Einleitung
Entdeckungsreise Strahlung
Entdeckungsreise Strahlung
Radioaktivität ist immer und überall vorhanden, wo auch immer wir uns aufhalten.
Der grösste Teil der Radioaktivität stammt aus natürlichen Quellen.
Vollbild
Radioaktivität kommt in der Natur seit Entstehung der
Erde vor – sie ist etwas Natürliches und Bestandteil unseres Lebens.
Der grösste Teil der
Strahlendosis stammt aus natürlichen Quellen.
Nur zu einem
sehr kleinen Teil stammt Radioaktivität aus künstlichen Quellen.
Wir alle profitieren von der Nutzung von Radioaktivität und radioaktiven Stoffen in den verschiedensten Anwendungen. Dies, nicht nur zur Stromerzeugung, sondern auch in Medizin, Industrie und Forschung. Vor einer zu hohen Strahlenbelastung müssen wir uns schützen.
(Foto: Xavier von Erlach via Unsplash)
Wir alle profitieren von der Nutzung von Radioaktivität und radioaktiven Stoffen in den verschiedensten Anwendungen. Dies, nicht nur zur Stromerzeugung, sondern auch in Medizin, Industrie und Forschung. Vor einer zu hohen Strahlenbelastung müssen wir uns schützen.
(Foto: Xavier von Erlach via Unsplash)
Der grösste Teil der Radioaktivität stammt aus natürlichen Quellen.
Was ist Radioaktivität?
Verantwortlich für die Radioaktivität sind Atome, die
kleinsten Bauteile, aus denen alle Stoffe bestehen: Es gibt gewisse Atomkerne,
die instabil sind und daher zerfallen. Dabei senden sie «radioaktive Strahlung» aus, die in der Fachsprache ionisierende Strahlung heisst. Wir Menschen können
Radioaktivität weder sehen noch riechen noch fühlen. Deshalb
ist die Radioaktivität erst am Ende des 19. Jahrhunderts vom französischen
Physiker Henri Becquerel entdeckt worden und konnte danach von Marie Curie,
Wilhelm Röntgen und weiteren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern
beschrieben werden.
Die Physikerin und Chemikerin Marie Skłodowska Curie (mehr zum Leben der bedeutenden Wissenschaftlerin [Link]) ist die erste Person, die den Nobelpreis zweimal erhalten hat. Sie hat vor allem radioaktive Substanzen erforscht und mit ihrem Ehemann Pierre Curie die Elemente Polonium und Radium entdeckt.
(Foto: gemeinfrei / Generalstabens Litografiska Anstalt Stockholm)
Die Physikerin und Chemikerin Marie Skłodowska Curie (mehr zum Leben der bedeutenden Wissenschaftlerin [Link]) ist die erste Person, die den Nobelpreis zweimal erhalten hat. Sie hat vor allem radioaktive Substanzen erforscht und mit ihrem Ehemann Pierre Curie die Elemente Polonium und Radium entdeckt.
(Foto: gemeinfrei / Generalstabens Litografiska Anstalt Stockholm)
Unser Podcast NucTalk
Unser Podcast NucTalk
NucTalk-Podcast zum Thema Radioaktivität
Vollbild
Interessante Fakten zur Radioaktivität erfahren Sie in unserem Podcast NucTalk [ Link
] mit Walter Rüegg (rechts im Bild),
dem ehemaligen ETH-Forscher und Chefphysiker der Schweizer Armee. Im Gespräch mit Matthias Rey (links, Nuklearforum) erklärt er, was Radioaktivität ist, wo sie vorkommt und wie sie auf Menschen wirken kann.
Auch Strahlenschutz und die Reaktorunfälle sind ein Thema.
Sie hören gerade im Hintergrund einen Ausschnitt aus dem Podcast.
(Foto: Nuklearforum Schweiz)
Sie hören gerade im Hintergrund einen Ausschnitt aus dem Podcast.
(Foto: Nuklearforum Schweiz)
Durchschnittliche jährliche Strahlendosis
Strahlendosis in der Schweiz
Strahlendosis in der Schweiz
Jährliche Strahlenbelastung des Menschen in der Schweiz
(Foto: Aleks Marinkovic via Unsplash)
Vollbild
Radioaktivität ist immer und überall – wir alle sind
tagtäglich der Strahlung ausgesetzt und sogar unser Körper ist radioaktiv. Vor einer zu hohen
Strahlenbelastung müssen wir uns schützen. Bei kleinen Strahlendosen schätzen
Wissenschaftler die gesundheitlichen Risiken als gering ein und haben sogar
Hinweise auf eine positive Wirkung gefunden – die Bedeutung davon wird
kontrovers diskutiert [Link].
Strahlenquellen, können von aussen und von innen auf unseren Körper wirken. Was das für Quellen sind und zu welcher Strahlenbelastung diese führen, zeigt das Bundesamt für Gesundheit (BAG) in seinem Jahresbericht Umweltradioaktivität [Link] auf.
(Foto: Margouillat via Dreamstime)
Strahlenquellen, können von aussen und von innen auf unseren Körper wirken. Was das für Quellen sind und zu welcher Strahlenbelastung diese führen, zeigt das Bundesamt für Gesundheit (BAG) in seinem Jahresbericht Umweltradioaktivität [Link] auf.
(Foto: Margouillat via Dreamstime)
(Foto: Aleks Marinkovic via Unsplash)
Radioaktive Stoffe in der Nahrung
Radioaktive Stoffe in der Nahrung
Unsere Nahrungsmittel wie Bananen aber auch Trinkwasser enthalten natürlich vorkommende radioaktive Stoffe. Wir nehmen sie in unseren Körper auf und sind selbst leicht radioaktiv.
Vollbild
Wir nehmen mit der Nahrung natürlich vorkommende radioaktive Stoffe wie Kalium-40 auf. Vom Kalium stammt mehr als die Hälfte der Strahlung in unserem Köperinneren. Einen hohen Kaliumgehalt haben Bananen – wir können sie bedenkenlos essen, obwohl sie leicht radioaktiv sind. In geringen Mengen tragen wir auch natürlich vorkommendes radioaktives Uran und Thorium sowie deren radioaktive Zerfallsprodukte wie Radium, Radon und Polonium in uns. Alle unsere Nahrungsmittel wie auch das Trinkwasser sind natürlicherweise schwach radioaktiv. Der Anteil an radioaktiven Stoffen, die wir aus künstlichen Quellen aufnehmen, ist sehr gering.
Fachinformationen zu «Natürliche Radionuklide im menschlichen Körper» finden Sie hier (PDF [Link], Strahlenschutzpraxis 2017, Heft 2)
(Foto: Igor Mojzes via Dreamstime)
Fachinformationen zu «Natürliche Radionuklide im menschlichen Körper» finden Sie hier (PDF [Link], Strahlenschutzpraxis 2017, Heft 2)
(Foto: Igor Mojzes via Dreamstime)
Unsere Nahrungsmittel wie Bananen aber auch Trinkwasser enthalten natürlich vorkommende radioaktive Stoffe. Wir nehmen sie in unseren Körper auf und sind selbst leicht radioaktiv.
Einfluss von Geologie und Höhenlage
Bestrahlt werden wir auch aus Gesteinen und Baustoffen (terrestrische Strahlung) und aus dem Weltraum (kosmische Strahlung).
Lokal gibt es grosse Unterschiede, wie die Grafik auf der nachfolgenden Seite zeigt: Je nach Geologie ist in den Alpen die terrestrische Strahlung höher als im Mittelland. Dazu kommt noch die Höhenlage: Je höher wir wohnen, desto weniger schwächt die Atmosphäre die kosmische Strahlung ab. In den Bergen kann die Belastung mehr als doppelt so stark sein, wie im Flachland. Im Flugzeug ist die kosmische Strahlung in 10’000 Metern Höhe rund hundertmal stärker als am Boden.
(Foto: em&theo via Unsplash)
Lokal gibt es grosse Unterschiede, wie die Grafik auf der nachfolgenden Seite zeigt: Je nach Geologie ist in den Alpen die terrestrische Strahlung höher als im Mittelland. Dazu kommt noch die Höhenlage: Je höher wir wohnen, desto weniger schwächt die Atmosphäre die kosmische Strahlung ab. In den Bergen kann die Belastung mehr als doppelt so stark sein, wie im Flachland. Im Flugzeug ist die kosmische Strahlung in 10’000 Metern Höhe rund hundertmal stärker als am Boden.
(Foto: em&theo via Unsplash)
Strahlenbelastung durch Rauchen
Tabakpflanzen, die auf natürlich uranhaltigen Böden wachsen,
enthalten radioaktives Polonium-210 und Blei-210 in den Tabakblättern. Diese
Stoffe gelangen über den Rauch in unsere Lunge und bestrahlen diese von innen.
(Foto: Piksel via Dreamstime)
(Foto: Piksel via Dreamstime)
Grösste Quelle der Belastung in der Schweiz Hohe Dosen von natürlichem Radongas
Grösste Quelle der Belastung in der Schweiz Hohe Dosen von natürlichem Radongas
(Grafik: swisstopo und BAG)
Vollbild
Die grösste
Strahlenbelastung geht in der Schweiz von natürlichem gasförmigem Radon aus. Natürliches
Uran aus dem Erdreich zerfällt in radioaktives Radon, das in weitere radioaktive
Stoffe zerfällt.
Radon und seine Zerfallsprodukte können durch kleinste Ritzen, Fugen, Risse und Spalten in unsere Häuser eindringen, sich dort bei schlechter Lüftung anreichern und über die Atmung in unsere Lunge gelangen.
Lokal gibt es sehr grosse Schwankungen beim Radongas: Die höchsten Belastungen gibt es in den Alpen und im Jura, vereinzelt aber auch im Mittelland. Gemäss Bundesamt für Gesundheit (BAG) verursacht Radon in der Schweiz jährlich 200 bis 300 Todesfälle und ist nach dem Rauchen die wichtigste Ursache für Lungenkrebs. Hohe Werte werden auch in einsetzendem Regen gemessen, wenn das natürliche radioaktive Radon und seine Zerfallsprodukte aus der Luft ausgewaschen werden.
Eine interaktive Radonkarte des Bundes finden Sie hier [Link]. Zum Schutz der Schweizer Bevölkerung vor Radon gibt es einen Aktionsplan Radon 2021–2030 des Bundes [Link].
(Foto: Francesco Scatena via Dreamstime)
Radon und seine Zerfallsprodukte können durch kleinste Ritzen, Fugen, Risse und Spalten in unsere Häuser eindringen, sich dort bei schlechter Lüftung anreichern und über die Atmung in unsere Lunge gelangen.
Lokal gibt es sehr grosse Schwankungen beim Radongas: Die höchsten Belastungen gibt es in den Alpen und im Jura, vereinzelt aber auch im Mittelland. Gemäss Bundesamt für Gesundheit (BAG) verursacht Radon in der Schweiz jährlich 200 bis 300 Todesfälle und ist nach dem Rauchen die wichtigste Ursache für Lungenkrebs. Hohe Werte werden auch in einsetzendem Regen gemessen, wenn das natürliche radioaktive Radon und seine Zerfallsprodukte aus der Luft ausgewaschen werden.
Eine interaktive Radonkarte des Bundes finden Sie hier [Link]. Zum Schutz der Schweizer Bevölkerung vor Radon gibt es einen Aktionsplan Radon 2021–2030 des Bundes [Link].
(Foto: Francesco Scatena via Dreamstime)
(Grafik: swisstopo und BAG)
Erhebliche Dosen aus der Medizin
Ein Drittel unserer
durchschnittlichen jährlichen Strahlendosis stammt aus medizinischen
Anwendungen. Ein kleiner Teil davon entfällt auf die Verabreichung radioaktiver
Arzneimittel.
Der grösste Teil der Dosis aus der Medizin resultiert aus bildgebenden Verfahren, bei denen Spitäler und Röntgeninstitute ionisierende Strahlung einsetzen, um ein Bild aus unserem Körperinnern zu erhalten. Eine einzige computertomographische Untersuchung (CT) kann bei uns in Sekunden zu einer Dosis von bis zu 10 Millisievert (mSv, siehe unten) führen – die Hälfte des Grenzwerts für beruflich strahlenexponiertes Personal in einem Jahr.
Wie beim Radon ist die Belastung durch medizinische Anwendungen ungleichmässig verteilt: Einige wenige von uns erhalten grosse Dosen, während viele andere gar nicht belastet werden.
(Foto: Wavebreakmedia via Dreamstime)
Der grösste Teil der Dosis aus der Medizin resultiert aus bildgebenden Verfahren, bei denen Spitäler und Röntgeninstitute ionisierende Strahlung einsetzen, um ein Bild aus unserem Körperinnern zu erhalten. Eine einzige computertomographische Untersuchung (CT) kann bei uns in Sekunden zu einer Dosis von bis zu 10 Millisievert (mSv, siehe unten) führen – die Hälfte des Grenzwerts für beruflich strahlenexponiertes Personal in einem Jahr.
Wie beim Radon ist die Belastung durch medizinische Anwendungen ungleichmässig verteilt: Einige wenige von uns erhalten grosse Dosen, während viele andere gar nicht belastet werden.
(Foto: Wavebreakmedia via Dreamstime)
Kernkraftwerke: kaum Emissionen
Kernkraftwerke: kaum Emissionen
Künstliche Strahlungsquellen
Vollbild
Selbst Personen, die in
unmittelbarer Nähe von Kernkraftwerken, Industriebetrieben (z. B.
Tritium-verarbeitende Firmen) und Forschungszentren wohnen, die radioaktive
Stoffe einsetzen, erhalten gemäss Bundesamt für Gesundheit (BAG) höchstens Dosen von
einem Hundertstel Millisievert pro Jahr. Diese sehr kleine zusätzliche
Strahlendosis beträgt weniger als 0,2% der jährlichen natürlichen Strahlenbelastung.
Auch die Spuren aus den Atombombentests des 20. Jahrhunderts und des Reaktorunfalls von Tschernobyl sind nur noch sehr gering. Insgesamt machen oben erwähnte, künstliche Strahlungsquellen inklusive Abgaben durch Spitäler und Altlasten durch Radium aus der Uhrenindustrie weniger als 0,1 mSv pro Jahr aus.
Exkurs: sichere und klimafreundliche Kernenergie
Wussten Sie, dass die Kernenergie – zusammen mit der Fotovoltaik und der Windenergie – zu einer der sichersten und saubersten Energiequellen gehört? Dies, trotz sehr wenigen Unfällen, z. B. wie jenem in Tschernobyl.
Die Kernkraftwerke der Schweiz liefern klimafreundlich und zuverlässig Bandenergie (Strom) und zum Teil auch Wärme. Wie die erneuerbaren Energien verhindert auch die Kernkraft, dass grosse Menge an schädlichen Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre gelangen – im Vergleich zu einem Kohlekraftwerk. So werden Menschenleben vor den Folgen der Luftverschmutzung und Klimaerwärmung geschützt [Link]. Unser Artikel deckt Mythen und Vorurteile rund um die Kernenergie auf und liefert belastbare Zahlen [Link].
(Grosses Foto: Robert Buchel via Dreamstime, kleines Foto: Patrick Federi via Unsplash)
Auch die Spuren aus den Atombombentests des 20. Jahrhunderts und des Reaktorunfalls von Tschernobyl sind nur noch sehr gering. Insgesamt machen oben erwähnte, künstliche Strahlungsquellen inklusive Abgaben durch Spitäler und Altlasten durch Radium aus der Uhrenindustrie weniger als 0,1 mSv pro Jahr aus.
Exkurs: sichere und klimafreundliche Kernenergie
Wussten Sie, dass die Kernenergie – zusammen mit der Fotovoltaik und der Windenergie – zu einer der sichersten und saubersten Energiequellen gehört? Dies, trotz sehr wenigen Unfällen, z. B. wie jenem in Tschernobyl.
Die Kernkraftwerke der Schweiz liefern klimafreundlich und zuverlässig Bandenergie (Strom) und zum Teil auch Wärme. Wie die erneuerbaren Energien verhindert auch die Kernkraft, dass grosse Menge an schädlichen Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre gelangen – im Vergleich zu einem Kohlekraftwerk. So werden Menschenleben vor den Folgen der Luftverschmutzung und Klimaerwärmung geschützt [Link]. Unser Artikel deckt Mythen und Vorurteile rund um die Kernenergie auf und liefert belastbare Zahlen [Link].
(Grosses Foto: Robert Buchel via Dreamstime, kleines Foto: Patrick Federi via Unsplash)
Anwendungen, Zwischenlagerung und Radioaktivität weltweit
Anwendungen zur Radioaktivität
Wir alle profitieren von Anwendungen radioaktiver Stoffe.
Sie werden in der Schweiz nicht nur in Kernkraftwerken zur Stromproduktion eingesetzt,
sondern auch für Anwendungen in Medizin, Industrie und Forschung.
In der Medizin werden radioaktive Stoffe beispielsweise als Arzneimittel zur Tumorbekämpfung angewendet oder nutzt man ionisierende Strahlen, um mit der diagnostischen Bildgebung Bilder aus unserem Körperinneren zu erhalten. Schweissnahtprüfungen, Füllstands- und Dichtemessungen, Analyseverfahren, Aufspüren von Sprengstoffen und Abtöten von Bakterien in Lebensmitteln sind Beispiele für industrielle Anwendungen radioaktiver Stoffe.
Solche radioaktiven Stoffe für medizinische und industrielle Anwendungen können unter anderem mit Teilchenbeschleunigern hergestellt werden. Diese Anlagen stehen in Forschungseinrichtungen wie dem Paul Scherer Institut in Villigen oder dem Europäischen Zentrum für Elementarteilchenphysik (CERN) in der Nähe von Genf.
Bei der Stromproduktion in Kernkraftwerken und Anwendungen radioaktiver Stoffe in Medizin, Industrie sowie Forschung fallen auch radioaktive Abfälle an, die länger strahlen. Sie werden in Zwischenlagern wie dem Zwilag in Würenlingen aufbewahrt und dereinst in einem geologischen Tiefenlager (Artikel zur geologischen Tiefenlagerung [Link]) entsorgt.
(Foto: CERN)
In der Medizin werden radioaktive Stoffe beispielsweise als Arzneimittel zur Tumorbekämpfung angewendet oder nutzt man ionisierende Strahlen, um mit der diagnostischen Bildgebung Bilder aus unserem Körperinneren zu erhalten. Schweissnahtprüfungen, Füllstands- und Dichtemessungen, Analyseverfahren, Aufspüren von Sprengstoffen und Abtöten von Bakterien in Lebensmitteln sind Beispiele für industrielle Anwendungen radioaktiver Stoffe.
Solche radioaktiven Stoffe für medizinische und industrielle Anwendungen können unter anderem mit Teilchenbeschleunigern hergestellt werden. Diese Anlagen stehen in Forschungseinrichtungen wie dem Paul Scherer Institut in Villigen oder dem Europäischen Zentrum für Elementarteilchenphysik (CERN) in der Nähe von Genf.
Bei der Stromproduktion in Kernkraftwerken und Anwendungen radioaktiver Stoffe in Medizin, Industrie sowie Forschung fallen auch radioaktive Abfälle an, die länger strahlen. Sie werden in Zwischenlagern wie dem Zwilag in Würenlingen aufbewahrt und dereinst in einem geologischen Tiefenlager (Artikel zur geologischen Tiefenlagerung [Link]) entsorgt.
(Foto: CERN)
Video «Let's talk about»Zwischenlagerung radioaktiver Abfälle im Zwilag
(Hintergrundfoto: Zwilag)
Uwe Kasemeyer von der Zwilag AG geht im Gespräch mit Bürgerinnen und Bürgern auf gängige Vorurteile zu den Abfällen und deren Zwischenlagerung ein.
Radioaktivität und Strahlendosen weltweit ... im Vergleich zur Schweiz
Radioaktivität und Strahlendosen weltweit ... im Vergleich zur Schweiz
Im iranischen Kurort Ramsar, einer Stadt am Kaspischen Meer, ist die mittlere jährliche Strahlendosis um ein Vielfaches höher als in der Schweiz. (Foto: Mr. Mojtaba via Unsplash)
Vollbild
Das Leben auf der Erde hat sich seit Jahrmilliarden unter dem Einfluss natürlicher Strahlung entwickelt, die zu Beginn noch viel höher als heute war. Ein Teil der Strahlung stammt aus dem Erdboden, wobei die Aktivität mit der geologischen Beschaffenheit des Untergrundes variiert.
In Indien (Bundestaat Kerala, 10 – 40 mSv pro Jahr), Brasilien (Badeort Guarapari, siehe grosses Bild, 10 – 50 mSv pro Jahr) und im Iran (Kurort Ramsar, siehe kleines Bild, 20 – 450 mSv pro Jahr) ist die mittlere jährliche Strahlendosis aufgrund uran- und thoriumhaltiger Gesteine im Untergrund deutlich höher als bei uns in der Schweiz. Trotzdem können dort keine negativen Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen festgestellt werden.
In Japan wurden nach dem Reaktorunfall von Fukushima-Daiichi Städte und Dörfer bereits ab einem Wert von 20 mSv pro Jahr evakuiert.
(Foto: Foto feita por drone na Praia da Bacutia, em Guarapari, Espírito Santo / Cleferson Comarela via Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)
In Indien (Bundestaat Kerala, 10 – 40 mSv pro Jahr), Brasilien (Badeort Guarapari, siehe grosses Bild, 10 – 50 mSv pro Jahr) und im Iran (Kurort Ramsar, siehe kleines Bild, 20 – 450 mSv pro Jahr) ist die mittlere jährliche Strahlendosis aufgrund uran- und thoriumhaltiger Gesteine im Untergrund deutlich höher als bei uns in der Schweiz. Trotzdem können dort keine negativen Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen festgestellt werden.
In Japan wurden nach dem Reaktorunfall von Fukushima-Daiichi Städte und Dörfer bereits ab einem Wert von 20 mSv pro Jahr evakuiert.
(Foto: Foto feita por drone na Praia da Bacutia, em Guarapari, Espírito Santo / Cleferson Comarela via Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)
Im iranischen Kurort Ramsar, einer Stadt am Kaspischen Meer, ist die mittlere jährliche Strahlendosis um ein Vielfaches höher als in der Schweiz. (Foto: Mr. Mojtaba via Unsplash)
Strahlenarten und Schutz vor zu hohen Strahlendosen
Auswirkungen von zu hohen Strahlendosen
In den Zellen
unseres Körpers können Veränderungen auftreten, wie das Trennen von chemischen
Bindungen oder Beschädigungen der DNA, der Trägerin der Erbinformation. Solche
Schädigungen treten überwiegend durch den normalen Stoffwechsel auf und sind
eine Folge freier Sauerstoffradikale. Ein weiterer Grund sind Umwelteinwirkungen,
wie in unseren Körper aufgenommene krebsfördernde Stoffe. Auch «radioaktive
Strahlung» kann schädlich sein, weil sie ihre Energie an die Atome und Moleküle
in der lebenden Zelle überträgt.
Schäden werden durch effiziente Reparaturmechanismen bekämpft:
Unsere Zellen verfügen über sehr effiziente Reparaturmechanismen. Bei schweren Schäden stirbt die Zelle und wird durch eine neue ersetzt. Ist der Schaden weniger gross, wird er repariert. Reparaturen sind aber nicht immer fehlerfrei und hohe Strahlendosen in kurzer Zeit überfordern den Reparaturmechanismus. Die Zellen von Kleinkindern teilen sich oft und sind besonders empfindlich.
Gesundheitsrisiken aufgrund von Strahlung sind situationsabhängig:
(Foto: Photographerlondon via Dreamstime)
Schäden werden durch effiziente Reparaturmechanismen bekämpft:
Unsere Zellen verfügen über sehr effiziente Reparaturmechanismen. Bei schweren Schäden stirbt die Zelle und wird durch eine neue ersetzt. Ist der Schaden weniger gross, wird er repariert. Reparaturen sind aber nicht immer fehlerfrei und hohe Strahlendosen in kurzer Zeit überfordern den Reparaturmechanismus. Die Zellen von Kleinkindern teilen sich oft und sind besonders empfindlich.
Gesundheitsrisiken aufgrund von Strahlung sind situationsabhängig:
- Sehr hohe Dosen in kurzer Zeit («Schockdosen»): Bei Dosen ab rund 1000 mSv treten akute Strahlenschäden auf, bei etwa 4000 mSv stirbt die Hälfte der betroffenen Menschen innerhalb von Tagen oder Wochen. Bei der Bestrahlung von Krebstumoren hingegen werden Krebszellen gezielt mit sehr hohen Strahlendosen abgetötet. Wenn eine hohe Dosis über viele Jahre verteilt anfällt, können die Schäden in den Zellen laufend repariert werden.
- Strahlendosen mit steigendem Krebsrisiko: Bei Schockdosen ab etwa 100 mSv steigt nachweisbar das Risiko von Krebserkrankungen. Bei solchen Dosen können sich fehlerhafte Reparaturen mit der Zeit anhäufen, wodurch das Risiko einer Erkrankung oder von Schäden am Erbgut steigt. Erfolgt die Bestrahlung jedoch über längere Zeit, steigt das nachweisbare Krebsrisiko erst ab etwa 200 mSv an.
- Kleine Strahlendosen unter 100 mSv: Bei geringen Strahlendosen ist das effektive Gesundheitsrisiko unklar, da sich Reparaturmechanismen, andere Krebsursachen und die individuelle Strahlenempfindlichkeit überlagern. Ein allfälliges strahlenbedingt erhöhtes Risiko kann nicht erkannt werden, da es in den statistischen Schwankungen der «normalen» Krebserkrankungen verschwindet. Auch eine Zunahme von Erbschäden ist bei kleinen Strahlendosen noch nie nachgewiesen worden.
(Foto: Photographerlondon via Dreamstime)
Vorsorgeprinzip beim Strahlenschutz
Vorsorgeprinzip beim Strahlenschutz
Sonnenlicht enthält ultraviolette (UV-)Strahlung, die weniger energiereich als ionisierende Strahlung ist, aber trotzdem zu Schäden und Mutationen in der DNA führen kann und somit krebserregend ist. Sonnencreme schützt. (Foto: Robert Bayer via Dreamstime)
Vollbild
Bei den kleinen
Dosen zeigen wissenschaftliche Studien widersprüchliche Ergebnisse: Einerseits
fördern sie möglicherweise die Gesundheit, weil sie den Reparaturmechanismus
stimulieren (vgl. Strahlungshormesis [Link]). Andererseits gibt es Hinweise, wonach auch
geringe Dosen Ursache für eine spätere Erkrankung sein könnten.
Entsprechend streng sind die gesetzlichen Grenzwerte: Würde man vergleichbare Krebsrisiken auf die UV-Strahlung übertragen, wären nur noch knapp zwei Stunden Sonnenbaden pro Jahr tolerierbar.
Mehr Informationen zu den Grenzwerten in der Schweiz und zur Belastung bei niedrigen Dosen erhalten Sie in unserem Bulletin-Beitrag [Link].
(Foto: Maël Balland via Pexels)
Entsprechend streng sind die gesetzlichen Grenzwerte: Würde man vergleichbare Krebsrisiken auf die UV-Strahlung übertragen, wären nur noch knapp zwei Stunden Sonnenbaden pro Jahr tolerierbar.
Mehr Informationen zu den Grenzwerten in der Schweiz und zur Belastung bei niedrigen Dosen erhalten Sie in unserem Bulletin-Beitrag [Link].
(Foto: Maël Balland via Pexels)
Sonnenlicht enthält ultraviolette (UV-)Strahlung, die weniger energiereich als ionisierende Strahlung ist, aber trotzdem zu Schäden und Mutationen in der DNA führen kann und somit krebserregend ist. Sonnencreme schützt. (Foto: Robert Bayer via Dreamstime)
Drei Arten von Strahlung
Ionisierende
Strahlung ist energiereich und wird von radioaktiven Stoffen mit einem
instabilen Atomkern ausgesendet, der spontan zerfällt. Diese Strahlung wird im
Volksmund auch radioaktive Strahlung genannt. Es gibt unterschiedliche Strahlenarten
– im Folgenden schauen wir uns drei davon genauer an: die Alpha-, Beta- und
Gammastrahlung, welche unterschiedliche Eigenschaften besitzen.
Alpha- und Beta-Strahlung entsteht bei der spontanen Umwandlung eines instabilen Kerns in einen anderen Kern. Gamma-Strahlung entsteht nach einem Alpha- oder Betazerfall, wenn der Atomkern überschüssige Energie in Form von durchdringendem Licht (elektromagnetische Strahlung) abstrahlt.
Es gibt keinen Unterschied bei der Strahlung aus natürlichen und künstlichen Quellen. Beide wirken gleich auf den Körper. Die Messgrösse für die Radioaktivität ist das Becquerel (Bq): 1 Bq steht für einen Kernzerfall pro Sekunde. Die Radioaktivität in Lebensmitteln wird in der Regel in Becquerel pro Kilogramm (Bq/kg) oder Becquerel pro Liter (Bq/l) angegeben.
Alpha- und Beta-Strahlung entsteht bei der spontanen Umwandlung eines instabilen Kerns in einen anderen Kern. Gamma-Strahlung entsteht nach einem Alpha- oder Betazerfall, wenn der Atomkern überschüssige Energie in Form von durchdringendem Licht (elektromagnetische Strahlung) abstrahlt.
Es gibt keinen Unterschied bei der Strahlung aus natürlichen und künstlichen Quellen. Beide wirken gleich auf den Körper. Die Messgrösse für die Radioaktivität ist das Becquerel (Bq): 1 Bq steht für einen Kernzerfall pro Sekunde. Die Radioaktivität in Lebensmitteln wird in der Regel in Becquerel pro Kilogramm (Bq/kg) oder Becquerel pro Liter (Bq/l) angegeben.
Alpha-(α)-Strahlung
Alpha-(α)-Strahlung
Die drei Strahlenarten lassen sich unterschiedlich abschirmen. Alpha- und Betastrahlung sind eine Teilchenstrahlung, da sie aus Heliumkernen respektive Elektronen bestehen. Die Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Welle. (Grafik: Nuklearforum)
Vollbild
Die Alpha-Strahlung tritt
auf, wenn ein zerfallendes Atom einen Heliumkern aussendet. Dieses relativ
grosse Teilchen fliegt in Luft nur einige Zentimeter weit. Ein Blatt Papier
genügt, um Alphastrahlen vollständig abzuschirmen. Sie können die oberste
Hautschicht nicht durchdringen.
Gelangen jedoch Atomkerne, die Alphateilchen aussenden, über die Atmung oder die Nahrung ins Innere des Körpers, können die Alphateilchen Veränderungen in den getroffenen Zellen bewirken.
(Foto: Photoeuphoria via Dreamstime)
Gelangen jedoch Atomkerne, die Alphateilchen aussenden, über die Atmung oder die Nahrung ins Innere des Körpers, können die Alphateilchen Veränderungen in den getroffenen Zellen bewirken.
(Foto: Photoeuphoria via Dreamstime)
Die drei Strahlenarten lassen sich unterschiedlich abschirmen. Alpha- und Betastrahlung sind eine Teilchenstrahlung, da sie aus Heliumkernen respektive Elektronen bestehen. Die Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Welle. (Grafik: Nuklearforum)
Beta-(β)-Strahlung
Beta-(β)-Strahlung
Die drei Strahlenarten lassen sich unterschiedlich abschirmen. Alpha- und Betastrahlung sind eine Teilchenstrahlung, da sie aus Heliumkernen respektive Elektronen bestehen. Die Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Welle. (Grafik: Nuklearforum)
Vollbild
Die Beta-Strahlung
tritt auf, wenn ein Atom ein Elektron oder sein positiv geladenes Gegenstück
aussendet. Ein Betateilchen fliegt deutlich weiter als ein Alphateilchen. Zwei
Zentimeter Kunststoff oder zwei Millimeter Aluminium genügen jedoch, um
Betastrahlen vollständig abzuschirmen. Sie dringen nur wenige Millimeter in die
oberste Hautschicht ein.
Gelangen Atomkerne, die Betateilchen aussenden, in den Körper, können auch sie Veränderungen in den Zellen auslösen
(Foto: Luboslav Ivanko via Dreamstime)
Gelangen Atomkerne, die Betateilchen aussenden, in den Körper, können auch sie Veränderungen in den Zellen auslösen
(Foto: Luboslav Ivanko via Dreamstime)
Die drei Strahlenarten lassen sich unterschiedlich abschirmen. Alpha- und Betastrahlung sind eine Teilchenstrahlung, da sie aus Heliumkernen respektive Elektronen bestehen. Die Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Welle. (Grafik: Nuklearforum)
Gamma-(γ)-Strahlung
Gamma-(γ)-Strahlung
Die drei Strahlenarten lassen sich unterschiedlich abschirmen. Alpha- und Betastrahlung sind eine Teilchenstrahlung, da sie aus Heliumkernen respektive Elektronen bestehen. Die Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Welle. (Grafik: Nuklearforum)
Vollbild
Bei
Kernumwandlungen kann auch Gamma-Strahlung entstehen. Im Unterschied zur Alpha-
und Betastrahlung handelt es sich dabei nicht um wegfliegende Teilchen, sondern
um eine elektromagnetische Welle wie das sichtbare Licht, nur viel
energiereicher.
Gammastrahlen durchdringen unseren Körper, wobei sie sich abschwächen. Auch sie können Veränderungen in den Zellen auslösen. Mit einer Abschirmung aus einigen Zentimetern Eisen oder wenigen Metern Beton kann man die durchdringende Gamma-Strahlung abschirmen.
(Foto: Maria Tergoyeva via Dreamstime)
Gammastrahlen durchdringen unseren Körper, wobei sie sich abschwächen. Auch sie können Veränderungen in den Zellen auslösen. Mit einer Abschirmung aus einigen Zentimetern Eisen oder wenigen Metern Beton kann man die durchdringende Gamma-Strahlung abschirmen.
(Foto: Maria Tergoyeva via Dreamstime)
Die drei Strahlenarten lassen sich unterschiedlich abschirmen. Alpha- und Betastrahlung sind eine Teilchenstrahlung, da sie aus Heliumkernen respektive Elektronen bestehen. Die Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Welle. (Grafik: Nuklearforum)
Die Strahlendosis
Die Aktivität
eines bestimmten Stoffs in Becquerel allein sagt wenig über eine mögliche
Gefährdung für uns aus. Diese wird mit der Strahlendosis angegeben, wobei die
Stärke der Strahlung und die Einwirkungszeit eine Rolle spielen. Die
biologische Wirkung auf unseren Körper hängt zudem von der Art der Strahlung
und vom bestrahlten Körperteil ab. Besonders empfindlich ist unser blutbildendes
Knochenmark, eher unempfindlich die Knochen und Muskeln. Alphastrahlung ist in
einer Körperzelle wegen ihrer hohen Energiedichte deutlich schädigender als
Beta- oder Gammastrahlung.
Die Dosiseinheit, die alle diese Faktoren berücksichtigt und Auskunft über die biologische Wirksamkeit einer Strahlendosis gibt, ist das Sievert (Sv). Die gleiche Anzahl Sievert bedeutet das gleiche Risiko, beispielsweise an Krebs zu erkranken. Strahlendosen werden in der Regel in Millisievert (mSv = ein tausendstel Sievert) oder in Mikrosievert (μSv = ein millionstel Sievert) angegeben
(Foto: 7active Studio via Dreamstime)
Die Dosiseinheit, die alle diese Faktoren berücksichtigt und Auskunft über die biologische Wirksamkeit einer Strahlendosis gibt, ist das Sievert (Sv). Die gleiche Anzahl Sievert bedeutet das gleiche Risiko, beispielsweise an Krebs zu erkranken. Strahlendosen werden in der Regel in Millisievert (mSv = ein tausendstel Sievert) oder in Mikrosievert (μSv = ein millionstel Sievert) angegeben
(Foto: 7active Studio via Dreamstime)
Fazit und weiterführende Infos
FazitStrahlenrisiko in der Schweiz sehr klein
Das Leben auf der
Erde und auch wir Menschen haben uns unter Einwirkung natürlicher Strahlung
entwickelt. Wir alle profitieren von Anwendungen radioaktiver Stoffe und ionisierender
Strahlung in Medizin, Industrie und Forschung, beispielsweise zur Stromproduktion
oder Behandlung von Krebs.
Eine geringe Menge an natürlicher Radioaktivität kommt überall vor – in unserem Essen, in unserer Atemluft und in unserem Körper. Der grösste Teil der Strahlendosis in der Schweiz stammt aus natürlichen Quellen, wobei natürliches Radongas eine wesentliche Rolle spielt.
Das Bundesamt für Gesundheit (BAG) stuft das Strahlenrisiko in der Schweiz aufgrund natürlicher und künstlicher Quellen als sehr klein ein. Nichtsdestotrotz: Radioaktivität kann gefährlich sein, insbesondere dann, wenn wir in kurzer Zeit einer sehr hohen Strahlendosis ausgesetzt sind. Unser Körper besitzt aber sehr effiziente Reparaturmechanismen, um mit kleinen Strahlendosen umgehen zu können.
(Foto: Sara Dubler via Unsplash)
Stand der Entdeckungsreise Strahlung: April 2023
Eine geringe Menge an natürlicher Radioaktivität kommt überall vor – in unserem Essen, in unserer Atemluft und in unserem Körper. Der grösste Teil der Strahlendosis in der Schweiz stammt aus natürlichen Quellen, wobei natürliches Radongas eine wesentliche Rolle spielt.
Das Bundesamt für Gesundheit (BAG) stuft das Strahlenrisiko in der Schweiz aufgrund natürlicher und künstlicher Quellen als sehr klein ein. Nichtsdestotrotz: Radioaktivität kann gefährlich sein, insbesondere dann, wenn wir in kurzer Zeit einer sehr hohen Strahlendosis ausgesetzt sind. Unser Körper besitzt aber sehr effiziente Reparaturmechanismen, um mit kleinen Strahlendosen umgehen zu können.
(Foto: Sara Dubler via Unsplash)
Stand der Entdeckungsreise Strahlung: April 2023
Links zu weiteren Fakten zu Strahlung und Radioaktivität
In unseren Links finden Sie weitere Informationen zum Thema
Informationen des Nuklearforums ...
... zu Themen wie friedliche Nutzung der Kernenergie, Kernkraftwerke, radioaktive Abfälle und Radioaktivität
Ungewohntes zur Strahlung in 100 Sekunden
Erklärvideo des Nuklearforums
Berühmte Wissen-schaftlerinnen
Artikel des Magazins Geo.de
Strahlung und Radioaktivität
Informationen des Bundesamts für Gesundheit (BAG)
Jahresberichte Umwelt-radioaktivität
Informationen des Bundesamts für Gesundheit (BAG)
Strahlenbelastung durch natürliches radioaktives Radon
Informationen des Bundesamts für Gesundheit (BAG)
Radioaktivität und Strahlenschutz
Fachbroschüre von Kern.de als PDF
Messwerte zur Radioaktivität
Jahresberichte Umwelt-radioaktivität
Entstehung und medizinische Anwendungen
Erklärvideo zur Radioaktivität des Paul Scherrer Instituts (PSI)
Faktenblätter zur Strahlung
«Strahlenschutz KOMPAKT» des Fachverbands für Strahlenschutz e.V. als PDF
Umgang mit Radioaktivität
Broschüre des Forums Vera als PDF
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Einfluss von Geologie und Höhenlage / 2
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Anwendungen zur Radioaktivität
Zwischenlagerung radioaktiver Abfälle im Zwilag
Radioaktivität und Strahlendosen weltweit
Auswirkungen von zu hohen Strahlendosen
Vorsorgeprinzip beim Strahlenschutz
Drei Arten von Strahlung
Alpha-(α)-Strahlung
Beta-(β)-Strahlung
Gamma-(γ)-Strahlung
Die Strahlendosis
Fazit
Links zu weiteren Fakten zu Strahlung und Radioaktivität