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Verabschiedet in der 283. Sitzung der Strahlenschutzkommission am 15./16. September 2016

1 Hintergrund

Im Rahmen der Überarbeitung der Norm DIN 6815:2005-05 "Medizinische Röntgenanlagen bis 300 kV - Regeln für die Prüfung des Strahlenschutzes nach Errichtung, Instandsetzung und wesentlicher Änderung" durch den Normenausschuss Radiologie im DIN wurde angeregt, einen neuen Abschnitt zum Umgang mit Messergebnissen und deren Messunsicherheiten bei technischen Prüfungen einzufügen. Die Norm DIN 6815 hat eine besondere Bedeutung, da die Richtlinie für Sachverständigenprüfungen nach Röntgenverordnung und andere Normen auf sie verweisen. Einsprüche im Normungsverfahren haben dazu geführt, dass der im Entwurf zunächst neu eingebrachte Abschnitt mit Festlegungen zur Messunsicherheit in der 2013 erschienenen Fassung wieder gestrichen wurde. Es wurde jedoch die Notwendigkeit gesehen, die Berücksichtigung von Messunsicherheiten bei messtechnischen Prüfungen zukünftig zu betrachten und die Diskussion unabhängig von der Norm fortzuführen.

Infolgedessen hat das BMUB die SSK beauftragt, eine Empfehlung zur Berücksichtigung von Messunsicherheiten bei der Durchführung von messtechnischen Prüfungen im Strahlenschutz zu erarbeiten. Hierbei sollte insbesondere berücksichtigt werden,

• dass sich "Anforderungen sowohl aus gesetzlichen Grenzwerten als auch aus nach dem Stand der Technik bzw. dem Stand von Wissenschaft und Technik zu erfüllenden Schutzanforderungen ergeben können" und
• "in wie weit Vorgaben zur Größe der zulässigen Messunsicherheiten erforderlich sind und durch wen diese aus fachlicher Sicht festgelegt werden sollten".

Über den genannten Anwendungsbereich hinaus ist bei Messungen im Rahmen des praktischen Strahlenschutzes und der Überwachung der Umweltradioaktivität vielfach ein Vergleich von Messwerten mit Anforderungswerten vorzunehmen. In all diesen Fällen soll die vorliegende Empfehlung der SSK bestehende Unklarheiten im Vollzug beseitigen und ein einheitliches Vorgehen bei Prüfungen der Konformität mit Anforderungen ermöglichen.

2 Problemstellung

Im Bereich des Strahlenschutzes werden bei messtechnischen Prüfungen die Anforderungen vielfach durch Toleranzbereiche definiert, die durch gesetzliche Grenzwerte oder durch technische Mindestanforderungen in Richtlinien und Normen vorgegeben werden. Ziel einer messtechnischen Prüfung ist es festzustellen, ob ein Toleranzbereich über- bzw. unterschritten und damit eine Anforderung nicht eingehalten wird.

Dabei ist es möglich, dass sich der erzielte Messwert innerhalb des Toleranzbereiches befindet, der wahre Wert der Messgröße jedoch außerhalb des Toleranzbereiches liegt. Zur Beurteilung dieses Sachverhalts ist die Angabe des vollständigen Messergebnisses erforderlich. Neben dem Messwert als Schätzwert für den der Messung zugrundeliegenden wahren Wert ist die Angabe der Messunsicherheit erforderlich.

Um eine Bewertung der Messergebnisse bezüglich der Einhaltung von Anforderungen vornehmen zu können, ist festzulegen, wie die Messunsicherheiten zu berücksichtigen sind.

3 Empfehlungen

Zur Berücksichtigung der Messunsicherheit bei der messtechnischen Überprüfung der Konformität mit Anforderungen empfiehlt die SSK:

1. Das Ergebnis einer messtechnischen Prüfung muss die Angabe des Messwertes y und der Standardmessunsicherheit u(y) beinhalten. ¹
   
2. Die Bestimmung der Standardmessunsicherheit hat entsprechend dem "Guide to the expression of uncertainty in measurement" (GUM) (JCGM 100) oder dem Supplement 1 zum GUM (JCGM 101) zu erfolgen.
   
   Alternativ zur Bestimmung der Standardmessunsicherheit nach GUM oder GUM Supplement 1 dürfen nachvollziehbare konservative Abschätzungen der Messunsicherheiten durchgeführt werden. Dazu dürfen Angaben aus anderen Quellen (Richtlinien, Normen, Vorschläge von Fachgesellschaften etc.) herangezogen werden.
   
   Die Standardmessunsicherheit des Messwertes ist vom Prüfer zu ermitteln. Die Ermittlung der Standardmessunsicherheit ist zu dokumentieren.
   
   Dort, wo die Voraussetzungen zur Ermittlung der Standardmessunsicherheiten derzeit noch nicht in vollem Umfang gegeben sind, wird empfohlen, Informationen zur Ermittlung der Standardmessunsicherheiten unter Berücksichtigung aller Beiträge zur Unsicherheit zu erarbeiten.
3. 
   Anforderungen beziehen sich immer auf den wahren Wert y~ einer Messgröße Y. Da der wahre Wert einer Messgröße aber unbekannt und unerkennbar ist und nur durch einen Messwert y geschätzt wird, können nur Wahrscheinlichkeitsaussagen über den wahren Wert gemacht werden. Eine Anforderung wird als erfüllt angesehen, wenn dies mit hoher Wahrscheinlichkeit der Fall ist. Mit der Festlegung der Überdeckungswahrscheinlichkeiten gemäß den nachstehenden Empfehlungen liegen die Wahrscheinlichkeiten für richtige Entscheidungen zugunsten von Konformität jeweils mindestens bei 95 % und für falsche Entscheidungen maximal bei 5 %. Die SSK hält dies für sachgerecht (siehe wissenschaftliche Begründung).
4. 
   Sind Anforderungen durch einen einseitig nach oben begrenzten Toleranzbereich mit einer oberen Schranke T_ofestgelegt, unter der der wahre Wert der Messgröße mit hoher Wahrscheinlichkeit liegen soll, dann soll auf Konformität entschieden werden, wenn die obere Grenze ² des probabilistisch symmetrischen Überdeckungsintervalls ³ mit einer Überdeckungswahrscheinlichkeit von 90 % kleiner ist als die Schranke T_o.