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Ursache der durch natürliche Radionuklide in Baustoffen verursachten Strahlenexposition beim Aufenthalt in Gebäuden sind:

• die von den Radionukliden in den Baumaterialien ausgehende, von außen auf den Körper wirkende Gammastrahlung sowie
• die Inhalation des aus den Baumaterialien in die Räume freigesetzten Radons und seiner Zerfallsprodukte.

Untersuchung und Bewertung

Seit mehr als 20 Jahren werden in Deutschland Untersuchungen und Bewertungen der radioaktiven Stoffe in Baumaterialien durchgeführt. Beim Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) liegen von mehr als 1500 Proben von Natursteinen, Baumaterialien und mineralischen Reststoffen Daten der spezifischen Aktivitäten der relevanten Radionuklide vor. An einer großen Anzahl von Proben wurde zusätzlich die Radonfreisetzung bestimmt.

Der Mittelwert der durch die natürlichen Radionuklide in den Baumaterialien bedingten Gamma-Ortsdosisleistung (ODL) in Gebäuden beträgt rund 80 Nanosievert pro Stunde (nSv/h). Werte der ODL über 200 nSv/h sind selten.

Das durch radioaktiven Zerfall aus Radium-226 entstehende Radon-222 ist aus der Sicht des Strahlenschutzes von besonderem Interesse. Nach aktuellen Erkenntnissen werden in Deutschland einige Prozent der Lungenkrebserkrankungen der Bevölkerung der Belastung durch Radon und seine Zerfallsprodukte in Gebäuden zugeschrieben.

Radon von besonderer Bedeutung

Die Radonfreisetzung aus Baumaterialien wird durch die spezifische Aktivität des Radium-226 und andere, den Radontransport bestimmende Materialeigenschaften (z. B. Porosität) bestimmt. Untersuchungen zeigen, dass die in Deutschland in großen Mengen traditionell verwendeten Baustoffe Beton, Ziegel, Porenbeton und Kalksandstein im Allgemeinen nicht die Ursache für Überschreitungen des vom Bundesamt für Strahlenschutz empfohlenen Jahresmittelwertes der Radonkonzentration in Aufenthaltsbereichen sind. Dieser soll 100 Bq/m³ (vgl. Infoblatt "Natürliche Radioaktivität in Baumaterialien") nicht überschreiten. Der Beitrag des Radon-222 aus Baumaterialien zur Radonkonzentration in Wohnräumen liegt bei maximal 70 Bq/m³. Bei aktuell im Handel erhältlichen Baumaterialien wurden Werte deutlich unter 50 Bq/m³ bestimmt.

Höhere Radonkonzentrationen bei einzelnen Baumaterialien

Freisetzungsraten von Radon, die höhere Konzentrationen im Raum zur Folge haben können, wurden in Deutschland vereinzelt an Rückständen der Verbrennung von Kohlen mit erhöhter Uran-/Radiumkonzentration (früher unter der Bezeichnung "Kohleschlacke" regional als Füllung von Geschossdecken verwendet) und in Ausnahmefällen an Natursteinen mit erhöhten spezifischen Aktivitäten des Radium-226 gemessen. Erhöhte Radonkonzentrationen in Häusern aus Mansfelder Kupferschlacke wurden trotz der vergleichsweise hohen spezifischen Aktivität des Radium-226 in diesem Material nicht ermittelt. In einigen Ländern wurden höhere Radonkonzentrationen in Häusern festgestellt, in denen so genannte Chemiegipse (Rückstände der Phosphoritverarbeitung) und auch bei Leichtbetonen festgestellt, die unter Verwendung von Alaunschiefer hergestellt wurden. Vereinzelt findet man auch überdurchschnittliche Radonkonzentrationen in den traditionellen Gebieten des Bergbaus, wenn Abraum oder Reststoffe der Erzverarbeitung mit erhöhter Radiumkonzentration als Baumaterial, als Beton- oder Mörtelzuschlagstoff sowie zur Fundamentierung bzw. Hinterfüllung beim Hausbau verwendet wurden.

Nach derzeitigem Kenntnisstand wurden in Deutschland keine Materialien zu Bauzwecken verwendet, die infolge erhöhter Thoriumkonzentrationen zu aus der Sicht des Strahlenschutzes relevanten Expositionen durch Radon-220 (Thoron) und seine Zerfallsprodukte in Räumen führen könnten.

Industrierückstände als Sekundärrohstoff

In einigen Rückständen aus industriellen Prozessen reichern sich die natürlichen radioaktiven Stoffe an. Bei Verwendung dieser Rückstände, z. B. ihrem Einsatz als Sekundärrohstoff im Bauwesen, sind erhöhte Strahlenexpositionen der Bevölkerung nicht auszuschließen. Um dies zu vermeiden, werden im Teil A der Anlage XII der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) [1] die Rückstände genannt, bei deren Verwertung oder Deponierung Gesichtspunkte des Strahlenschutzes beachtet werden sollten. Durch die ebenfalls in Anlage XII der StrlSchV festgelegten Überwachungsgrenzen für die Verwertung dieser Materialien wird gesichert, dass der für Einzelpersonen der Bevölkerung geltende Richtwert der effektiven Dosis von 1 mSv pro Jahr nicht überschritten wird.

Gemäß der Bauproduktenrichtlinie (89/106/EWG) [2] darf in den Mitgliedstaaten der Europäischen Union ein Bauprodukt nur dann in Verkehr gebracht werden, wenn es die wesentlichen Anforderungen an Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz, unter anderem bezüglich der Freisetzung gefährlicher Strahlen, erfüllt. Diese Richtlinie wird mit dem Bauproduktengesetz [3] umgesetzt.

Medianwerte der spezifischen Aktivität natürlicher Radionuklide in Naturwerksteinen (Für eine größere Darstellung Bild anklicken)

Natürliche Radionuklide in Naturwerksteinen

Da heute in allen Bereichen des Bauens im Hausinneren und im Freien verstärkt Naturwerksteine Anwendung finden, wurde durch das BfS mit Unterstützung des Deutschen Naturwerkstein-Verbandes e.V. im Jahr 2006 eine Reihe marktgängiger Fliesen und anderer Plattenmaterialien unterschiedlichster Herkunft auf die Gehalte natürlicher Radioaktivität untersucht und aus Strahlenschutzsicht bewertet.

Im Vordergrund standen gammaspektrometrische Messungen der spezifischen Aktivitäten des Radium-226, Kalium-40 und Thorium-232. Die Ergebnisse sind in der Grafik zusammengefasst. Die dargestellten Medianwerte (Zentralwerte) bedeuten, das die Hälfte der untersuchten Proben über diesem Wert liegt und 50 Prozent darunter.

Die Materialgliederung erfolgt an dieser Stelle nach der Gesteinsart. Es muss darauf hingewiesen werden, dass im Handel aus Erwägungen, die sich an den speziellen Anwendungen, der Verarbeitung und Pflege der Materialien orientieren, nicht immer korrekte Gesteinsbezeichnungen verwendet werden. So muss es sich bei "Granit" nicht unbedingt um Granitgestein handeln, sondern diese Bezeichnung wird auch für Gneise, Diorite, Granodiorite und andere Gesteine verwendet.

Spezifische Aktivitäten der untersuchten Naturwerksteine

Die spezifischen Aktivitäten der untersuchten Naturwerksteine liegen für Kalium-40 im Bereich zwischen 10 Bq/kg und 1600 Bq/kg, für Radium-226 zwischen kleiner als 10 Bq/kg und 355 Bq/kg und für Thorium-232 zwischen kleiner als 10 Bq/kg und 330 Bq/kg.

Zum Vergleich und zur Ergänzung wird auf die oben gezeigte Tabelle und die von Pavlidou et al. [4] veröffentlichten Werte hingewiesen.
Die mögliche Strahlenexposition durch die einzelnen Materialien hängt neben der Radionuklidkonzentration und der Radonfreisetzung von der Art ihrer Verwendung ab.

EU-Empfehlung "Radiation Protection 112"

Für ihre Bewertung gibt es noch keine verbindliche Rechtsgrundlage. Allerdings ist in der EU-Empfehlung "Radiation Protection 112" [5] eine einfach zu handhabende Methode empfohlen worden, die auf der Grundlage der ermittelten spezifischen Aktivitäten der oben angegebenen Radionuklide und spezieller Modellannahmen eine orientierende Bewertung ermöglicht. Wenn man sich dabei an dem allgemein akzeptierten Wert der effektiven Dosis von 1 mSv/a für Personen der Bevölkerung durch Radionuklide natürlichen Ursprungs (außer Radon) orientiert ist festzustellen, dass die untersuchten, aktuellen Baumaterialien und - selbst bei großflächiger Anwendung - auch die untersuchten Naturwerksteine in Gebäuden uneingeschränkt verwendbar sind.

[1] Verordnung über den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen (Strahlenschutzverordnung - StrlSchV) vom 20. Juli 2001 (BGBl. I S. 1714)

[2] Lutz, H.; Springborn, M.: Die Bauproduktenrichtlinie - Gegenüberstellung und Abweichungen, Ernst & Sohn, Verlag für technische Wissenschaften GmbH, Berlin

[3] Gesetz über das Inverkehrbringen von und den freien Warenverkehr mit Bauprodukten zur Umsetzung der Richtlinie 89/106 EWG des Rates vom 21. Dezember 1988 zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedsstaaten über Bauprodukte (Bauproduktengesetz - BauPG) vom 10. August 1992 (BGBl. I, S.149)

[4] Pavlidou, S.;Koroneos, A.; Papastefanou, C.; Christofides, G.; Stoulos, S.; Vavelides, M. : Natural Radioacvtivity of Granites Used as Building Materials in Greece. Bulletin of the Geological Society of Greece, Vol. XXXVI, 2004

[5] European Commission: Radiation Protection 112 „Radiological protection principles concerning the natural radioaactivity of building materials“, Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 2000, ISBN 92-828-8376-0

Weitere Informationen

• Teil A der Anlage XII der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV)
• Infoblatt "Natürliche Radionuklide in Baumaterialien"
• Granitplatten im Haushalt?