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Ionisierende Strahlung

Umweltradioaktivität - Medizin - Beruflicher Strahlenschutz - Nuklear-spezifische Gefahrenabwehr

Ionisierende Strahlung

Gesundheitsfolgen des Unfalls von Fukushima

Die infolge des Reaktorunfalls in Fukushima in die Atmosphäre freigesetzten radioaktiven Stoffe (Radionuklide) wurden mit dem Wind lokal, regional und global verfrachtet und in der Folge auf der Erdoberfläche deponiert. Strahlenbelastungen für den Menschen entstanden durch das Einatmen und die äußere Bestrahlung durch die in der Luft befindlichen radioaktiven Stoffe, durch die auf den Boden deponierten Radionuklide und im weiteren Verlauf durch die Aufnahme über die Nahrung.

Welche radioaktiven Stoffe waren in der Umgebung des Kernkraftwerks Fukushima Daiichi von Bedeutung?

Für die Strahlenbelastung der Bevölkerung in der näheren und ferneren Umgebung um die verunglückten Reaktoren in Fukushima waren zunächst zwei radioaktive Stoffe von besonderer Bedeutung.

  • Zum einen waren dies die radioaktiven Isotope des Jod (unter anderem Jod-131 und Jod-133). Diese Radionuklide bestimmten in den ersten Tagen und Wochen nach dem Unfall wesentlich die Strahlenbelastung. Sie weisen eine relativ kurze Halbwertszeit (Zeit, in der durch radioaktiven Zerfall der Stoffe die Hälfte der Radioaktivität abklingt) von bis zu 8 Tagen auf.
    Ihre Wirkung kann abgemildert werden, indem gefährdete Personen rechtzeitig hoch-dosiertes nicht-radioaktives Jod einnehmen (Jodtabletten), da so eine Aufnahme und Anreicherung des eingeatmeten oder eventuell mit Nahrung aufgenommenen radioaktiven Jods in der Schilddrüse verhindert wird. Jod reichert sich nur in der Schilddrüse an.

  • Die längerfristig die Strahlenbelastung wesentlich bestimmenden radioaktiven Stoffe sind die Radionuklide des Elements Cäsium (vor allem Caesium-134 und Caesium-137). Diese haben eine Halbwertszeit von bis zu 30 Jahren. Hier gibt es keine Möglichkeit, die Strahlenbelastung durch Verabreichen von Medikamenten oder andere Maßnahmen abzumildern.
    Cäsium verhält sich im Körper ähnlich wie Kalium. Es gelangt in die Zellen und ist dort an Prozessen zwischen dem Zellinneren und der Zellumgebung beteiligt, die grundsätzlich in allen Körperzellen stattfinden, besonders aber in Muskel- und Nervenzellen. Der Körper scheidet aufgenommenes Cäsium binnen rund 3 Monaten zur Hälfte wieder aus.

Weitere radioaktive Stoffe, die weniger flüchtig sind, erlangen nur dann Bedeutung für den gesundheitlichen Strahlenschutz, wenn es zu explosionsartigen Freisetzungen mit großer Hitzeentwicklung kommt. Hierzu zählen insbesondere die radioaktiven Nuklide des Elements Strontium sowie die von Plutonium.

  • Strontium verhält sich im Körper ähnlich wie Kalzium, das heißt, es reichert sich insbesondere in den Knochen an.
  • Plutonium lagert sich gewöhnlich an Staubpartikel an und kann somit eingeatmet werden und sich dann in der Lunge ablagern. Geringere Anteile können von dort in den Körper gelangen. Plutonium lagert sich dann vornehmlich an Knochen und in der Leber ab. Bei über Lebensmittel aufgenommenem Plutonium wird der überwiegende Teil in der Regel wieder ausgeschieden. Der verbleibende Anteil wird jedoch ähnlich wie nach dem Einatmen an Knochen und in der Leber abgelagert.

Im Gegensatz zu den flüchtigen radioaktiven Stoffen ist die Verweilzeit von Strontium und Plutonium im Körper sehr lang und beträgt Jahre bis Jahrzehnte. Die lange Verweilzeit und die Art des radioaktiven Zerfalls (Alpha-Strahlung) von Plutonium führen dazu, dass bereits kleinste aufgenommene Mengen gesundheitliche Relevanz haben. Plutonium ist unabhängig von der Radioaktivität überdies ein sehr giftiges Schwermetall.

Diese beiden Stoffe sind nach den dem BfS vorliegenden Informationen nicht oder nur in sehr geringen Mengen in die unmittelbare Umgebung der Unglücksreaktoren frei gesetzt worden.

Wie hoch ist die Strahlenbelastung der japanischen Bevölkerung in der Umgebung des Reaktors Fukushima Daiichi?

Die Weltgesundheitsorganisation WHO hat im Sommer 2012 die zusätzlichen Strahlenbelastungen (Expositionen) der japanischen Bevölkerung nach dem Unfall in Fukushima abgeschätzt. Dazu hat die WHO die zusätzliche Strahlenbelastung durch

  • die vorbeiziehende radioaktive Wolke (externe Strahlenbelastung),
  • Inhalation während des Durchzugs der radioaktiven Wolke (interne Strahlenbelastung),
  • Oberflächenkontamination (externe Strahlenbelastung),
  • Inhalation von abgelagerten radioaktiven Partikeln (interne Dosis),
  • Verzehr kontaminierter Lebensmittel (interne Dosis)

für die Altersgruppen

  • Säuglinge,
  • Kinder und
  • Erwachsene

in den folgenden Regionen betrachtet:

  • die am meisten betroffenen Gegenden der Präfektur Fukushima,
  • der Rest der Präfektur Fukushima,
  • benachbarte Präfekturen,
  • der Rest Japans,
  • benachbarte Länder und
  • der Rest der Welt.
WHO-Schätzung: Zusätzliche Strahlenbelastung nach dem Unfall in Fukushima (effektive Dosis im ersten Jahr für alle Altersgruppen)
Dosis-Bandbreite in MillisievertRegion
10 - 50Zwei der ausgewählten Ortschaften der am meisten betroffenen Gegenden der Präfektur Fukushima
1 - 10Rest der Präfektur Fukushima
0,1 - 10Nachbarpräfekturen von Fukushima
0,1 - 1 Alle anderen Präfekturen
Vergleichswerte zur Strahlenbelastung -

Die gesamte natürliche Strahlenbelastung in Deutschland beträgt durchschnittlich 2,1 Millisievert im Jahr (sogenannte effektive Dosis). Je nach Wohnort, Ernährungs- und Lebensgewohnheiten liegt sie im Einzelnen zwischen 2 und 3 Millisievert, kann aber in Ausnahmefällen bis zu 10 Millisievert reichen. Auf den Menschen wirkt heutzutage neben der natürlichen Strahlung auch Strahlung aus medizinischen (zum Beispiel Röntgenuntersuchungen, Computertomographien) und technischen Anwendungen ein. Im Durchschnitt beträgt die Strahlenbelastung aus künstlichen Quellen in Deutschland zirka 2,0 Millisievert (2009: 1,8 Millisievert) pro Jahr.

Zusätzliche Strahlenbelastung in den von der WHO betrachteten Regionen und Altersgruppen (geschätzte Schilddrüsendosis bei Kindern und Erwachsenen)
Dosis-Bandbreite in MillisievertKinderErwachsene
100 - 200Säuglinge in einer der ausgewählten Ortschaften der am meisten betroffenen Gegenden der Präfektur Fukushima-
10 - 100Rest der Präfektur Fukushimadie am meisten betroffenen Gegenden der Präfektur Fukushima
1 - 10 Rest von JapanRest der Päfektur Fukushima und Rest von Japan
Vergleichswerte zur Schilddrüsendosis-

Anders als bei der Hintergrundstrahlung können zur Schilddrüsendosis keine Vergleichswerte genannt werden, die sich aus natürlicher Strahlenbelastung ergeben, da für die Schilddrüsendosis das radioaktive Jod-131 von Bedeutung ist, das natürlicherweise nicht vorkommt und mit einer Halbwertzeit von etwa 8 Tagen nach knapp drei Monaten vollständig zerfallen ist. Entsprechend lassen sich Vergleichswerte für die Schilddrüsendosis nur aus anderen Ereignissen zeigen, insbesondere dem Reaktorunfall von Tschernobyl und den oberirdischen Atombombentests.

  • Nach Tschernobyl erreichten die Schilddrüsendosen dabei kurz nach dem Unfall in der Stadt Gomel etwa bis zu 1 Sievert, in anderen Regionen (Zhytomyr, Kiew, Minsk) lagen sie zwischen 100 und 200 Millisievert.
  • In der Umgebung des sowjetischen Atomwaffentestgeländes in Kasachstan lag die durchschnittliche Schilddrüsendosis bei einer dort untersuchten Bevölkerungsgruppe bei 349 Millisievert mit einem Maximum von 722 Millisievert bei denjenigen Personen, die zum Zeitpunkt der Exposition (Strahlenbelastung) jünger als 5 Jahre waren.
  • Im Bikini Atoll lagen die Dosen teilweise noch darüber und erreichten bei Erwachsenen Werte über 7.000 Millisievert, für Kinder bis hin zu dem dreifachen Wert.

Die WHO hat die Strahlenbelastung in Bandbreiten abgeschätzt (siehe Tabellen), um so zu verdeutlichen, dass die Schätzungen keine exakten Werte darstellen. Die Strahlenbelastung wird als effektive Dosis in der Einheit Millisievert (mSv) angegeben. Sievert ist die Maßeinheit der effektiven Strahlendosis (1 Sievert (Sv) = Tausend Millisievert (mSv) = 1 Million Mikrosievert (µSv) = 1 Milliarde Nanosievert (nSv)).

Strahlenbelastungen für Japans Nachbarstaaten und den Rest der Welt

In beiden Fällen basieren die Dosisabschätzungen der WHO unter anderem auf Messungen, die in Japan durchgeführt wurden. Die für Japans Nachbarstaaten und den Rest der Welt geschätzten Strahlenbelastungen liegen deutlich unter den für Japan geschätzten Strahlenbelastungen.

Abschätzung möglicher gesundheitlicher Gefahren und Risiken

Die Weltgesundheitsorganisation WHO führte mit Hilfe unabhängiger internationaler Experten auch erste Abschätzungen der gesundheitlichen Risiken (veröffentlicht am 28. Februar 2013) durch. Dabei stützte sie sich auf ihre Abschätzungen der zusätzlichen Strahlenbelastungen (Expositionen) vom Sommer 2012. An diesen internationalen Expertengruppen waren Mitarbeiter des Bundesamts für Strahlenschutz, das für den Bereich Strahlenschutz und Gesundheit WHO-Kooperationszentrum ist, beteiligt.

Dieser Bericht zu den gesundheitlichen Risiken kommt zu folgenden Schlüssen:

  1. Für die japanische Bevölkerung sind keine deterministischen Effekte (zum Beispiel Gewebereaktionen) und keine Zunahme der Säuglingssterblichkeit oder des Auftretens von Fehlgeburten, angeborenen Fehlbildungen, Entwicklungsstörungen oder kognitiven Beeinträchtigungen zu erwarten, da die Strahlendosen dafür zu gering sind;
  2. außerhalb von Japan ist kein Anstieg gesundheitlicher Risiken durch die Katastrophe von Fukushima zu erwarten;
  3. In den am stärksten betroffenen Regionen Japans in der Präfektur Fukushima sind jedoch für bestimmte Altersgruppen und Geschlechter rechnerisch aufgrund der dort aufgetretenen erhöhten Strahlenbelastung Risikoerhöhungen für bestimmte Krebsarten zu erwarten;
  4. Lebensmittel und Umwelt müssen auch in Zukunft überwacht werden.

Die Risikoabschätzung wurde in vier Schritten durchgeführt:

  1. Identifizierung der Strahlenquellen;
  2. Identifizierung der Gesundheitsschädigungen, für die ein wissenschaftlich gesicherter Zusammenhang mit ionisierender Strahlung besteht;
  3. erste Abschätzung der für die Lebenszeit resultierenden Organdosen für die Allgemeinbevölkerung aus verschiedenen geografischen Gebieten (zum Beispiel für die am stärksten betroffene Gebiete in der Präfektur Fukushima, für den gesamten Rest Japans und für den Rest der Welt);
  4. Berechnung der mit der Strahlung verbundenen zu erwartenden lebenslangen Erhöhung der Krebsinzidenz im Vergleich zur spontanen Krebsinzidenz.

Die in dem Bericht präsentierten Angaben zu den Gesundheitsrisiken stellen keine genauen Vorhersagen dar, sondern vielmehr eine Aussage zur Größenordnung der zu erwartenden Gesundheitsrisiken, da sie auf vorläufigen Dosisabschätzungen beruhen, die auf den bis zum September 2011 verfügbaren Daten basieren.

Die Beziehung zwischen Krebsrisiko und Strahlenbelastung ist komplex und hängt von Faktoren wie Krebsart, Geschlecht und dem Alter ab, in dem Personen einer Strahlenbelastung ausgesetzt sind. So führt eine Strahlenbelastung im Säuglings- oder Kindheitsalter im Allgemeinen zu einer stärkeren Risikoerhöhung als im Erwachsenenalter. Es wurden geschlechtsspezifisch die Lebenszeitrisiken für die Gesamtheit aller bösartigen Tumoren berechnet, sowie für Leukämie, Schilddrüsenkrebs und für Frauen zusätzlich die Erhöhung des Brustkrebsrisikos. Dabei wurden drei unterschiedliche Altersgruppen betrachtet (zum Zeitpunkt des Unglücks 1, 10 oder 20 Jahre alt). Zudem wurde das Gesundheitsrisiko für Notfallarbeiter des Kernkraftwerks, die zum Zeitpunkt des Unglücks 20, 40 oder 60 Jahre alt waren, berechnet.

In den zwei am stärksten betroffenen Regionen der Präfektur Fukushima liegen die vorläufigen Abschätzungen für die effektive Dosis für das erste Jahr nach dem Unglück zwischen 12 und 25 Millisievert.

Für die Region mit der höchsten Dosis (25 mSv) ist das zusätzliche Lebenszeitrisiko für Leukämie, Brustkrebs, Schilddrüsenkrebs und die Gesamtheit aller bösartigen Tumoren am stärksten erhöht:

  • für Jungen, die zum Zeitpunkt des Unfalls ein Jahr alt waren, ist das lebenslange Leukämierisiko um bis zu 7 Prozent erhöht im Vergleich zur spontanen Krebsrate;
  • für Mädchen, die zum Zeitpunkt des Unfalls ein Jahr alt waren, ist das lebenslange Brustkrebsrisiko um bis zu 6 Prozent im Vergleich zu spontanen Krebsrate erhöht.
    Für die Gesamtgruppe der soliden Tumoren ist das Lebenszeitrisiko bei Mädchen, die zum Zeitpunkt des Unfalls 1 Jahr alt waren, um bis zu 4 Prozent erhöht im Vergleich zur spontanen Krebsrate.
    Das lebenslange Schilddrüsenkrebsrisiko erhöht sich für die Mädchen, die zum Zeitpunkt des Unfalls 1 Jahr alt waren, um bis zu 70 Prozent im Vergleich zur spontanen Krebsrate.

In den Gebieten mit der zweithöchsten Dosis (12 Millisievert) beträgt die erwartete Erhöhung der Krebsraten etwa die Hälfte der Werte in der am stärksten betroffenen Region. In den Gebieten mit der dritthöchsten Dosis (3-5 Millisievert) beträgt die Erhöhung des Risikos etwa ein Viertel bis ein Drittel im Vergleich zur am stärksten betroffenen Region.

Außerhalb der am stärksten betroffenen Regionen der Präfektur Fukushima, das heißt für den Rest Japans und den Rest der Welt, wird kein beobachtbarer über die natürlichen Schwankungen der Spontanraten hinausgehender Anstieg der Krebsraten erwartet.

Die Risiken für Leukämie, Schilddrüsenkrebs und solide Tumoren, für die Notfallarbeiter des Fukushima-Daiichi Kernkraftwerks sind im Vergleich zu den Spontanraten erhöht.

Fukushima Health Management Survey

Um die tatsächlichen gesundheitlichen Auswirkungen der Strahlenexposition nach dem Reaktorunfall zu untersuchen, führt die Gesundheitsbehörde der Präfektur Fukushima seit September 2011 den Fukushima Health Management Survey durch. Er umfasst

  • alle Einwohner der Präfektur sowie
  • diejenigen, die zum Zeitpunkt des Unfalls in der Präfektur wohnten, aber danach verzogen sind, und
  • die Personen, die nach dem Unfall zugezogen sind.

Die Grundgesamtheit des Survey beträgt somit 2.057.053 Personen aller Altersklassen, die in einer langfristigen Kohortenstudie hinsichtlich ihrer gesundheitlichen Entwicklung untersucht werden sollen. Als erster Schritt werden eine Befragung zum Verhalten kurz nach dem Unfall sowie eine Ganzkörpermessung durchgeführt. Auf dieser Basis wird versucht, die tatsächliche Strahlenbelastung bestmöglich individuell abzuschätzen. Für einen Teil der Kohorte erfolgt dann in regelmäßigen Abständen eine detaillierte Erfassung des Gesundheitszustands. Dazu werden auch die Schilddrüsen von 370.000 Personen, die zum Zeitpunkt des Unfalls höchstens 18 Jahre alt waren, untersucht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bedingt durch günstige Winde und durch die Evakuierungsmaßnahmen die zusätzliche Strahlenbelastung der Bevölkerung in Japan insgesamt und - mit Ausnahmen - auch in der Region Fukushima nach dem Fukushima-Unfall relativ gering war. Gesundheitliche Auswirkungen in der Region Fukushima sind nicht auszuschließen. Sie dürften aber auf der Basis der Abschätzungen der Strahlenbelastungen relativ gering und auf die am meisten betroffenen Gegenden begrenzt sein. Durch den Umfang des Fukushima Health Management Survey können möglicherweise auch relativ geringe Risikoerhöhungen nachgewiesen werden.

Es ist davon auszugehen, dass in der Region hergestellte Lebensmittel auch längerfristig stärker kontaminiert sein werden. Eine weitere Überwachung der Lebensmittel auf radioaktive Kontaminationen ist dort erforderlich.

Aktuelle Informationen zur Strahlung (die so genannte Gamma Ortsdosisleistung, in Mikrosievert pro Stunde) außerhalb der Evakuierungszone können auf der Internetseite der japanischen Kernenergieaufsichtsbehörde (Nuclear Regular Authority) oder der detaillierten Japan Radiation Map eingesehen werden.

Stand: 10.03.2016

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© Bundesamt für Strahlenschutz