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Ionisierende Strahlung

Umweltradioaktivität - Medizin - Beruflicher Strahlenschutz - Nuklear-spezifische Gefahrenabwehr

Ionisierende Strahlung

Strahlenwirkungen

Ionisierende Strahlung transportiert Energie. Wenn diese Strahlungsenergie auf biologisches Gewebe - zum Beispiel im menschlichen Körper - trifft, wird sie vom Gewebe aufgenommen (absorbiert). Die aufgenommene Energie kann vielfältige Wirkungen hervorrufen. Ob und in welchem Ausmaß eine Strahlenbelastung eines Organismus zu einem gesundheitlichen Schaden führt, hängt von der absorbierten Strahlendosis, der Strahlenart und davon ab, welches Organ oder Gewebe des Körpers hauptsächlich betroffen ist. Wenn die Strahlendosis sehr hoch ist, kann das Gewebe oder auch der gesamte Organismus absterben. Die Strahlenschäden können aber auch repariert werden. Wenn die Reparatur aber fehlerhaft durchgeführt wird, kann dies langfristig zum Beispiel zur Entstehung von Krebs oder Leukämie führen.

Wie wirkt Strahlung?

Wenn ionisierende Strahlung auf eine Zelle trifft, wird die Strahlungsenergie von den Molekülen der Zelle aufgenommen (absorbiert). Diese Energie bewirkt, dass Elektronen aus den Molekülen herausgeschlagen (Ionisation) oder Bindungen in den Molekülen aufgebrochen werden. Dabei entstehen chemisch sehr reaktive Molekülformen (Radikale), die elektrisch geladen, aber auch elektrisch neutral sein können. Diese Radikale reagieren mit den anderen Molekülen in der Zelle, was dann direkt oder indirekt Zellschädigungen zur Folge haben kann.

Schädliche Gewebereaktionen

Überschreitet die Strahlendosis eine bestimmte Höhe bzw. einen Schwellenwert, so treten schädliche Gewebereaktionen im menschlichen Körper auf, sogenannte deterministische Strahlenschäden. Typischerweise liegt der Schwellenwert dafür bei ca. 500 Millisievert (mSv). Deterministische Schäden entstehen durch das massive Absterben von Zellen und dem daraus folgenden Funktionsverlust des betreffenden Gewebes oder Organs.

Screenshot aus dem Experteninterview

Wie findet man radioaktive Stoffe im Menschen?

Radioaktive Stoffe kommen in unserer Umwelt überall vor. Durch Einatmen oder über Nahrungsmittel können sie in den menschlichen Körper gelangen. Im Video erklärt Dr. Udo Gerstmann, wie man mit einem Ganzkörperzähler die Radioaktivität im Körper misst und wann er eingesetzt wird.

Folgen eines Strahlenunfalls

Gemäß Strahlenschutzverordnung ist ein Strahlenunfall ein Ereignisablauf, der für eine oder mehrere Personen eine effektive Dosis von mehr als 50 Millisievert (mSv) zur Folge haben kann.

Polonium

Polonium-210

Polonium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 84. Es ist ein silbriges, radioaktives Metall, in chemischen Reaktionen verhält es sich ähnlich wie Tellur und Bismut. Stabile Polonium-Isotope gibt es nicht. In der Natur ist Polonium-210 das am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran-238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Im Mittel befinden sich in einer Tonne Erde ca. 0,0002 Mikrogramm (µg) Polonium (entspricht 2 x 10 bis 10 ppm).

Mögliche positive Wirkungen ionisierender Strahlung - Hormesis

Ob niedrige Dosen ionisierender Strahlung möglicherweise positiv auf biologische Systeme wirken können, wird kontrovers diskutiert. Die vereinzelt beobachteten, häufig aber nur behaupteten positiven Wirkungen werden unter dem Begriff "Hormesis" zusammengefasst. Das Erscheinungsbild dieser positiven Wirkungen ist vielfältig und variabel. Auch unter annähernd gleichen Bedingungen können diese Wirkungen nicht regelmäßig in Studien beobachtet werden.

Screenshot aus dem Experteninterview

Wie wirkt Strahlung auf den Menschen?

Eine hohe Strahlendosis kann den menschlichen Organismus schädigen oder sogar zu akuten Erkrankungen führen. Auch Jahre bis Jahrzehnte später können sogenannte stochastische Strahleneffekte auftreten, die oftmals Krebserkrankungen zur Folge haben können. Im Video erklärt Dr. Maria Schnelzer, wie Strahlung auf den Menschen wirkt, und erläutert die gesundheitlichen Folgen der Unfälle von Tschernobyl und Fukushima.

Vererbbare Strahlenschäden

Wirkt ionisierende Strahlung auf Keimdrüsen (Hoden bzw. Eierstöcke) oder Keimzellen (Samen- bzw. Eizellen), kann sie Schäden in deren Erbgut (Mutationen) verursachen, die zu genetisch bedingten Krankheiten (Erbschäden) führen. Diese können sich bei den Kindern und Kindeskindern der bestrahlten Personen in Form von Fehlbildungen, Stoffwechselstörungen, Immunschäden etc. auswirken aber auch erst nach vielen Generationen sichtbar werden.

Krebs und Leukämie

Ionisierende Strahlung kann Krebs und Leukämien auslösen. Beide Arten von Erkrankungen zählen zu den bösartigen Neubildungen. Während Krebs bösartige Neubildungen umfasst, die ein Organ betreffen, bezeichnet Leukämie eine Erkrankung des blutbildenden Systems, die sich auf den gesamten Organismus auswirkt. Ähnliches gilt für Lymphome, bösartige Neubildungen des lymphatischen Systems, die sich auch auf den gesamten Organismus auswirken.

Über die Atemwege gelangen Radon und seine Zerfallsprodukte in die Lunge

Gesundheitliche Wirkungen von Radon

Radon kann sich in geschlossenen Räumen in der Raumluft anreichern. Gesundheitsgefährdend sind vor allem die kurzlebigen Radonzerfallsprodukte, die sich im Atemtrakt ablagern können. Die beim Zerfall entstehende Alphastrahlung kann die Entstehung von Lungenkrebs begünstigen. Berechnungen ergeben, dass Radon in Wohnungen in Deutschland etwa 1.900 Todesfälle pro Jahr verursacht. Für die Europäische Union liegt diese Zahl bei circa 20.000 Todesfällen.

Vorgehen bei der biologischen Dosimetrie

Biologische Dosimetrie nach einer Strahlenexposition

Biologische Dosimetrie ist eine international anerkannte Methode, um nach einer vermuteten übermäßigen Strahlenbelastung die Dosis abzuschätzen. Sie ist in Ergänzung zur physikalischen Dosimetrie oder falls keine physikalische Dosimetrie durchführbar war, möglich. Dafür werden bestimmte biologische "Marker" verwendet, die nach Einwirkung ionisierende Strahlung in bestrahlten Zellen wie Fingerabdrücke nachgewiesen werden können.

Risikoabschätzung und -bewertung

Erkrankungen und Schäden (z.B. Krebs), die von ionisierender Strahlung ausgelöst wurden, lassen sich vom Krankheitsbild her nicht von Erkrankungen unterscheiden, die spontan oder durch andere Ursachen entstanden sind. Eine mögliche Verursachung durch Strahlung kann daher nur festgestellt werden, wenn die Erkrankungen bei strahlenexponierten Personengruppen statistisch signifikant und über verschiedene Personengruppen hinweg konsistent häufiger auftreten als bei nicht exponierten Kontrollgruppen.

© Bundesamt für Strahlenschutz