben auch den Einbezug von Expertise erfahrener Einsatzkräfte, die nach dem Prinzip »Sehen ist Wissen« (»Seeing is knowing«) Feed-back und Lösungsalternativen beisteuern können. Zusätzlich können die als Simula-tionstools eingesetzten Technologien auch im Einsatzfall verwendet werden, um Vo-raussagen zu treffen, die einsatztaktische Führung zu vereinfachen und im Weiteren die gesetzten wie auch alternative Aktionen zu evaluieren.

2 Die SimRad-Projektreihe

Die SimRad-Projektreihe legt ihren Fokus in der Forschungs- und Entwicklungsar-beit auf zwei wesentliche Anliegen: Praxisnah, anwendungsorientiert und bedürfnis-zentriert zu arbeiten. Um das sicherzustellen werden die tatsächlichen NutzerInnen von Anfang an mit einbezogen. Das Forschungsinstitut des Roten Kreuzes (FRK) fragte daher, was First Respondern im CBRN-Fall und im Training wirklich wichtig ist.

Das FRK erhebt in einer seit Februar laufenden Interviewreihe (SimRad.NEEDS) die ganz spezifischen Bedürfnisse und Wünsche von CBRN-AusbilderInnen in Einsatz-organisationen. Auch die enge Kooperation mit den Projektpartnern der Feuerwehr Schwechat und der ABC-Einheit des Oberösterreichischen Roten Kreuzes trägt zu dieser Schwerpunktsetzung praktisch bei. Nach gründlicher Hintergrundrecherche und dem Erstellen eines präzisen Leitfadens werden ExpertInnen von Feuerwehr, Polizei und Rettungsdienst sowie aus dem Bundesheer über ihre Erfahrungen und das Training der Einsatzkräfte für den ABC-Krisenfall befragt.

Im Sinne einer SWOT-Analyse wurde hier den GesprächspartnerInnen die Möglich-keit gegeben, über Stärken, Schwächen, Zukunftsmöglichkeiten, aber auch hinderli-che Entwicklungen in den CBRN-spezifischen Bereichen von Ausbildung und Trai-ning, der Realeinsätze, der Kommunikation und der Simulations-Techniken zu be-richten. Auch Einflüsse, die der Recherche von internationaler Literatur zufolge auf die Einsatzkräfte in unterschiedlichem Ausmaß einwirken, wurden hier nochmals auf ihre praktische Relevanz aus der Sicht der Befragten hin untersucht. Positive und negative Einflussfaktoren sowie Schnittstellen mit Umwelt, Ausrüstung und Gerät wurden auf ihre Relevanz hin präsentiert und von den Interviewpartnern eingeord-net.

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Abbildung 1: SimRad.NBC simuliert die komplexen Interaktionen verschiedener extrinsi-scher und intrinsischer Einflussfaktoren, die auf First Responder einwirken.

Diese verschiedenen Faktoren werden im Projekt verwendet, um praxisnahe, aber modifizierbare Modelle von Krisensituationen zu generieren. Das auf den Grundsät-zen der Systemdynamik (http://de.wikipedia.org/wiki/System_Dynamics) beruhende Modell soll die direkten, aber auch die impliziten Einflüsse und deren Verhältnis zu-einander sowie ihre Wirkung auf die Einsatzkräfte und deren Effizienz visualisieren. Diese Basis ist der Grundstein für eine praxisnahe und flexibel an der Realität orien-tierte Simulation, die die vielfältigen, komplexen Möglichkeiten von realem Einsatz-geschehen abbilden soll. Faktoren verschiedener Intensität und Beeinflussungsrich-tung wie etwa Motivation, Risikowahrnehmung, persönliche Ausrüstung, Ausbil-dung und Erfahrungsstand werden identifiziert und in Rückkoppelungsschleifen eingespeist. Sie dienen dabei je nachdem als Multiplikatoren oder dämpfende Ele-mente. Das Ergebnis dieses Modells wird durch eine Art Landkarte von vielfältigen Einflussfaktoren und deren Abhängigkeiten dargestellt.

Die Landkarte der Einflussfaktoren sowie die erste Sichtung der Interviews machen deutlich, dass SimRad.NBC und die Studie einige unerwartete und spannende Er-gebnisse in die Forschungs- und Entwicklungsarbeit des geplanten Simulations- und Kommunikationstools einbringen.

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Neben den wertvollen Informationen, die durch die Gespräche mit ExpertInnen aller großen Einsatzorganisationen im CBRN-Fall gesammelt und analysiert werden, wird durch die Studie SimRad.NEEDS auch das Bewusstsein für manche Teilaspekte ihrer eigenen (Ausbildungs-)Arbeit verstärkt geweckt. Probleme, die z.B. die realistische Darstellung von B-Szenarien birgt, aber auch mögliche innovative Lösungsansätze sind nur Beispiele derjenigen Aspekte, die in der Auswertung der Interviews, der nachfolgenden Analyse sowie in Publikationen und auf Fachveranstaltungen präsen-tiert werden sollen.

3 Rückblick und Ausblick

SimRad.NBC, der Ausgangspunkt der SimRad-Projektserie, läuft von Oktober 2007 bis November 2009. Direkt im Anschluss wird SimRad.COMP die theoretischen und praktischen Vorarbeiten weiterführen, um praxisorientierte Komponenten für ein Simulations- und Kommunikationssystem zu erstellen, die bei der Bewältigung der »unsichtbaren CBRN-Gefahren« mitwirken sollen.

Nicht zuletzt können die sich ergänzenden Teile der SimRad-Projektreihe als ein wichtiger Beitrag zu einer besseren Vernetzung und als ein kleiner, aber wesentlicher Schritt zu einem näheren Zusammenrücken und zur verstärkten Kooperation zwi-schen denjenigen Organisationen beitragen, die sich mit dem wichtigen Thema der Bewältigung von CBRN-Lagen in Österreich beschäftigen.

Das Projekt SimRad.NBC wird durch die Gelder des KIRAS-Sicherheitsprogrammes vom BMVIT finanziert.

4 Quellen im Internet

Projekt-Website: http://www.simrad.at KIRAS-Sicherheitsforschungsprogramm: http://www.kiras.at

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Verband Mitteilung des Kassiers

Sehr geehrte Kollegin! Sehr geehrter Kollege!

Auch heuer liegt dem ersten Mitteilungsblatt dieses Jahres wie gewohnt der Zahl-

schein für den Jahresmitgliedsbeitrag für das laufende Vereinsjahr bei. Ich ersuche Sie, den ausgewiesenen Beitrag für das Jahr 2009 (inklusive eventueller Rückstände aus den vergangenen Jahren) zu begleichen. Nur dank Ihres Beitrages ist es unserem Verband möglich, den Vereinsgeschäften nachzukommen, Leistungen wie diese Fachzeitschrift und günstige Fachtagungen anzubieten und die Ziele und Pläne für die Zukunft auch tatsächlich umzusetzen.

Die Mitgliedsbeiträge für das Jahr 2009 wurden von den Mitgliedern bei der letzten Vollversammlung neu festlegt:

für ordentliche Mitglieder € 30,–

für ÖVS-/FS-Mitglieder (Kombi-Mitgliedschaft) € 25,–

für ordentliche Mitglieder in Ausbildung/Ruhestand € 20,–

für fördernde Mitglieder € 200,–

Zu beachten ist, dass für die Inanspruchnahme des ermäßigten Mitgliedsbeitrages für Mitglieder in Ausbildung bzw. im Ruhestand ein schriftlicher Antrag an den ÖVS via Sekretariat (E-Mail: [email protected]) notwendig ist.

Betreffend Mitglieder in Ausbildung bitte ich folgendes zu beachten:

Dieser Status ist natürlich nur auf die Zeit der Ausbildung beschränkt. Um einen ak-tuellen Stand zu bekommen, wurden diesmal die Beiträge für alle Kolleginnen und Kollegen, die derzeit als Mitglieder in Ausbildung registriert sind, auf den Vollbei-trag gesetzt. Falls Sie weiterhin in Ausbildung sind, ersuche ich Sie, sich vor der Ein-zahlung mit mir in Verbindung zu setzen.

Bankverbindung:

Österreichischer Verband für Strahlenschutz Konto.Nr.: 00263893000, UniCredit Bank Austria AG, BLZ: 12000, BIC: BKAUATWW, IBAN: AT32 1100 0002 6389 3000.

Die meisten Mitglieder haben den letzten Mitgliedsbeitrag für 2008 zeitgerecht ein-gezahlt – herzlichen Dank seitens des Kassiers für die rasche Überweisung! Leider sind aber auch diesmal einige unserer Mitglieder mit einem oder sogar mehren Jah-resbeiträgen im Zahlungsrückstand!

In den letzten Jahren war der Vorstand daher gezwungen, Mitglieder, welche mehr als drei Jahresbeiträge im Rückstand waren und auch nach mehrmaliger Aufforde-rung nicht bezahlt haben, aus dem ÖVS auszuschließen. Das ist immer ein sehr be-dauerlicher Schritt, den sich der Vorstand nicht leicht macht – im Sinne der Fairness gegenüber den zahlenden Mitgliedern ist er aber erforderlich.

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Insbesondere Mitglieder mit Zahlungsrückständen ersuche ich daher um rasche Überweisung der offenen Beiträge, um zusätzliche Kosten für Mahnungen zu ver-meiden. Ich weise auch besonders darauf hin, dass bei Einzahlung von Teilbeträgen nur die ältesten offenen Mitgliedsbeiträge beglichen werden!

Ich ersuche bei Überweisungen ohne den beigelegten Zahlschein (Internetbanking, Telefonbanking etc.) unbedingt den Namen und die Mitgliedsnummer (siehe Zahl-schein) anzugeben. Um unnötige Spesen zu vermeiden, bitte ich, Überweisungen

aus dem Ausland ausschließlich als EU-Standard-Überweisungen (unter Angabe von BIC und IBAN) durchführen zu lassen.

Für Rückfragen in Zusammenhang mit meiner Tätigkeit als Kassier stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung.

Abschließend erlaube ich mir darauf hinzuweisen, dass ein wesentlicher Einnahme-posten des ÖVS die Veranstaltung bzw. Mitorganisation von großen Tagungen ist. Nur mit den Rücklagen, welche durch solche Tagungen entstehen, kann sich der ÖVS die Unterstützung seiner Mitglieder in der Form von Stipendien, Preisen und Reisekostenzuschüssen leisten.

Die Veranstaltung solcher Tagungen ist mit sehr viel Arbeit verbunden, für die sich ÖVS-Mitglieder immer wieder zur Verfügung stellen. Diesen fleißigen Mitgliedern sei an dieser Stelle vom Kassier besonders gedankt.

Die nächste große vom ÖVS (gemeinsam mit dem FS) veranstaltete Tagung findet, wie Sie sicher schon wissen, im September 2009 in Alpbach in Tirol statt. Ich freue mich schon jetzt auf die Gelegenheit, mit Ihnen persönlich in Alpbach in Kontakt tre-ten zu können.

Mit herzlichem Dank für Ihre Unterstützung und besten Grüßen

Ihr Andreas Steurer

c/o BEV – Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen Gruppe Eichwesen – Abteilung E1 – Elektrizität und Strahlung Referat Ionisierende Strahlung, Radioaktivität 1160 Wien, Arltgasse 35 Telefon +43–(0)1–21110–6379 E-Mail: [email protected]

Dosimetrielabor Seibersdorf 2444 Seibersdorf Telefon +43–(0)50–550–2471 Telefax +43–(0)50–550–2476

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Verband Informationen des ÖVS-Sekretärs

Werte Verbandsmitglieder! Liebe Kollegen!

Im vergangenen Dezember ist eine weitere Vorstandsperiode des ÖVS zu Ende ge-gangen; Ihre Entscheidung über die neue Zusammensetzung des Vorstands haben Sie uns bei der Vollversammlung kund getan. Als Sekretär in seiner zweiten Amts-periode möchte ich mich sehr herzlich bei Ihnen für das entgegengebrachte Vertrau-en bedanken. Und so wie in den vergangenen vier Jahren habe ich mir auch jetzt wieder zum Ziel gesetzt, in dieser Funktion in erster Linie für Sie und Ihre Anliegen tätig zu sein und Ihnen als Ansprechpartner für Ihre Fragen betreffend den ÖVS oder in Strahlenschutzbelangen zu dienen. In diesem Sinne lade ich Sie herzlich ein, mich entsprechend zu kontaktieren, wenn ich Ihnen behilflich sein kann.

Ganz besonders bedanken möchte ich mich auch bei den Mitgliedern des Vorstands der letzten Verbandsperiode und zu allererst beim ausgeschiedenen Präsidenten, un-serem Kollegen Maringer, für die interessante, enge, manchmal diskussionsreiche, aber immer zukunftsweisende Zusammenarbeit. Viele Vorstandsmitglieder finden sich ja in mitunter anderer Funktion im neuen Vorstand wieder. Mit ihnen hoffe ich auf eine Weiterführung unserer gemeinsamen Arbeit. Und den endgültig ausge-schiedenen Mitgliedern wünsche ich viel Glück und Erfolg auf ihrem weiteren Weg, und dass sie dem Strahlenschutz und dem ÖVS mit ihrer Erfahrung und Kompetenz auch weiterhin gewogen bleiben.

Dem neuen ÖVS-Präsidenten, Kollegen Stadtmann, hingegen wünsche ich alles Gute für diese Aufgabe und freue mich, ihn als Verbandssekretär unterstützen zu dürfen. Ich werde mich bemühen, Ihnen Neuigkeiten von ihm und aus dem Vorstand jeweils zeitgerecht durch Aussendungen und über diese Kolumne zukommen zu lassen.

Vor dem Ende der Frist zur Übermittlung der finalen Papers am 30.06.2009 darf ich Sie nochmals an unsere gemeinsam mit dem Deutsch-Schweizerischen Fachverband für Strahlenschutz (FS) und der Österreichischen Gesellschaft für Medizinische Physik (ÖGMP) veranstaltete Tagung im September in Alpbach erinnern. Als Weiterführung der Idee der allgemeinen Einbindung aller Tagungsteilnehmer in das rege Programm einer Fachtagung planen wir einen Ablauf, der selbst über die für IRPA 12 vorgese-hene offene Diskussionsgestaltung hinaus gehen soll. Das Programmkomitee hat großartige Arbeit geleistet, sodass sowohl die Themenschwerpunkte als auch deren Aufbereitung und die eingeladenen Vortragenden Ihr Interesse finden sollten.

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Als Verband haben wir zukünftig nun auch vor, in unserer periodischen Aussen-

dung STRAHLENSCHUTZ aktuell über besondere Ereignisse, Jubiläen und auch traurige Anlässe, wie den Tod eines unserer Mitglieder, kurz zu berichten. Ich werde entspre-chende Mitteilungen sammeln und zusammenfassen. Dabei ersuche ich Sie um Ihre Unterstützung und Mithilfe durch Zusendung von entsprechenden Informationen.

So freue ich mich auf ein baldiges Wiedersehen mit Ihnen und auf weitere rege Kor-respondenz mit dem Sekretariat des ÖVS und verbleibe

mit freundlichen Grüßen,

Ihr Alexander Brandl

c/o Nuclear Engineering Seibersdorf GmbH 2444 Seibersdorf Telefon +43–(0)50–550–3222 Telefax +43–(0)50–550–2044 E-Mail: [email protected]

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Kalender Tagungskalender

6.–10. Juli 2009, Köln, Deutschland Heavy Ions in Therapy and Space Symposium 2009 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. http://www.heavyions2009.de/

12.–17. Juli 2009, Krakau, Polen 7th International Conference on Luminescent Detectors and Transformers of Ioniz-ing Radiation Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences http://www.ifj.edu.pl/conf/lumdetr/

26.–29. August 2009, Prag, Tschechische Republik 37th Annual Meeting of the European Radiation Research Society

European Radiation Research Society http://err09.org/

21.–25. September 2009, Alpbach, Österreich Leben mit Strahlung »Von den Grundlagen zur Praxis«

Österreichischer Verband für Strahlenschutz, Deutsch-Schweizerischer Fachverband für Strahlenschutz e. V. http://www.strahlenschutzverband.at/alpbach/

12.–16. Oktober 2009, Kapstadt, Südafrika 11th Neutron and Ion Dosimetry Symposium

iThemba Laboratory for Accelerator Based Sciences http://www.neudos11.tlabs.ac.za/neudos11/

25.–30. Oktober 2009, Verona, Italien 15th International Symposium on Microdosimetry Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – Laboratori Nazionali di Legnaro http://micros2009.lnl.infn.it/

14.–19. Juni 2010, Helsinki, Finnland 3rd European IRPA Congress Nordic Society for Radiation Protection http://www.congrex.fi/irpa2010europe/

Bitte beachten Sie auch die Tagungs- und Kurshinweise im Internet:

http://www.strahlenschutzverband.at http://www.strahlenschutzschule.at http://www.fs-ev.de/ http://www.euradnews.org http://www.iaea.org/cgi-bin/maeps.page.pl/search.html

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Die nächste Ausgabe von STRAHLENSCHUTZ aktuell 43(2)/2009 erscheint im Novem-ber 2009. Redaktionsschluss für diese Ausgabe ist der 9. Oktober 2009.

Impressum

IMPRESSUM

Offenlegung gem. §25 Mediengesetz:

STRAHLENSCHUTZ aktuell ist das Medium des Österreichischen Verbandes für Strahlenschutz

(ÖVS) zur Information seiner Mitglieder, wird unentgeltlich abgegeben und erscheint halbjährlich

Medieninhaber, Herausgeber und Verleger:

Österreichischer Verband für Strahlenschutz, Mitgliedsgesellschaft der International Radiation

Protection Association (IRPA), ÖVS-Sekretariat c/o Dr. Alexander Brandl, MSc, Nuclear Enginee-

ring Seibersdorf GmbH, 2444 Seibersdorf, http://www.strahlenschutzverband.at, DVR: 0907642,

Bankverbindung: UniCredit Bank Austria AG, Kto.Nr. 00263893000 (BLZ: 12000, BIC:

BKAUATWW, IBAN: AT32 1100 0002 6389 3000)

Auflage: 450

Für den Inhalt verantwortlich:

DI Dr. Hannes Stadtmann, Dr. Alexander Brandl, MSc; bei namentlich gekennzeichneten Artikeln

der jeweilige Autor

Redaktion:

Univ.Ass. DI Dr. Michael Hajek, Univ.Ass. DI Dr. Andreas Musilek, DI Dr. Hannes Stadtmann

Redaktionsbüro und Kontaktadresse:

Univ.Ass. DI Dr. Michael Hajek, Technische Universität Wien, Atominstitut der Österreichischen

Universitäten, Stadionallee 2, 1020 Wien, Telefon +43–(0)1–58801–14193, Telefax: +43–(0)1–

58801–14199, E-Mail: [email protected]

Druck:

Grafikkeller Josef Wieser, Wienerstraße 11, 2170 Poysdorf