Techniklexikon

Strahlenbelastung

KernphysikBiophysik, radioaktive Belastung, Gesamtheit der auf lebende Organismen einwirkenden ionisierenden Strahlung durch künstliche (zivilisatorische) und natürliche Strahlung. Grundlage zur Abschätzung des Strahlenrisikos durch zivilisatorische Strahlenquellen ist die Dosis der natürlichen Strahlenbelastung. Letztere wirkt sowohl von aussen als auch intern durch Aufnahme von Radionukliden mit der Atemluft und mit der Nahrung. Strahlenexposition über dem Niveau der natürlichen Strahlenbelastung verlangt Massnahmen zum Strahlenschutz, insbesondere zur Abschirmung der besonders gefährdeten Organe wie Gonaden und Knochenmark, und die Überwachung durch Dosimetrie.

Die äussere Strahlenbelastung setzt sich aus 2 Komponenten zusammen: 1) Die terrestrische Strahlung stammt von Radionukliden mit extrem langen Halbwertszeiten wie ⁴⁰K, ²³⁸U und ²³²Th und ihren Zerfallsprodukten (radioaktive Zerfallsreihen). Die jährliche Äquivalentdosis liegt in der Grössenordnung von 0,5 mSv. In den Monazitgebieten von Indien und Brasilien, deren Böden einen hohen Thoriumgehalt haben, beträgt die Dosis schon bis zu 100 mSv. 2) Die kosmische Strahlung und ihre sekundären Ionisationsprodukte in der Atmosphäre variieren stark mit der Höhe über dem Meeresspiegel. In Meereshöhe entspricht sie etwa 0,3 mSv, in 2 000 m Höhe beträgt sie schon 1,2 mSv.

Die Bestrahlung durch inkorporierte Radionuklide, also die innere Strahlenbelastung, hängt von der Art des Organes oder Gewebes ab, insbesondere von der Fähigkeit, bestimmte Nuklide zu akkumulieren. Dadurch ist z.B. die Schilddrüse durch radioaktive Isotope des Jod besonders gefährdet. Die Jahresdosis durch inkorporierte Nuklide beträgt etwa 0,2 mSv. Die maximale Belastung für Einzelpersonen darf nach Empfehlung der Internationalen Kommission für Strahlenschutz (ICRP) 125 mSv nicht überschreiten. Natürliche Radionuklide, die mit der Atemluft, dem Trinkwasser und der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen, werden von ihm zum Teil resorbiert und über eine bestimmte Zeitspanne hinweg im Körper gespeichert. Sie rufen die natürliche Radioaktivität des menschlichen Körpers hervor. Dabei handelt es sich im wesentlichen um ⁴⁰K, ¹⁴C sowie einige Folgeprodukte aus der Uran-Radium- und der Thorium-Zerfallsreihe (siehe Tab. 1).

Die zivilisatorische Strahlenbelastung resultiert aus der medizinischen und technischen Anwendung von ionisierenden Strahlen und radioaktiven Isotopen, aus dem Betrieb von Kernreaktoren, aus Fallout von Kernwaffentests, durch Störstrahler (z.B. Fernsehgeräte) und Einsatz radioaktiver Stoffe bei verschiedenen Geräten (Leuchtzifferblatt, Rauchdichtemesser).

Die Jahresdosis medizinischer Strahlenanwendung liegt in der Grössenordnung von 0,34 mSv für das Knochenmark und 0,19 mSv für die Gonaden. Die zusätzliche Belastung durch Kernkraftwerke soll eine mittlere Jahresdosis von 0,3 mSv / Jahr nicht überschreiten. Die mittlere Strahlenbelastung durch berufliche Exposition (für ca. 0,1% der Bevölkerung) liegt etwa bei 5 mSv / Jahr. Die bisherigen Kernwaffentests akkumulieren bis zum Jahr 2000 etwa 1,2 mSv. Insgesamt liegt die zivilisatorische Strahlenbelastung noch deutlich unter der natürlichen, was aber drastische lokale Schwankungen im Falle von Katastrophen und Unfällen (z.B. Reaktorkatastrophe von Tschernobyl 1986) nicht ausschliesst. Für einen Einwohner der Bundesrepublik Deutschland betrug z.B. 1993 die mittlere Äquivalentdosis durch natürliche Strahleneinwirkung 24 mSv, durch zivilisatorische Strahleneinwirkung 1,55 mSv und durch Strahleneinwirkung durch den Reaktorunfall in Tschernobyl 0,02 mSv. (Strahlenwirkung, biologische, Radioaktivität von Baustoffen)

 

Strahlenbelastung 1: Die wichtigsten natürlichen Radionuklide im Menschen.

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40K	4 500
14C	3 800
87Rb	650
210Pb, 210Bi, 210Po	60
Zerfallsprodukte des 220Rn	30
3H	25
7Be	25
Zerfallsprodukte des 222Rn	15
sonstige	7
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Summe	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 9 112