Strahlung ist Natur
Strahlung gehört zu unserem Leben wie Nahrung, Luft und Licht. Der Mensch ist immer und überall von Strahlung umgeben. Unsere Körper sind Radioaktivität gewohnt, ja sie strahlen selbst. Warum ist das so? Und was ist Radioaktivität eigentlich?
Radioaktiv nennt man Atome, deren Kerne instabil sind und nach unterschiedlichen Mustern in zwei oder mehr Teile und wieder weiter in neue Atome zerfallen. Dabei senden sie Energie in Form von radioaktiver Strahlung und Wärme aus. Das bekannteste radioaktive Element ist Uran. Dieses Metall gibt es wie alle chemischen Elemente seit der Entstehung der Welt, in mehreren Sorten (Isotope). Eine davon zerfällt sehr leicht, das Uran-235. Unter unseren Füssen finden seit dem Urknall endlos Kernspaltungen statt – auch deshalb ist die Erde im Inneren warm und jede Gartenerde leicht radioaktiv! Dies ist die terrestrische Strahlung (Erdstrahlung), die es neben der kosmischen Strahlung von der Sonne und aus dem All gibt.
Die natürliche Strahlenbelastung in der Schweiz ist je nach Höhe über Meer und Zusammensetzung des Untergrundes sehr verschieden. Quelle: Nuklearforum
Wie schützt man sich vor Strahlung?
Je nach Art der Strahlung (alpha-, beta- oder gamma-Strahlen), der Menge, wie lange man ihr ausgesetzt ist (Exposition) oder ob man gar strahlende Stoffe mit der Nahrung aufnimmt, kann Strahlung schädlich sein oder nicht. Manche der Spaltprodukte von Uran sind fest, manche gasförmig. Radon beispielsweise kann die Erdkruste durchdringen und in Keller und Wohnräume eindringen, wo wir es einatmen. Das ist ungesund, weil es dann ungeschützt im Körper strahlen kann. Da kann eine Kellersanierung nötig sein. Generell gilt beim Umgang mit Strahlung: Das Mass ist entscheidend – und ob sie inkorporiert wird oder nur von aussen kommt.
Alpha- und Betastrahlen sind strahlende Atomteilchen. Alphastrahlung lässt sich bereits mit einem Blatt Papier abschirmen und kann auch nicht unsere Haut durchdringen. Aber die Aufnahme in den Körper über die Nahrung oder Atmung ist schädlich. Betastrahlen dringen etwa einen halben Zentimeter in den Körper ein. Bereits zwei Zentimeter Wasser schirmen sie jedoch gut ab. Die energiestärkste Strahlung ist die Gammastrahlung, eine elektromagnetische Strahlung wie auch die Röntgenstrahlung. Sie kann sehr tief in Materie eindringen und lässt sich gut mit Blei abschirmen. Am besten schützt man sich vor zu grosser Strahlung durch kurze Aufenthaltsdauer, genügend Abstand und Abschirmung mit Blei, Stahl, Wasser und Beton – Materialien, die im Kernkraftwerk kombiniert eingesetzt sind und sehr guten Schutz bieten.
Wie misst man Strahlung?
Wie stark etwas strahlt misst man in einer anderen Einheit als Strahlung, die von einem Körper aufgenommen wird. Im ersten Fall spricht man von Becquerel – ein Bq bedeutet eine Kernumwandlung (Zerfall) pro Sekunde. Geht es um eine aufgenommene, sogenannte effektive Dosis, misst man in Millisievert (mSv). Diese effektive Dosis berücksichtigt auch die unterschiedliche Strahlenempfindlichkeit der Organe bezüglich Krebs und Erbschäden.
Masseinheiten der Strahlung sind klar zu unterscheiden: ausgesendete Strahlung (Bq) ist nicht gleich aufgenommene Strahlung (Sv). Früher wurden Curie statt Becquerel verwendet und rem statt Sievert. In den USA werden diese alten Einheiten immer noch verwendet.
Wie viel Strahlung verträgt der Mensch?
Wer in der Schweiz lebt, nimmt übers Jahr eine Strahlendosis von rund 5,6 mSv auf. Rund drei Viertel stammen aus natürlichen Quellen. Ca.1,2 mSv nehmen die Schweizer im Durchschnitt über medizinische Behandlungen auf – Röntgen, Computertomogramme, radiodiagnostische Kontrastmittel usw. Weniger als 5% stammen aus „künstlichen", also vom Menschen gemachten Quellen. Es gibt keinen Unterschied zwischen natürlicher und künstlicher Radioaktivität. Sie ist und wirkt genau gleich.
Die natürliche Strahlung ist unterschiedlich. Je höher man lebt, umso stärker ist die kosmische Strahlung. Lebt man auf uranhaltigem Untergrund, steigt die terrestrische Strahlung. So beträgt die natürliche Strahlung im deutschen Schwarzwald-Kurort Menzenschwand 20 mSv pro Jahr. Die natürliche Strahlung in Kerala beträgt 80 mSv pro Jahr, jene im brasilianischen Espirito Santo 175 mSv und im iranischen Ramsar sogar 860 mSv. Sicher und gut verträglich ist eine Dosis von 250 mSv pro Jahr. Richtig ungesund wird es bei einer kurzzeitigen Bestrahlung von einem Sievert oder mehr. Ob kleine Mengen an Strahlung sogar nachweislich gesund sind, ist umstritten. So bietet Bad Gastein Radonkuren an, welche die körpereigenen Selbstheilungskräfte aktivieren sollen.
Bei Röntgen wird eine grössere Strahlendosis aufgenommen. Zum Vergleich (Durchschnittswerte):
| Zahnröntgen | 0,01 mSv |
| Röntgen Lendenwirbelsäule | 2 mSv |
| Röntgen des Magens | 9 mSv |
| CTP Brustkorb | 20 mSv |
| CTP Bauchraum | 30 mSv |
Bei einem Besuch in der strahlenexponierten Zone in einem Kernkraftwerk nimmt man übrigens durchschnittlich 0,003 mSv auf – also drei Mal weniger als bei einem Zahnröntgen. Lässt man seine Herzgefässe mit radioaktivem Kontrastmittel untersuchen, nimmt man gegen 17 mSv auf. Bei einer Krebsbehandlung kann die aufgenommene Strahlendosis noch wesentlich höher sein und weit über die Sievertgrenze steigen.
Viele verschiedene Strahlenquellen nehmen wir im täglichen Leben kaum wahr.
Strahlung im und ums Kernkraftwerk
Für beruflich strahlenexponierte Personen, also auch medizinisches Personal, gilt in der Schweiz eine Grenze von 20 mSv pro Jahr – so viel wie Einwohner von Menzenschwand aus der Natur aufnehmen. Wer in einem Kernkraftwerk Strahlung ausgesetzt ist, ist zudem ausgebildet im Strahlenschutz und weiss, welche Verhaltensregeln einzuhalten sind, um die Strahlenexposition auf tiefem Niveau zu halten. Die Strahlenexposition wird ständig mit einem Dosimeter aufgezeichnet. Sollte die Grenze von 20 mSv erreicht sein, was äusserst selten der Fall ist, darf man nicht mehr mit Strahlung weiterarbeiten. Die mittlere Strahlenbelastung der strahlenexponierten Mitarbeiter in Schweizer KKW beträgt in der Regel weniger als 1 mSv pro Jahr. Auch der Besuch eines Kernkraftwerks ist absolut unbedenklich. Geht die Führung sogar in die kontrollierte Zone, sorgen die Besucherführerinnen dafür, dass man sich bezüglich Strahlung keine Sorgen machen muss.
Die heutigen Kernkraftwerke geben auch Strahlung nach aussen ab. Sie ist allerdings minim und beträgt weniger als 1% der natürlichen Strahlung. Wer sich vor der Strahlung eines Schweizer KKW ängstigt, sollte auch keine Bergwanderungen und Flugreisen unternehmen. Denn da ist die Strahlenbelastung grösser als bei der Arbeit oder dem Besuch im KKW. In Deutschland ist denn auch das fliegende Personal mit rund 6 mSv pro Jahr das am stärksten strahlenbelastete Personal, nicht jenes der KKW.
Natürliche Strahlung gelangt auch mit der Atemluft (das erwähnte Radongas) und die Nahrungskette und in den Körper. Da die ganze Erde radioaktiv ist, nehmen auch Pflanzen und Tiere die Zerfallsprodukte von Uran auf (hauptsächlich Kalium, Iod, Strontium und Caesium). Es wird zumeist vom Körper wieder ausgeschieden, aber auch in Skelett und Muskulatur gespeichert. Iod-131 lagert sich in der Schilddrüse ab. Deshalb würden bei einem Störfall mit Austritt von Radioaktivität in die Umwelt Iodtabletten geschluckt, um die Schilddrüse mit Iod zu sättigen, damit das radioaktive Iod nicht mehr aufgenommen wird. In der Regel ist Radioaktivität in der Nahrung völlig unschädlich.
Mit Gewissheit schädigt hingegen das Rauchen die Gesundheit. Neben Stoffen, die zu Herz-Kreislauferkrankungen führen, wird dabei nämlich auch viel radioaktive Strahlung über Polonium und Blei im Tabak aufgenommen. Je nach Herkunft des Tabaks und Rauchgewohnheit bedeutet das, dass ein Raucher, der 20 Zigaretten pro Tag raucht, eine mittlere Lungendosis von gut 100 mSv aufnehmen kann!
Zusammenfassend lässt sich sagen: Mit der Radioaktivität verhält es sich wie mit der Flasche Schnaps in einem angeschlossenen Schrank. Ist der Schrank gut verschlossen, die Flasche gut aufgehoben, ist sie harmlos. Es kommt sehr darauf an, ob man den Schrank öffnet und wie schnell man wie viel von dem Schnaps trinkt. Je nachdem kann auch dies immer noch unbedenklich oder aber sehr gefährlich sein.
Zu Zeiten der oberirdischen Atombombentests der USA und Sowjetunion gelangten die radioaktiven Spaltprodukte direkt in die Atmosphäre und wurden in grosse Höhen verfrachtet. In den über vierzig Jahren ziviler Nutzung von Kernenergie gelangte nur sehr wenig Radioaktivität in die Umwelt. Der Unfall im Militärreaktor von Tschernobyl hatte einen deutlich messbaren Anstieg an Radioaktivität in der Umwelt zur Folge. Im Vergleich zu den 50er und 60er Jahren war die Radioaktivität jedoch fast viermal tiefer.
Beim Unfall von Fukushima wurde regional punktuell stark erhöhte, ansonsten mässig erhöhte Radioaktivität gemessen. Die Radioaktivität in der Stadt Tokyo ist auch nach dem Unfall nur minimal höher als jene in New York und deutlich tiefer als etwa die natürliche Strahlung in Hongkong.
„Ewige" Strahlung
Radioaktive Elemente haben eine sogenannte Halbwertszeit – die Zeit, die es braucht, bis die Hälfte der Atome in nicht mehr radioaktive Isotope zerfallen ist und somit nur noch halb so stark strahlt. Diese Halbwertszeit ist bei manchen Radionukliden hoch, weshalb viele Leute sich vor radioaktivem Abfall fürchten. Uran-238 weist eine Halbwertszeit von 4,5 Milliarden Jahren auf, Uran-235 eine von 700 Millionen Jahren und Plutonium eine von 24'000 Jahren.
Aber: Je länger die Halbwertszeit, desto weniger Sorgen muss uns die Radioaktivität machen. Denn je mehr Jahre bis zur nächsten Spaltung vergehen, desto schwächer ist die Radioaktivität. Wo kaum etwas passiert, strahlt es auch kaum! Ist die Halbwertszeit jedoch klein, finden in kurzer Zeit viele Spaltungen statt, die Aktivität und damit die Strahlung ist gross. Spaltprodukte von Uran haben in der Regel eine kleine Halbwertszeit, ja sie zerfallen teils sogar in Bruchteilen von Sekunden weiter in neue Elemente. Reines Uran hingegen, wie es im neuen Brennelement für einen Kernreaktor zu finden ist, strahlt weniger als natürliches Gestein! Angst vor Uran ist unbegründet. Respekt vor und sorgsamer Umgang mit radioaktiven Materialien, wie sie in der Natur und im KKW vorkommen, ist aber immer wichtig. Mehr zu strahlendem Abfall und Zerfallszeiten finden Sie hier: Radioaktiver Abfall.
Beim Bundesamt für Gesundheit (BAG) finden Sie viel weitere und gut verständliche Informationen zum Thema Radioaktivität und Strahlung.