Radioaktivität

Radioaktive Belastungen

Tschernobyl und Fukushima zeigen auf, dass Kernenergie nicht beherrschbar ist. Auf Grund verschiedener Naturereignisse oder terroristischer Angriffe kann sich jederzeit und überall in der Welt Tschernobyl und Fukushima wiederholen!

Da es im Bereich der ionisierenden Strahlung verschiedene physikalische Größen gibt, wird ein kleiner Überblick über die Messgrößen der Strahlung gegeben:

Aktivität

Als Aktivität bezeichnet man die Anzahl der Zerfallsereignisse pro Zeiteinheit, die in einer Probe eines radioaktiven oder radioaktiv kontaminierten Stoffes auftritt. Angegeben wird die Aktivität üblicherweise in der SI-Einheit Becquerel (Bq), ein Becquerel entspricht einem Zerfall pro Sekunde.
Bq = 1s-1 oder (T hoch minus 1) .

Mittels eines Dosiskonversationsfaktors kann die Äquivalentsdosis annähernd bestimmt werden.

Einheiten und Messung

Die “Halbwertszeit” steht für die Zeit, in der die Hälfte einer strahlenden Substanz zerfallen ist.
Radioaktive Elemente verhalten sich dabei immer gleich: Für das 230-Plutonium beträgt die Halbwertszeit 24.110 Jahre, es gibt jedoch auch Plutonium-Isotope mit Halbwertszeiten von Tagen oder Monaten. Bei 131-Jod, das in der Medizin eingesetzt wird, dauert es dagegen nur etwas mehr als acht Tage, bis die Hälfte zerfallen ist.

In der Einheit Gray (Gy) wird die Energiedosis ionisierender Strahlung angegeben, zum Beispiel auch bei einer medizinischen Bestrahlung. 1G = 1J/kg.
Nicht damit zu verwechseln sind Angaben in der Einheit Sievert (Sv). Auch hier ist zwar die Energiedosis durch ionisierende Strahlung gemeint. Zur Berechnung der Auswirkungen von Strahlung auf lebende Organismen kombiniert man bei dieser Einheit aber die Dosis mit Richtwerten zur Gewebeempfindlichkeit. Dazu wird ein Strahlungswichtungsfaktor Wr eingeführt. Dieser wird für jedes Organ oder Gewebe von der Internationalen Strahlenschutzkommision (www.icrp.org) festgelegt. Man spricht auch von Effektiv- und Organdosis. In Sievert geben Fachleute deshalb die Strahlenbelastungen durch die Hintergrundstrahlung aus der Umwelt oder durch Strahlenunfälle an.

1Sv = 1 J/kg.

Strahlungswichtungsfaktor Wr für einige Strahlungsarten:

Strahlungsart Wichtungsfaktor Wr
Röntgen- und Gamma-Strahlung 1
Beta-Strahlung 1
Langsame Neutronen 5
Schnelle Neutronen 10
Alpha-Strahlung 20
Schwere Ionen 20

Nicht mehr verwendet werden die früher üblichen Einheiten Rem und Rad (abgelöst durch Sievert)
1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv. Rad abgelöst durch Gray.

Ionisierende Strahlung: Was bewirkt sie im Körper?

Alle biologischen Moleküle und auch das im Körper enthaltene Wasser bremsen Strahlung ab. Dabei wird Energie frei. Sie ist für die Wirkung ionisierender Strahlung verantwortlich und löst auch in lebendem Gewebe die bereits beschriebene Veränderung der Ladung von Atomen und Molekülen aus.
Die so entstehenden Ionen sind besonders reaktiv. Sie versuchen sofort, chemisch wieder stabile Verbindungen einzugehen – nicht immer die, die für den Körper sinnvoll oder “richtig” sind.
So kann ionisierende Strahlung zum Beispiel wichtige Enzyme funktionsunfähig machen oder Zellbausteine zerstören und zum Zelltod führen. Sie kann aber auch an den großen Molekülen der Erbsubstanz DNA Veränderungen hervorrufen, die bei der nächsten Zellteilung an Tochterzellen weitergegeben werden und langfristig zur Entstehung von Krebs beitragen.

Gesunde Zellen sind in der Lage, viele Schäden zu reparieren oder geschädigte Strukturen gezielt abzubauen. Ist die Strahlungsdosis sehr hoch oder das betroffene Gewebe besonders empfindlich. greift dieser natürliche Schutz nicht mehr. Grundsätzlich gilt jedoch: Auch eine sehr geringe Strahlungsdosis kann unter ungünstigen Umständen ausreichen, Gewebe zu zerstören oder eine Tumorentwicklung anzustoßen.

Eine untere Grenze oder einen Schwellenwert, unterhalb dessen ionisierende Strahlung unschädlich wäre, gibt es nicht.

Als Vergleich zur Beurteilung eines Strahlenrisikos kann die natürliche Strahlenbelastung dienen, in Deutschland liegt deren Äquivalentdosis H in der Größenordnung von 1-2 mSv pro Jahr. Die folgenden Grenzwerte gelten für Deutschland (zusätzlich zur natürlichen Strahlung):

Unbedenkliche Dosisleistung Eingreifrichtwert für langfristige Umsiedlung
1 mSv (1.000 µSv) pro Jahr 100 mSv (100.000 µSv) pro Jahr
0,02 mSv (20 µSv) pro Woche 2 mSv (2.000 µSv) pro Woche
0,003 mSv (3 µSv) pro Tag 0,3 mSv (300 µSv) pro Tag
0,0001 mSv (0,1 µSV) pro Stunde 0,01 mSv (10µSv) pro Stunde

Klinische Symptome der Strahlenkrankheit

150 mSv (150.000 µSv) als integrierte Dosis
Die maximal erlaubte Jahresdosis für beruflich strahlenexponierte Personen beträgt 20 mSv, über ein Berufsleben dürfen jedoch nicht mehr als 400 mSv zusammenkommen. Für die normale Bevölkerung sind es 1 mSv (ohne natürliche Strahlung und medizinische Maßnahmen). Ein ungeborenes Kind darf bis zu seiner Geburt keine höhere Strahlendosis als 1mSv erhalten.

Radioaktive Partikel

Durch Kernwaffenversuche und Reaktorunfälle kam es in der Vergangenheit zu teilweise erheblicher Freisetzung von radioaktiven Partikeln. Das Problem dieser radioaktiven Partikel ist einmal die Strahlungsdauer, die mittels der Halbwertszeit (HWZ) angegeben wird und besagt in welcher Zeit die Strahlungsenergie auf die Hälfte gesunken ist. Ferner wie und wo werden diese Partikel im Körper aufgenommen und was richten sie in Folge der Strahlung an. Es handelt sich im Wesentlichen um:

Jod 131: HWZ: 8 Tage Speicherung in der Schilddrüse; kann zu Schilddrüsenkrebs und anderen Fehlfunktionen der Schilddrüse führen.
Cäsium 137: HWZ: 30 Jahre Einlagerung in allen Organen; gilt als Krebsauslöser; wird über die Nahrungskette aufgenommen.
Strontium 90: HWZ: 28 Jahre Einlagerung in Zähnen und Knochen; gilt als Leukämieauslöser.
Plutonium 239: HWZ 24.000 Jahre Gefahr für das Grundwasser; hoch toxisch, gilt als starker Krebsauslöser.

Folgen von Niedrigstrahlung:

Jüngste Studien über Niedrigstrahlung ergaben:
– genomische Instabilität
– Erbgutmutationen
– gehäufte Missbildungen
– Zellalterung
– Verschiedene Nichtkrebserkrankungen

Die nachfolgende Tabelle zeigt welchen Belastungen wir ausgesetzt sind und mit welchen medizinischen Konsequenzen gerechnet werden muss …

Strahlungswerte in Millisievert (mSv) im Vergleich

1,015 mSv
Erster offiziell gemessener Wert am Unglücksreaktor Fukushima 1 am Freitag dem 11. März

1,2 mSv
Ungefähre Strahlendosis beim Röntgen der Wirbelsäule (je Untersuchung)

2,1 mSv
Durchschnittsjahresdosis laut Bundesamt für Strahlenschutz

2,4 mSv
Durchschnittsjahresdosis laut UNO-Bericht

10 mSv
Ungefähre Strahlendosis durch eine Ganzkörper-Computertomographie (je Untersuchung)

100 mSv
Jahresdosis, die bei einem Prozent der Bestrahlten Krebs auslösen kann

250 mSv
Strahlendosis, die, wenn sie in kurzer Zeit auf den Körper wirkt, akut Strahlenkrankheit (Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerzen, etc.) auslöst

400 mSv
Strahlendosis pro Stunde am havarierten Kraftwerk Fukushima 1 am Dienstagmorgen, den 15. März

4000 mSv *
Tödliche Strahlendosis, wenn sie in kurzer Zeit aufgenommen wird.

* Sterblichkeit von 50 Prozent, sicher tödlich sind 7000 mSv. 1986 starben 47 Mitarbeiter der Rettungstrupps, die unmittelbar am havarierten ukrainischen Reaktor in Tschernobyl arbeiteten. Sie wurden mit 6000 mSv verstrahlt.