Die Bestimmung der Abschirmdicke gegen jede einzelne der unter Ziffer 2.1 Buchstaben a–g aufgeführten Strahlungskomponenten, die auf den zu schützenden Ort einwirken, erfolgt gemäss den nachfolgend aufgeführten Angaben und Formeln.
Bei der gleichzeitigen Einwirkung mehrerer Strahlungskomponenten (auch zusätzliche Strahlungsquellen) am gleichen Ort darf die Summe der Ortsdosisleistungen aller Komponenten den zugelassenen Ortsdosisrichtwert nicht überschreiten. Gegebenenfalls muss die Dicke der Abschirmungen angemessen erhöht werden.
Allgemeines Berechnungsschema:
Dabei sind:
i Index zur Kennzeichnung der jeweiligen Strahlungskomponente
s Dicke der Strahlenschutzabschirmung in cm zur Reduktion der verursachten Strahlungsdosis auf den Ortsdosisrichtwert nach Artikel 8
z Zehntelwertdicke in cm
n Anzahl erforderlicher Zehntelwertdicken
W Basisdosis (Betriebsbelastung) in mGy/Woche nach Ziffer 1.2
U Richtungsfaktor nach Ziffer 1.4
T Aufenthaltsfaktor nach Ziffer 1.3
Hw Ortsdosisrichtwert in einer Woche nach Artikel 8 in mSv/Woche
R Reduktionsfaktor für die Dosisleistung nach Tabelle 1
q Koeffizient zur Berücksichtigung der durch die Strahlung verursachten Äquivalentdosis; bei Neutronen ist q = 10 mSv/mGy, bei Photonen-/Elektronenstrahlung ist q = 1 mSv/mGy
Der Klammerausdruck in Formel 1 entspricht dem Schwächungsgrad der Strahlung.
Tabelle 1
Spezifische Parameter zur Bestimmung der Abschirmdicke für
die verschiedenen Strahlungskomponenten, die in Formel 1 einzusetzen sind:
Strahlungskomponente | Abschirmdicke s | Zehntelwertdicke z | Strahlbetrieb | Reduktionsfaktor R |
Nutzstrahlung | sr | zr | Photonen | Rr = a02/an2 |
| | (gemäss 4.1) | | |
(Bremsstrahlungs-teil) | sb | zr | Elektronen | Rb = (Ḋre / Ḋe + ke) ∙ a02/an2 |
| | (gemäss 4.1) | | |
Durchlassstrahlung | sd | zr | Photonen | Rd = Ḋd / Ḋr ∙ a02/an2 |
| | (gemäss 4.1) | Elektronen | Rd = Ḋd / Ḋe ∙ a02/an2 |
Sekundäre Photonenstrahlung (Streustrahlung) | ss | zs | Photonen | Rs = 0,01 ∙ Fn / Fo ∙ a02/as2 |
| | (gemäss 4.3) | Elektronen | Rs = 0,01 ∙ ke ∙ Fn / Fo ∙ a02/as2 |
Tertiärstrahlung (zweifach gestreute Photonenstrahlung und gestreute Durchlassstrahlung) | st | zs | Photonen | Rt = (0,01 ∙ Ḋd / Ḋr + 10-6) ∙ Ft / Fo ∙ a02/at2 |
| | (gemäss 4.3) | Elektronen | Rt = (0,01 ∙ Ḋd / Ḋe + 10-6) ∙ Ft / Fo ∙ a02/at2 |
Direkte Neutronenstrahlung | sn | zn | Photonen | Rn = Ḋn / Ḋr ∙ a0/an |
| | (gemäss 4.4) | Elektronen | Rn = Ḋn / Ḋe ∙ a0/an |
Gestreute Neutronenstrahlung | sns | zns | Photonen | Rns = 0,1 ∙ Ḋn / Ḋr ∙ a0/ans ∙ b/l |
| | (gemäss 4.4) | Elektronen | Rns = 0,1 ∙ Ḋn / Ḋe ∙ a0/ans ∙ b/l |
In der Formel für die Reduktionsfaktoren bedeuten:
a0 | 1 m (Abstand vom Referenzort zum Divergenzpunkt der Strahlung); |
an | Abstand in m des zu schützenden Ortes vom Divergenzpunkt für Nutzstrahlung; für Bremsstrahlung, Durchlassstrahlung und direkte Neutronenstrahlung gilt als Bezugspunkt das Isozentrum als Mittelung der verschiedenen Gantrypositionen; |
as | Abstand in m des zu schützenden Ortes von der Auftreffstelle des Nutzstrahlenbündels (Sekundärstrahlungsquelle); als Bezugspunkt gilt das Isozentrum; |
at | Abstand in m des zu schützenden Ortes von der Auftreffstelle der Störstrahlung (einfach gestreute Röntgenstrahlung und/oder Durchlassstrahlung); als Bezugspunkt gilt der Schwerpunkt der wirksamsten Fläche; |
ans | Wegstrecke in m, welche ein Neutronenstrahl ohne Zwischenabschirmung vom Isozentrum mindestens durchlaufen muss, um von der wirksamen Neutronenquelle an den zu schützenden Ort zu gelangen; |
b/l | Verhältnis Breite/Länge der Schleuse, die durch eine Überlappung von Abschirmungen gegen direkte Neutronenstrahlung entsteht; falls keine Überlappung besteht, ist b/l = 1 zu setzen; |
ke | Faktor zur Bemessung von Abschirmungen gegen ausserhalb des Beschleunigers im Elektronenstrahlbetrieb erzeugte Bremsstrahlung gemäss Ziffer 4.2; |
Ḋre / Ḋe | Maximalwert des Verhältnisses der Dosisleistung des parasitären Photonenstrahlanteils im Nutzstrahlenbündel der Elektronenstrahlung zur Dosisleistung der Elektronenstrahlung am Referenzort; |
Ḋd / Ḋr Ḋd / Ḋe | Maximalwert des Verhältnisses der Dosisleistung der Durchlassstrahlung (ohne Neutronenanteil) zur Dosisleistung der Röntgenstrahlung respektive der Elektronenstrahlung am Referenzort; |
Ḋn / Ḋr Ḋn / Ḋe | Maximalwert des Verhältnisses der Wasser-Energiedosisleistung der Neutronenstrahlung zur Dosisleistung der Photonenstrahlung respektive der Elektronenstrahlung, jeweils bezogen auf den Referenzort; |
Fn | Maximale Querschnittfläche des Nutzstrahlenbündels in m2 in 1 m Abstand vom Divergenzpunkt; |
Ft | Wirksame Querschnittfläche der Tertiärstrahlungsquelle in m2 (Querschnitt der Auftrefffläche von Durchlassstrahlung oder gestreuter Photonenstrahlung, soweit nicht in Richtung auf den zu schützenden Ort durch andere Abschirmungen verdeckt); |
Fo | Normfläche Fo = 1 m2. |