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Blei ersetzen: Beton, Barytbeton, Stahl, Ziegel
Blei ist selten der einzige Abschirmbaustoff — häufiger geht es darum, wie viel Beton oder Mauerwerk bereits steht und was fehlt. Unten die Umrechnungen aus den Tabellen 4–9 der PN-86/J-80001 für 200 kV.
Umrechnung für 200 kV
| Baustoff | Dichte [g/cm³] | Dicke statt 4,00 mm Pb |
|---|---|---|
| Stahl | 7,90 | 60 mm |
| Barytbeton | 3,20 | 78 mm |
| Normalbeton | 2,15 | 300 mm |
| Vollziegelmauerwerk | 1,90 | 360 mm |
Der Unterschied zwischen Normal- und Barytbeton — 300 mm gegenüber 78 mm — kommt vom Bariumgehalt mit seiner hohen Ordnungszahl. Wo Wanddicke und Fläche zählen, ist Barytbeton in seinen Folgen oft günstiger als Normalbeton, trotz des höheren Preises je Kubikmeter.
Dichtekorrektur
Die Tabellen der Norm gelten für eine bestimmte Dichte. Hat der Beton auf der Baustelle 2,35 g/cm³ statt der tabellierten 2,15, schirmt er besser ab und die Dicke lässt sich verringern; ist er porosiert oder hat 2,0, muss Dicke dazu. Die Dichte gehört aus der Ausführungsdokumentation oder aus einer Prüfung, nicht aus dem Herstellerkatalog.
Mehrschichtige Abschirmungen
Eine Raumwand besteht meist aus mehreren Baustoffen: Putz, Mauerwerk, gegebenenfalls Blei- oder Stahlblech. Die Schichten werden in der Reihenfolge gerechnet, in der sie im Strahlengang stehen, mit dem Aufbau der Streustrahlung (Build-up) in den dickeren Schichten. Bloßes Addieren der Bleigleichwerte ohne diese Korrektur unterschätzt die erforderliche Dicke — und zwar immer in die gefährliche Richtung.
Was nicht vergessen werden darf
- Tür und Sichtfenster brauchen einen Bleigleichwert, der dem der Wand nicht nachsteht — samt Zarge, Schwelle und Spalten.
- Durchführungen: ein Lüftungskanal oder eine Kabeltrasse durch die Abschirmung ist ein Loch darin; schräg oder als Labyrinth führen.
- Gültigkeitsbereich der Tabellen: darüber ist das Ergebnis eine Verlängerung der Kurve, und das ist in der Planung deutlich zu vermerken.
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Die Berechnungen unterstützen die Planung des Strahlenschutzes. Die abschließende Bewertung, die Einstufung der Beschäftigten und die Freigabe der Planung nimmt die Leitung der Organisation in Abstimmung mit dem Strahlenschutzbeauftragten vor.
Häufige Fragen
Wie viel Beton ersetzt 4 mm Blei?
Bei 200 kV entsprechen 4,00 mm Pb etwa 300 mm Normalbeton der Dichte 2,15 g/cm³, 78 mm Barytbeton 3,2 g/cm³, 60 mm Stahl oder 360 mm Vollziegelmauerwerk 1,9 g/cm³. Die Werte stammen aus den Tabellen 4–9 der PN-86/J-80001 für diese Spannung.
Hängt der Bleigleichwert von der Röhrenspannung ab?
Ja, und zwar stark. Dieselbe Betondicke ergibt bei 100 kV einen anderen Gleichwert als bei 200 kV, weil das Spektrum härter ist. Umgerechnet wird immer für die Arbeitsspannung der Röhre, nie für einen Mittelwert.
Was tun, wenn der Beton auf der Baustelle eine andere Dichte hat?
Die tatsächliche Dichte ist zu korrigieren. Die Tabellen der Norm gelten für eine bestimmte Dichte (z. B. Beton 2,15 g/cm³); Beton mit 2,35 g/cm³ schirmt besser ab, Porenbeton schlechter. Die Dichte gehört aus der Ausführungsdokumentation, nicht aus dem Katalog.
Dürfen Baustoffe in einer Abschirmung kombiniert werden?
Ja — eine typische Wand besteht aus Putz, Mauerwerk und einer Bleiplatte. Die Schichten werden in der Reihenfolge gerechnet, in der sie im Strahlengang stehen, mit Aufbaufaktor (Build-up) für die Streustrahlung. Bloßes Addieren der Bleigleichwerte ohne diese Korrektur unterschätzt das Ergebnis.