Frage zur Physikaufgabe?

PWolff  19.07.2022, 19:21

Was heißt "allgemeines Staatsgebiet" in diesem Zusammenhang?

Wo ist der Bereich zwischen Überwachungsbereich und < 1 mSv/a ?

Mila1sweet 
Fragesteller
 19.07.2022, 19:33

Danke für Nachfrage. Das Allg. Staatgebiet beginnt da, wo der Überwachungsbereich aufhört. So habe ich das immer gelernt.

3 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Also letztlich wird die Entfernung gesucht, wo die Strahlung unter 1 mSv/8766h fällt = der Grenzwert für "Staatsgebiet" ...

  • dass 8766 h = 24 h/d x 365 d sind ist dir klar? Also 1a = 8766 h...
  • die Dosis fällt im Quadrat des Abstands...
  • die 10m-Dosis - nennen wir sie D10 - ist 40mSv/a
  • die Formel für Dr ist C/r²
  • also r=Wurzel aus C/Dr
  • D10 = C/(10m)² also ist C=100m²x D10 = 4000m²*mSv/a
  • Dr ist 1mSv/a (Grenzwert "Staatsgebiet")
  • ODER Dr ist 1mSv/2000h (Grenzwert Überwachung) = 4,383mSv/a
  • r=Wurzel aus C/Dr=Wurzel aus 4000m²*mSv/a : 4,383mSv/a
  • r=Wurzel aus 912m² = 30,21m

... da stimmt aber was nicht in den Angaben, ist die Aufgabe buchstabengenau abgetippt?

Mila1sweet 
Fragesteller
 19.07.2022, 19:41

Danke für Mühe. Ich habe irgenwie auch den Verdacht, dass da was nicht stimmt. Das ergibt irgendwie auch wie du gesagt hast nach dem Abstandsquadratgesetz keinen Sinn. Das Allg. Staatsgebiet bzw. Betriebsgelände beginnt ja da, wo der Überwachungsbereich aufhört. Ich werde nochmal nachfragen, vielleich ist da ein Fehler.

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Mila1sweet 
Fragesteller
 20.07.2022, 17:52
@myotis

An einem Messpunkt in 10 m Entfernung von einem Radionuklid wird ständig eine

Dosisleistung von 40 mSv/a gemessen.

a) In welchem Strahlenschutzbereich muss der Messpunkt liegen?

b) In welchem Abstand von der Strahlenquelle liegen die anderen

Strahlenschutzbereiche?

c) In welchem Abstand von der Quelle beginnt das „allgemein Staatsgebiet“?

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Mila1sweet 
Fragesteller
 20.07.2022, 17:56
@myotis

Ich verstehe irgendwie auch nicht den Unterschied zwischen 1b) und 1c)....Das Ergebnis von 1c) ist doch schonbei 1b) notiert worden?

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Mila1sweet 
Fragesteller
 20.07.2022, 17:59
@myotis

Ich verstehe irgendwie auch nicht den Unterschied zwischen 1b) und 1c)....Das Ergebnis von 1c) ist doch schonbei 1b) notiert worden?

Musterlösung:

1a) Kontrollbereich 1b) Allg. Staatsgebiet: 30,19m; Überwachungsbereich: 12,32m; Sperrbereich: 0,389m.......

1c)....steht ja oben.

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myotis  20.07.2022, 18:37
@Mila1sweet

1a) ist klar, oder? (40 mSv/a = 175,32 mSv/2000h)

1b) bezieht sich IMHO nur auf Sperr-/Kontroll-/Überwachungsbereich

Mit unserem Muster r=Wurzel aus C/Dr mit C=4000m²*mSv/a

Ende Sperrbereich: Dr=3mSv/h=26.298mSv/a -> r=Wurzel(0,15m²)=0,39m = Anfang Kontrollbereich

Ende Kontrollbereich: Dr=6mSv/2000h=26,3mSv/a -> r=Wurzel(152,1m²)=12,33m = Anfang Überwachungsbereich

Ende Überwachungsbereich: Dr=1mSv/2000h=4,383mSv/a -> r=Wurzel(912,6m²)=30,21m

1c) eben außerhalb des Strahlenschutzbereichs!

Anfang Staatsgebiet: Dr=1mSv/a -> r=Wurzel(4000m²)=63,25m

Deine Musterlösung jedenfalls ist immer noch etwas komisch (nicht einheitlich Anfang und Ende... Und das Staatsgebiet geht per definitionem erst bei <1mSv/a und nicht bei <1mSv/2000h los...

Was aber zwischen Ende Überwachungsbereich und Anfang Staatsgebiet ist (von der Logik her ja auch Überwachungsbereich...) kann ich auch nicht sagen ;o)

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Mila1sweet 
Fragesteller
 20.07.2022, 18:50
@myotis

Vielen Dank. 1b) hatte ich vorher schon gut verstanden, aber 1c) ist mir bis heute nicht klar, warum man dort 21,45m als Ergebnis bekommt. Ich werde das Ergebnis (21,45m) einfach ignorieren und die 63,25m als richtige Lösung Werten.

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Autsch. Da fehlen ja jede Menge Einheiten in den Gleichungen.

              40 mSv / a 
40 mSv / a = ------------ * 1
                  1
 
              40 mSv / a     
           = ------------ * 1000 µSv / mSv
              8766 h / a      

 
           = 4,56 µSv/h

Danach wird begründet, wieso wir die übrigen Konstanten/Parameter zusammenfassen können, um ein "Abstandsquadratgesetz" zu erhalten.

Die Dosisleistung in Abhängigkeit vom Abstand ist dann

D(r) = C / r^2

wobei C noch unbekannt ist.

Wenn wir einen Radius und die dazugehörige Dosisleistung kennen, können wir daraus C berechnen - was im nächsten Schritt getan wird.

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Beim Einsetzen wird dasjenige D(r) genommen, das die "gewünschte" Dosisleistung ist - anscheinend bezogen auf "Arbeitsstunden"/Anwesenheitsstunden gemittelt über Gesamtzeit.

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Dann wieder bei der 40-Stunden-Woche (Durchkopplung fehlt, aber Grammatik wollen wir hier mal außen vor lassen) - hier fehlen ebenfalls Einheiten:

40 h/Woche * 50 Wochen/Jahr

Das ergibt die 2000 Anwesenheitsstunden pro Jahr.

Es scheint mir, als wäre die "gewünschte" Dosisleistung damit

D_grenz = (1 mSv) / (2000 h)

Könnte aber auch (1 mSv) / (8766 h) sein, wenn wir denjenigen Bereich meinen, in dem wir die Aufenthaltsdauer nicht mehr kontrollieren können/wollen/dürfen. Dann wäre aber leichter, sich die ganzen Umrechnungen über Stunden/Jahr etc. zu sparen.

Diese Dosisleistung in die Formel r = Wurzel(...) eingesetzt ergibt den Grenzradius r_grenz.

Woher ich das weiß:Hobby – seit meiner Schulzeit; leider haupts. theoretisch
Mila1sweet 
Fragesteller
 19.07.2022, 19:36

Dankeschön. Genau so habe ich da auch ober gerechnet, aber irgendwie fehlt mir die Erkenntnis, wie man auf die 21,45m kommt. Das Allg. Staatsgebiet beginnt ja da, wo der Überwachungsbereich aufhört. Das ist dann immer in einem Intervall, wenn den überschreitet, dann beginnt der nächste.

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PWolff  19.07.2022, 19:39
@Mila1sweet

Woher hast du den Wert 21,45 m (außer dadurch, dass du willkürlich den Wert 1  µSv eingesetzt hast)?

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Mila1sweet 
Fragesteller
 19.07.2022, 19:46
@PWolff

Den Wert 21,45m haben wir als Ergebnis vorgegeben bekommen. Ich wollte das dann nochmal zuhause nachrechnen, aber leider komme ich nicht auf das Ergebnis. Die 1 habe ich durch probieren eingesetzt, bis 21,45m im Taschenrechner gestanden hat. Ich wollte ur mal schauen, welche Zahl man einsetzen muss um darauf zu kommen.

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PWolff  21.07.2022, 11:42
@Mila1sweet

Hat es einen Grund, warum du das Musterergebnis nicht mitgeliefert hast?

Wenn das Ergebnis 21,35 m ist, hat sich derjenige, der die Musterlösung erstellt hat, ein wenig vertan. Wenn es 21,45 m ist, frage ich mich, woher das kommt.

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Mila1sweet 
Fragesteller
 21.07.2022, 18:27
@PWolff

Das kann ich dir nur zustimmen. Ich habe durch zufälliges einsetzen in die Formel versucht auf das Ergebnis zu kommen. Leider ist es mir nicht gelungen auf die 21,45m zu kommen. Das ist dann ein Unterschied von 0,10m und würde wahrscheinlich in einer Klausur als Fehler gewertet werden. Ich weiß aber leider bis heute nicht, warum wie man auf die 21,45m kommt??!!

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Das "allgemein Staatsgebiet"?

Mila1sweet 
Fragesteller
 19.07.2022, 18:05

Ich verstehe die Frage nicht?

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PWolff  19.07.2022, 19:25

Das ist eine Nachfrage zur Frage.

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PWolff  19.07.2022, 19:35
@PWolff

Dafür gibt es einen eigenen Bereich (verlinktes Wort rechts unten im Kasten der Frage), deshalb mein Kommentar.

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