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30 Jahre nach Tschernobyl Was im Alltag wirklich strahlt

Hiroshima hat es gezeigt, später Tschernobyl und Fukushima: Strahlung kann Menschen drastisch und dauerhaft schädigen. Doch nicht nur Bomben und Reaktoren verstrahlen uns, auch Handy, Kellerluft oder Röntgengeräte. Die Liste der "Strahler", die uns umgeben, ist lang. Nur was ist Strahlung überhaupt, woher kommt sie und was macht sie gefährlich? Ein Überblick von Strahlungsarten und -quellen bis zu Risiken und Strahlenschutz.

Von: Sylvaine von Liebe, Monika von Aufschnaiter

Stand: 21.04.2016

Was ist Strahlung überhaupt?

Strahlung bedeutet, dass sich Energie teilchen- oder wellenfömig von einer Quelle weg ausbreitet. Je nach Wirkung unterscheidet die Physik ionisierende und nicht-ionisierende Strahlung. Zu ionisierender Strahlung, die Atome elektrisch aufladen (=ionisieren) kann, gehören Alpha-, Beta-, Gamma-, Neutronen- und Röntgenstrahlung. Sie kann Atome auch in lebenden Zellen ionisieren und sie so direkt schädigen. Wie schädlich, das wird gemessen in der Einheit Millisievert* (mSv), siehe Abschnitt ganz unten.

Nicht-ionisierende Strahlung wie Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht oder Ultraviolettstrahlung kann das Gewebe lebender Zeller erwärmen und so indirekt schädigen.

Strahlenbelastung

Komplexes Hintergrundwissen - einfach erklärt

Welche Strahlungsarten gibt es?

Ionisierende Strahlen:

Hochenenergetische Strahlung kann beim Auftreffen auf Materie Elektronen aus den Hüllen von Atomen herausschlagen, also die Materie ionisieren. Zu ionisierender Strahlung gehören Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlung. Diese entsteht durch den Zerfall radioaktiver, also instabiler Atomkerne oder - wie in Atomkraftwerken - bei kerntechnisch hervorgerufenen Reaktionen in Atomkernen. Auch Röntgenstrahlen zeigen ionisierende Wirkung, werden aber künstlich erzeugt.
Röntgenstrahlen haben mit Radioaktivität nichts zu tun, da sie nicht durch Zerfall radioaktiver Atomkerne, sondern durch physikalische Vorgänge in den Atomhüllen entstehen. Sie können insbesondere durch technische Einrichtungen, wie zum Beispiel eine Röntgenröhre, künstlich hergestellt werden.

Nicht-ionisierende Strahlen:

Das sind elektromagnetische Felder beziehungsweise Wellen (Mikrowellen, Radiowellen) und optische Strahlen wie das UV-Licht und Infrarot-Strahlung. Allgemein gilt: je kurzwelliger, desto höher die Energie. Auch kosmische Strahlung ist nicht-ionisierend. Das sind Teilchen (Protonen und Heliumkerne), die von der Sonne oder aus dem Kosmos auf die Erdoberfläche treffen. Es gibt hochfrequente, nicht-ionisierende Strahlung - etwa Mobilfunk, WLAN, Bluetooth - und niederfrequente - etwa von Stromleitungen und elektrischen Haushaltsgeräten.

Wie wirkt Strahlung auf die Gesundheit?

Alphastrahlen, die von außen auf den menschlichen Organismus treffen, haben aufgrund ihrer geringen Reichweite keine schädlichen Auswirkungen auf unsere Gesundheit. Gelangt ein radioaktiver Stoff, der Alphastrahlung aussendet, aber - etwa über Nahrungsaufnahme - in unseren Körper, dann kann er dort Organe schädigen. Auch Substanzen, die Betastrahlen aussenden, sind in erster Linie gefährlich, wenn sie sich innerhalb unseres Körpers befinden - dort lösen sie etwa Schilddrüsenkrebs und Leukämie aus. Doch kann Betastrahlung auch Haut und Augen schädigen, wenn sich die Strahlenquelle außerhalb des Körpers befindet.  Gamma- und Neutronenstrahlen  können Materie durchdringen, somit auch von außen beispielsweise Zell- und Genstrukturen innerhalb unseres Körpers verändern. Gezielt wird dies etwa bei der Strahlentherapie genutzt.

Wie schädigt Strahlung den Körper?

Ionisierende Strahlen können auf zweierlei Weise gesundheitsschädlich sein: Das Ionisieren von Zellbestandteilen verändert die Zellchemie und kann entweder das Absterben von Zellen bewirken oder die Erbinformation in den Zellen (DNS) verändern. Bei einer extrem hohen Strahlendosis kommt es durch die unmittelbare Abtötung von Zellen zu sogenannten akuten Strahlenschäden. So führt eine kurzzeitige Strahlendosis von 7.000 Millisievert* (mSV) mit hoher Wahrscheinlichkeit zum Tod. Ab einer Schwellendosis von 500 mSV, innerhalb kurzer Zeit verabreicht,  treten akute Strahlenschäden auf.

*siehe Erklärung unten

Unabhängig von diesen akuten Strahlenschäden durch Zellabtötung kann ionisierende Strahlung auch unterhalb dieser Schwellenwerte die DNS in unseren Körperzellen beschädigen. Dadurch können - unter Umständen auch erst Jahre danach - Tumore entstehen. Dabei ist das Risiko, an Krebs zu erkranken, für den Rest des Lebens erhöht: So besteht für Leukämie insbesondere in den ersten beiden Jahren nach einer extrem hohen Strahlenbelastung ein erhöhtes Erkrankungsrisiko, für andere Tumore (sogenannte "solide Tumore") ist das Erkrankungsrisiko über etwa 20 Jahre erhöht.
Jedes Millisievert erhöht das Risiko, an Krebs zu sterben, um 0,006 Prozent (derzeitiges Risiko, an Krebs zu sterben: in Deutschland 25%). Die Belastung beim Röntgen ist mit 0,1 mSV pro Aufnahme vergleichsweise gering. Wesentlich höher: ein CT vom Bauchraum mit 15 mSV - das Vierfache der durchschnittlichen Gesamtjahresdosis.

Nicht-ionisierende, hochfrequente Strahlen (etwa Mobilfunk) können Schäden anrichten, wenn sie die Gewebetemperatur im Körper über längere Zeit um mehr als ein Grad erhöhen. In Tierversuchen wurden unter anderem Stoffwechselstörungen, Verhaltensänderungen und Störungen der embryonalen Entwicklung nachgewiesen. Bei niederfrequenten Feldern werden gesundheitliche Risiken wie Nerven- und Muskelreizungen diskutiert, aber auch Krebs und Erkrankungen des Nervensystems sowie Leukämie bei Kindern. Gesundheitsschäden sind laut BfS hier aber erst ab dem 100-fachen des erlaubten Grenzwerts nachgewiesen. Allerdings fehlen noch Daten und Erkenntnisse über Langzeit-Belastungen.

Wie werden Grenzwerte festgelegt?

Für ionisierende Strahlung gilt, dass jedes Millisievert (mSv*, siehe unten) das Krebsrisiko erhöht. Der für die Gesundheit beste Grenzwert wäre also gleich Null. Das ist aber nicht umsetzbar, weil schon die durchschnittliche Grundbelastung deutlich höher liegt. Die gesetzlichen Grenzwerte, die auf Vorschlag des Bundesamts für Strahlenschutz festlegt werden, richten sich also nach den Gegebenheiten, nicht nach dem Optimum: Für Berufsgruppen, die mehr Strahlung ausgesetzt sind, gelten höhere Grenzwerte.

Auch für nicht-ionisierende Strahlung (etwa Handy) gelten gesetzliche Grenzwerte. Sie beruhen auf Empfehlungen unabhängiger wissenschaftlicher Kommisionen, die den aktuellen Forschungsstand auswerten. Die wenigen verfügbaren Studien zur Wirkung liefern nur sehr ungefähre Angaben, ab wann es schädlich werden könnte. Sie beziehen sich ausschließlich auf Schäden durch Gewebeerwärmung (etwa: des Gehirnareals nahe dem Ohr). Objektive Langzeit-Studienergebnisse gibt es bisher kaum– allerdings einige Hinweise darauf, dass auch hier gelten könnte: Weniger ist gesünder.

Welche Grenzwerte gibt es konkret?

Der Grenzwert bei ionisierender Strahlung von außen liegt in Deutschland bei 1 Millisievert* (mSv) pro Jahr und gilt nur für Strahlung aus AKWs oder Umgang mit radioaktiven Stoffen. Radon (ein Erdgas), Nahrung (zumindest bei natürlicher Radioaktivität) und medizinische Behandlungen sind hier NICHT miteinbezogen. Die Durchschnittsbelastung eines Deutschen beträgt 4 mSv/Jahr.
Wenn die Strahlungsdosis in einem Gebiet über 7 Tage hinweg 100 mSv beträgt, werden Menschen von dort evakuiert.

Risiko-Berufsgruppen haben höhere Grenzwerte. Nicht weil sie mehr aushalten, sondern weil es sich nicht vermeiden lässt. Flugbegleiter und AKW-Angestellte etwa "dürfen" mit jährlich 20 mSv belastet werden, Astronauten mit 400 mSv/Jahr. Dieser Wert ist zugleich die Obergrenze für die lebenslange berufliche Strahlenbelastung. Nach den Astronauten sind Piloten und Flugbegleiter diejenigen mit der stärksten Jahresbelastung.

Für Nahrung liegt der Wert bei 1 mSv/Jahr. Deutsche bleiben im Durchschnitt darunter. Wer täglich Paranüsse isst, nicht: Denn diese Nussart enthält eine bis zu 1.000-mal höhere Radiumdosis als die Gesamtnahrung. Sprich: Mit zehn Paranüssen kommt ein Durchschnittsmann bereits auf 0,8 mSv, vier Fünftel der empfohlenen Höchstdosis pro Jahr.
Grenzwerte für Nahrung sind auch ein Politikum: Kommt es irgendwo zu einer nuklearen Katastrophe, erlaubt die Notfall-Verordnung der EU, dass Mitgliedsstaaten die Grenzwerte für drei Monate hochsetzen, um nicht zu viele Lebensmittel vernichten zu müssen.

Für nicht-ionisierende Strahlung gibt es keine einheitliche, bewertende Größe. Stattdessen nutzen Wissenschaftler hier verschiedene physikalische Größen (etwa elektrische und/oder magnetische Feldstärke, magnetische Flussdichte, spezifische Absorptionsrate) zur Charakterisierung der "Strahlungsstärke".

Für nicht-ionisierende, hochfrequente Strahlung gilt bei Exposition des ganzen Körpers ein Grenzwert von 0,08 Watt/kg. Bei der Exposition einzelner Körperteile (vor allem Kopf und Hoden) sollen nicht mehr als 2 Watt Strahlung auf ein Kilogramm Gewebe wirken. Konkret ist der Grenzwert kein Bruch, sondern eine bereits ausgerechnete Zahl: Watt geteilt durch ein "Standardgewicht" von 75 Kilo. Das Ergebnis ist der SAR-Wert, die Spezifische Absorptionsrate.

Für niederfrequente elektromagnetische Felder (etwa rund um Stromleitungen) darf die im Körper erzeugte Feldstärke 0,02 V/Meter nicht übersteigen. Elektrische Haushaltsgeräte erzeugen magnetische Felder, deren "Intensität" in der Einheit Tesla gemessen wird. Es gilt ein Grenzwert von 100 Mikrotesla, der im Abstand von mindestens 30 Zentimetern meist unterschritten wird. Beim Haarfön (bis zu 2.000 Mikrotesla) und Rasierer (bis 1.500) allerdings nicht, da diese Geräte starke Felder erzeugen und deutlich näher am Körper betrieben werden.

Wie kann ich mich vor Strahlung schützen?

Schutz vor ionisierender Strahlung

  • Röntgen-, CT-Aufnahmen und Strahlentherapie nur dann machen lassen, wenn unbedingt nötig (im Zweifel zweite Meinung einholen)
  • Häuser mit altem Fundament auf Radonkonzentration im Keller überprüfen und wenn nötig sanieren lassen
  • keine Paranüsse, Hirschtrüffel oder verstrahltes Wildschweinfleisch essen
  • Flüge (insbesondere ins Weltall ;-) meiden

Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung

  • für Piloten und Flugbegleiter: besonders wenig Sonnenbaden (Hautkrebsrisiko ist bei dieser Berufsgruppe um 40 % erhöht - Studie University of California 2014)
  • funkende Geräte möglichst fern vom Körper halten: Handy nicht in Hosen- oder Hemdtasche tragen, Laptop/Tablet nicht auf dem Schoß
  • statt pausenlos funkender Schnurlostelefone eins mit ECO-Modus verwenden, besser noch eins mit dem "Blauen Engel"-Label (besonders strenge Vorsorgemaßnahmen)
  • WLAN-Sender ausschalten, wenn er nicht benötigt wird (vor allem nachts)
  • besser noch: LAN-Kabel benutzen, um zu surfen oder Daten zu übertragen
  • im Auto nur mit Freisprechanlage über Außenantenne telefonieren
  • in Innenräumen (schwächeres Signal) möglichst nicht mit dem Handy telefonieren
  • Handy nachts in den Flugmodus setzen
  • beim Telefonieren das Handy nicht mit der Hand abdecken, sondern "mit spitzen Fingern" halten
  • Kinder besonders vor Strahlung schützen (kein WLAN am Tablet/Handy, kein Körperkontakt mit dem Gerät, keine Handytelefonate im Auto)

*Millisievert = ein Tausendstel Sievert

Der Sievert-Wert bezeichnet die Belastung des Körpers mit ionisierender Strahlung. Er errechnet sich aus drei Unter-Werten: Einer berücksichtigt die Belastung der Organe (Organdosis, gemessen in Gray), einer ihre Empfindlichkeit gegenüber der konkreten Strahlungsart (Äquivalentdosis) und einer die Schädlichkeit der Strahlungsart (effektive Dosis). Die letzten beiden Werte sind also (Ge)Wichtungsfaktoren: je größer die Empfindlichkeit/Schädlichkeit, desto höher der Wert, mit dem der Gray-Wert multipliziert wird.

*Gray = Energiewirkung pro Kilogramm Körpergewicht

"Wirkung aufs Gewebe": Eine Energiedosis von 1 Gray (Gy) bewirkt im menschlichen Körper eine Strahlungsenergie von 1 Joule je Kilogramm (Körpergewicht). In größeren Mengen und/oder über längere Zeit bewirkt diese aggressive Energie das Absterben von Gewebe. Für den ganzen Körper ist eine kurze Bestrahlung mit 4 Gray tödlich. In der Strahlentherapie wird Tumorgewebe mit gezielten Einzeldosen von bis zu 70 Gray "beschossen".


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