24. Mai 2015 | Von Mirion Technologies
Die wahrscheinlich wichtigste Frage zur Strahlenbelastung ist, wie sie sich auf den Menschen auswirkt. Es ist eine unsichtbare, geruchlose und sehr mysteriöse Energie, die häufig mit Ängsten und Spekulationen verbunden ist. Nach Unfällen wie in Fukushima enthält die Berichterstattung in der Regel viele sachliche Informationen, jedoch ohne den nötigen Kontext, der dem Publikum Klarheit vermittelt.
Die Strahlenbelastung wird in erster Linie in Rem (in den USA) und der SI-Einheit Sievert gemessen. Sie ist ein Maß für die absorbierte radioaktive Dosis im Verhältnis zu ihren möglichen gesundheitlichen Auswirkungen auf den Körper. Dies wird als „Äquivalentdosis“ bezeichnet und wird gewichtet, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass beispielsweise dieselbe Zeit in einem Alphastrahlungsfeld andere Langzeiteffekte haben würde als die gleiche Zeit in einem Gamma-Feld gleicher Stärke.
Rem ist weiter in Millirem (Mrem) und Mikrorem (µrem) unterteilt. Dies sind die Belastungsniveaus, über die in der Regel gesprochen wird. Eine weitere häufige Verwendung ist die Dosisleistung, die in rem/hr oder mrem/hr angegeben wird. Dies ist eine nützliche Messung der Feldstärke, die angibt, wie schnell jemand in einem Bereich eine bestimmte Dosisleistung erreicht.
Ein großer Faktor bei der Bestimmung der Auswirkungen der Strahlenbelastung ist, ob sie „akut“ oder „chronisch“ ist. Die akute Strahlenbelastung ist eine Strahlungsdosis, die eine Person auf einmal erhält. Beispiele hierfür sind die Dosen, die bei der Krebstherapie verabreicht werden. Eine unmittelbare Gefahr der akuten Strahlenbelastung wäre das akute Strahlensyndrom, das bei einer Ganzkörper-Exposition von etwa 150 bis 350 rem auftreten würde. Zum Vergleich verabreicht eine Computertomografie des Brustkorbs – eine der „häufigsten“ Expositionsquellen mit der höchsten Dosis – eine Dosis von etwa 1 rem. Ein Passagier auf einem Flug über die kontinentalen USA würde 4 mrem oder 0,004 rem erhalten.
Chronische Belastung ist hingegen eine geringe Exposition über einen langen Zeitraum hinweg. Beispiele hierfür sind die Strahlenbelastung durch hohe Radonwerte in einem Keller oder Menschen, die in großen Höhenlagen leben. Die Bewohner der Anden erhalten beispielsweise jährlich rund 200 mrem durch kosmische Strahlung, was etwa das 6-Fache des Durchschnitts ist. Chronische Strahlenbelastung in geringen Mengen stellt ein viel geringeres Gesundheitsrisiko dar, da sie über lange Zeiträume nur geringe Mengen aufweist und der Körper Schäden an den Zellen reparieren kann. Das größte Gesundheitsproblem bei chronischer Strahlenbelastung ist ein erhöhtes Krebsrisiko, wie an der Zunahme von Schilddrüsenkarzinomen in Belarus seit der Katastrophe von Tschernobyl zu erkennen ist, wobei zwischen 4.000 und 6.000 Fälle direkt auf die erhöhte Strahlenbelastung zurückzuführen sind und 15 Todesfälle gemeldet wurden.
Eine Strahlenbelastung kann je nach der empfangenen Dosis und der tatsächlichen Strahlenbelastung unterschiedliche Auswirkungen haben. Bestimmte Elemente lagern sich bei einer Belastung im Körperinneren in verschiedenen Organen oder Knochen ab. Radioaktives Jod findet tendenziell seinen Weg in die Schilddrüse (wodurch es bei der Krebsbehandlung nützlich sein kann), während Strontium-90 sich tendenziell in Knochen und Knochenmark ablagert und daher zu Knochenkrebs und Leukämie führen kann.
Bei akuten Expositionen können die ersten physikalischen Auswirkungen bei etwa 25–50 rem beobachtet werden und manifestieren sich als Verringerung der Anzahl weißer Blutkörperchen bei der betroffenen Person. Das akute Strahlensyndrom tritt bei 150 bis 350 rem auf. Symptome sind Übelkeit, Müdigkeit, Haarausfall und Hautrötung. Der LD 30/50, bei dem 50 Prozent der exponierten Personen innerhalb von 30 Tagen ohne medizinische Versorgung sterben, liegt zwischen 460 und 600 rem. Bei 1000 rem sterben 100 % der exponierten Personen innerhalb von 60 Tagen.
Diese Werte sind alle sehr hoch im Vergleich zur typischen Exposition. Beim Verzehr einer Banane beträgt die Belastung beispielsweise 0,01 Millirem. Im Durchschnitt erhält jeder Mensch eine Dosis von etwa 30 mrem pro Jahr durch den Zerfall von Kalium-40 im eigenen Körper. Die maximale externe Dosis, die die Öffentlichkeit nach dem Unfall in Three Mile Island erhielt, betrug etwa 100 mrem, was 25 % der typischen jährlichen Hintergrundstrahlung entspricht.
Eine Quelle der Besorgnis für viele Menschen ist die mögliche radioaktive Kontamination ihrer Lebensmittel oder ihres Wassers. Dies kann durch radioaktive Kontaminanten verursacht werden, die von Tieren aufgenommen werden, die dann für Lebensmittel verwendet werden, wie z. B. Strontium-90, das nach Tschernobyl in der Kuhmilch zu finden war oder das von Pflanzen über das Wurzelsystem aufgenommen wurde. Paranüsse werden radioaktiv, da ihr Wurzelsystem Radium aus dem Boden aufnimmt.
In Situationen, in denen die Oberflächenkontamination von Lebensmitteln ein Problem darstellt, kann die Erkennung mit tragbaren Messgeräten nützlich sein. In Fällen wie kontaminiertem Fleisch oder Meeresfrüchten oder bei der Kontamination von Wasser oder anderen Flüssigkeiten wie Milch ist jedoch in der Regel die Untersuchung von Proben mit Laborgeräten erforderlich, um das Vorhandensein und die Menge von Kontaminanten zu bestimmen.
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