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Optimierung der Personendosimetrie an radonexponierten Arbeitsplätzen

Authors:

Abstract and Figures

The number of monitored persons at radon exposed workplaces has risen to 292 in Saxony in 2016. As a result, the radiation protection authority had to deal with user criticism of personal dosimetry during supervisions. The fixed reference dosimeters for the personal radon dosimetry in coops and site caravans disrupt the organization at work. In addition, there are different error sources for the determination of radon exposure. In order to solve these problems, a study was conducted, where the reference dosimeters were replaced by using personal radon tight boxes including activated carbon cartridges to store the dosimeter outside working hours. 80 miners of three companies were equipped with radon tight boxes including activated carbon cartridges and additional dosimeters to determine the radon activity concentrations in the boxes during a field test. The evaluation of the experiment shows that the calculation of the exposures is justified by a general reference radon activity concentration of 50 Bq/m3 in the boxes. Reference dosimeter can be omitted in the future. Die Anzahl der überwachten Personen an radonexponierten Arbeitsplätzen ist in Sachsen im Jahr 2016 auf 292 gestiegen. Damit verbunden musste sich die Strahlenschutzbehörde bei aufsichtlichen Überwachungen zunehmend mit Anwenderkritik an der Personendosimetrie auseinandersetzen. Die ortsfesten Referenzexposimeter bei der Radon-Personendosimetrie in Kauen und Bauwagen von Bergsicherungsbetrieben haben sich als Hindernis für die Arbeitsorganisation und als Fehlerquelle bei der Expositionsbestimmung erwiesen. Um diese Probleme zu lösen, wurde geprüft, ob auf Referenzexposimeter verzichtet werden kann, wenn die Exposimeter statt dessen außerhalb der Arbeitszeiten in personenbezogenen radondichten Boxen mit eingelegten Aktivkohlepatronen gelagert werden. In einem Feldversuch mit drei Bergsicherungsbetrieben wurden bis zu 80 Bergleute mit radondichten Boxen mit Aktivkohlepatronen und zusätzlichen Referenzexposimetern ausgerüstet, um die Radonaktivitätskonzentrationen in den Boxen bestimmen zu können. Die Auswertung des Versuchs zeigt, dass die Berechnung der Expositionen mit einer pauschalen Referenz-Radonaktivitätskonzentration von 50 Bq/m3 in den Boxen gerechtfertigt ist. Auf Referenzexposimeter kann künftig verzichtet werden.
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OPTIMIERUNG DER PERSONENDOSIMETRIE AN
RADONEXPONIERTEN ARBEITSPLÄTZEN
OPTIMIZATION OF PERSONAL DOSIMETRY ON
RADON EXPOSED WORKPLACES
J. Dehnert1), A. Guhr2), J. Engelhardt3)
1)Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Dresden, Deutschland
2)ALTRAC - Messstelle zur Bestimmung der Radonkonzentration, Berlin, Deutschland
3)Landesanstalt für Personendosimetrie und Strahlenschutzausbildung, Berlin, Deutschland
Zusammenfassung
Die Anzahl der überwachten Personen an radonexponierten Arbeitsplätzen ist in Sachsen im
Jahr 2016 auf 292 gestiegen. Damit verbunden musste sich die Strahlenschutzbehörde bei
aufsichtlichen Überwachungen zunehmend mit Anwenderkritik an der Personendosimetrie
auseinandersetzen. Die ortsfesten Referenzexposimeter bei der Radon-Personendosimetrie in
Kauen und Bauwagen von Bergsicherungsbetrieben haben sich als Hindernis für die
Arbeitsorganisation und als Fehlerquelle bei der Expositionsbestimmung erwiesen. Um diese
Probleme zu lösen, wurde geprüft, ob auf Referenzexposimeter verzichtet werden kann, wenn
die Exposimeter statt dessen außerhalb der Arbeitszeiten in personenbezogenen radondichten
Boxen mit eingelegten Aktivkohlepatronen gelagert werden. In einem Feldversuch mit drei
Bergsicherungsbetrieben wurden bis zu 80 Bergleute mit radondichten Boxen mit
Aktivkohlepatronen und zusätzlichen Referenzexposimetern ausgerüstet, um die
Radonaktivitätskonzentrationen in den Boxen bestimmen zu können. Die Auswertung des
Versuchs zeigt, dass die Berechnung der Expositionen mit einer pauschalen Referenz-
Radonaktivitätskonzentration von 50 Bq/m3 in den Boxen gerechtfertigt ist. Auf Referenz-
exposimeter kann künftig verzichtet werden.
Summary
The number of monitored persons at radon exposed workplaces has risen to 292 in Saxony in
2016. As a result, the radiation protection authority had to deal with user criticism of
personal dosimetry during supervisions. The fixed reference dosimeters for the personal
radon dosimetry in coops and site caravans disrupt the organization at work. In addition,
there are different error sources for the determination of radon exposure. In order to solve
these problems, a study was conducted, where the reference dosimeters were replaced by
using personal radon tight boxes including activated carbon cartridges to store the dosimeter
outside working hours. 80 miners of three companies were equipped with radon tight boxes
including activated carbon cartridges and additional dosimeters to determine the radon
activity concentrations in the boxes during a field test. The evaluation of the experiment
shows that the calculation of the exposures is justified by a general reference radon activity
concentration of 50 Bq/m3 in the boxes. Reference dosimeter can be omitted in the future.
Schlüsselwörter Personendosimetrie, Radon, Bergleute, Altbergbau
Keywords personal dosimetry, radon, miners, old mining
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1. Einleitung
Radonexponierte Arbeitsplätze sind in Sachsen hauptsächlich untertägige Arbeitsplätze in
Bergsicherungsbetrieben, Bergwerken und Besucherbergwerken. Zwischen 2012 und 2016
erhöhte sich die Anzahl der von der Landesanstalt für Personendosimetrie und
Strahlenschutzausbildung (LPS) überwachten Personen von 25 auf 292. Damit verbunden
musste sich die Strahlenschutzbehörde bei aufsichtlichen Überwachungen zunehmend mit
Anwenderkritik an der Personendosimetrie auseinandersetzen. Die Anwendungsvorschriften
konnten für untertägige Arbeitsplätze oft nicht eingehalten werden. In der Folge haben sich
die ortsfesten Referenzexposimeter als Hindernis für die Arbeitsorganisation in
Bergsicherungsbetrieben und als Fehlerquelle bei der Expositionsbestimmung erwiesen.
Hinzu kommt, dass bei zu hohen Radonaktivitätskonzentrationen an Referenzorten (Kauen,
Bauwagen) keine Netto-Expositionen bestimmt werden konnten.
2. Anwendungsvorschriften für die Personendosimetrie an
radonexponierten Arbeitsplätzen
Die personendosimetrische Überwachung von radonexponierten Arbeitsplätzen durch die LPS
erfolgt mit Radonexposimetern vom Typ PD der Firma ALTRAC. Diese bestehen aus
Diffusionskammern mit CR-39-Kernspurdetektoren. Der Tragezeitraum der Exposimeter
beträgt in der Regel drei Monate. Außerhalb der Arbeitszeiten müssen die Exposimeter an
einem Referenzort zusammen mit einem Referenzexposimeter gelagert werden. Am
Referenzort soll die Radonaktivitätskonzentration möglichst niedrig sein. Die Exposimeter
sollen deshalb wettergeschützt und diebstahlsicher im Freien aufbewahrt werden. Für die
Expositionsbestimmung werden von den Expositionen der personengetragenen Exposimeter
die anteilig auf die Nicht-Arbeitszeit entfallenden Expositionen der Referenzexposimeter
abgezogen.
3. Probleme der Personendosimetrie bei Bergsicherungsarbeiten
In Sachsen arbeiten im Jahresmittel ca. 270 Bergleute von acht Bergsicherungsbetrieben an
der Beseitigung von Bergschäden, potentiellen Gefahren und der Instandhaltung von
Entwässerungssystemen. Es handelt sich meist um kleinere, untertägige Baustellen mit
höchstens zehn Bergleuten, die wenige Monate in Betrieb sind [1]. Die Anwendungs-
vorschriften für die Personendosimetrie konnten dort nicht immer eingehalten werden. Als
Folge davon traten Probleme auf:
- Baustellenwechsel und Urlaub während der Tragezeit der Exposimeter
Bergsicherungsbetriebe betreiben mehrere Baustellen gleichzeitig. Die Tragezeit der
Exposimeter beträgt drei Monate. Üblicherweise werden die Bergleute innerhalb der
Tragezeit auf verschiedenen Baustellen eingesetzt. Auf jeder Baustelle befindet sich
ein Referenzexposimeter. Durch die Tätigkeit der Bergleute auf mehr als einer
Baustelle müssen die Dosen unter Einbeziehung einer zeitlichen Wichtung der
betroffenen Referenzexposimeter bestimmt werden. Das führt zu wichtungsbedingten
zusätzlichen Fehlern bei der Dosisbestimmung und zu einem erhöhten Rechen- und
Organisationsaufwand bei der LPS.
- Betreuung mehrerer Baustellen durch einen Steiger oder Bauleiter
Steiger haben häufig keinen Referenzort zur regelmäßigen Aufbewahrung ihres
Exposimeters. Sie pendeln unregelmäßig zwischen Wohnort, Büro und mehreren
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Baustellen. Sie fahren oft täglich auf mehreren Baustellen ein.
- Hohe Radonaktivitätskonzentrationen an den Referenzorten
An Referenzorten können unerwartet hohe Radonaktivitätskonzentrationen auftreten.
Diese können z.B. in den Nachtstunden durch ausziehende Grubenwetter oder
benachbarte Halden verursacht werden und bei den dort gelagerten Exposimetern hohe
Expositionen verursachen. Bei der Auswertung führt das wegen der
Differenzenbildung zwischen Exposimetern und Referenzexposimetern zu größeren
Fehlern bis hin zur Nichtauswertbarkeit von Exposimetern
- Veränderliche Radonaktivitätskonzentrationen an den Referenzorten
Die Radonaktivitätskonzentrationen an den Referenzorten können sich während der
dreimonatigen Tragezeiten der Exposimeter z.B. jahreszeitlich bedingt ändern. Das
kann zu systembedingten Fehlern bei der Differenzenbildung zwischen Exposimetern
und Referenzexposimetern führen, wenn die Arbeitszeiten im Tragezeitraum ungleich
verteilt sind z.B. bei Urlaub.
- Zusatzkosten für Referenzexposimeter
Bei Bergsicherungsbetrieben mit vielen Kleinbaustellen werden auch viele Referenz-
Exposimeter benötigt. Oft sind auf kleinen Baustellen nur bis zu vier Bergleute
beschäftigt. Es gab Bergsicherungsbetriebe, die die Zusatzkosten für die Referenz-
Exposimeter kritisiert haben.
4. Lösungsweg
Um diese Probleme zu lösen, wurde geprüft, ob auf Referenzexposimeter verzichtet werden
kann. Die Exposimeter werden dafür außerhalb der Arbeitszeiten in personenbezogenen
radondichten Boxen mit eingelegten Aktivkohlepatronen gelagert (Abb. 1). Die Boxen sollen
die Exposimeter vor unerwünschten Expositionen schützen. Die Aktivkohle soll Radon
Abb. 1: Radondichte Box mit Aktivkohlepatrone und Radonexposimeter vom Typ PD
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binden, das beim kurzzeitigen Öffnen der Boxen zum Entnehmen und Hineinlegen von
Exposimetern in die Boxen gelangt. Es wurde erwartet, dass sich in allen Boxen niedrige
Radonaktivitätskonzentrationen einstellen, so dass für die Expositionsbestimmung ein
einheitlicher Hintergrundwert für alle Boxen angesetzt werden kann.
In einem Feldversuch mit drei Bergsicherungsbetrieben wurden über 18 Monate bis zu
80 Bergleute mit radondichten Boxen mit Aktivkohlepatronen ausgerüstet. In jede Box wurde
ein Referenzexposimeter eingelegt, um die Radonaktivitätskonzentrationen in den Boxen
bestimmen zu können.
5. Ergebnis
Im Jahr 2016 wurden 316 radondichte Boxen mit Aktivkohlepatronen und zusätzlichen
Referenzexposimetern für jeweils drei Monate ausgegeben. In 273 Boxen (86 %) wurden
mittlere Radonaktivitätskonzentrationen bis 50 Bq/m3 gemessen. In weiteren 35 Boxen
(11 %) reichten die mittleren Radonaktivitätskonzentrationen bis 100 Bq/m3. Lediglich in acht
Boxen (3 %) traten höhere Werte auf (Abb. 2). Das ist auf Fehlbedienungen des
Exposimetersystems zurückzuführen, d.h. die radondichten Boxen wurden versehentlich
tageweise nicht verschlossen.
Abb. 2: Verteilung der Referenz-Radonaktivitätskonzentrationen in 316 radondichten Boxen
mit Aktivkohlepatronen aus der Überwachung von 80 Bergleuten aus drei
Bergsicherungsbetrieben im Jahr 2016
Die Auswertung des Versuchs zeigt, dass die Berechnung der Expositionen mit einer
pauschalen Referenz-Radonaktivitätskonzentration von 50 Bq/m3 in den Boxen gerechtfertigt
ist. Auf ein Referenzexposimeter kann verzichtet werden. Gleichzeitig entfallen
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
A ≤ 20
20 < A ≤ 30
30 < A ≤ 40
40 < A ≤ 50
50 < A ≤ 60
60 < A ≤ 70
70 < A ≤ 80
80 < A ≤ 90
90 < A ≤ 100
100 < A ≤ 110
110 < A ≤ 120
120 < A ≤ 130
130 < A ≤ 140
A > 140
Anzahl radondichter Boxen [n]
Radonaktivitätskonzentration A [Bq/m3]
Nachweisgrenze 20 Bq/m³
pauschale
Referenz-Radonaktivitätskonzentration
50 Bq/m3
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systembedingte Unsicherheiten durch veränderliche Radonaktivitätskonzentrationen an den
Referenzorten und durch die Wichtung von Expositionen mehrerer Referenzorte beim
Baustellenwechsel der Bergleute innerhalb der Tragezeit der Exposimeter von drei Monaten.
Fehlbedienungen des Exposimetersystems sind bedauerlich. Sie lassen sich aber unter den
harten Bedingungen bei Bergsicherungsarbeiten nicht ganz vermeiden. Sie traten auch schon
vorher bei Verwendung von Referenzexposimetern in anderer Weise auf, indem Exposimeter
versehentlich nicht gemeinsam mit den Referenzexposimetern gelagert wurden und dann
hohe, fehlerhafte Expositionen aufwiesen.
6. Ausblick
Seit Januar 2017 bietet die LPS die ortsunabhängige Radon-Personendosimetrie ohne
Referenzexposimeter für alle Bergsicherungsbetriebe und sonstige Interessierte an.
Wichtungsfehler beim Baustellenwechsel innerhalb des Tragezeitraums der Exposimeter und
Ergebnisausfälle bei zu hohen Radonaktivitätskonzentrationen an Referenzorten sollten nicht
länger auftreten. Die Autoren versprechen sich davon genauere und stabilere Ergebnisse bei
der bergmännischen Anwendung unter Tage und einen Akzeptanzgewinn der Radon-
Personendosimetrie beim Anwender.
7. Danksagung
Wir bedanken uns bei den Herren Steffen Wilde und Robert Lorenz (Bergsicherung Freital
GmbH), Franz Müller (TS Bau GmbH) und Bernd Schönherr, Gerd Lorenz und Peter
Windisch (Bergsicherung Schneeberg GmbH & Co. KG) für die Teilnahme ihrer Betriebe am
Versuch und die vielfältige praktische Unterstützung bei der Versuchsdurchführung.
8. Literaturverzeichnis
[1] J. Dehnert, Aufsichtliche Überwachung zum Strahlenschutz von Bergleuten bei
untertägigen Bergsicherungsarbeiten im Altbergbau.- In: B. Bucher, C. Wilhelm (Hg):
Strahlenschutz für Mensch und Umwelt, 50 Jahre Kompetenz im Fachverband.-
Fachverband für Strahlenschutz e.V., 440 S., Heringsdorf: p. 272-277, 2016
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