Nick Connor

Die Minderung des Radons in der Luft erfolgt durch Belüftung , die entweder unter einer Betonbodenplatte oder einer Membran auf dem Boden gesammelt wird , oder durch Erhöhen des Luftwechsels pro Stunde im Gebäude. Radonresistente Membranen werden normalerweise aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) hergestellt und erstrecken sich über das gesamte Gebäude, einschließlich Boden und Wände. Ein anderer Weg zur Minderung von Radon ist ein Behandlungssystem, das Belüftung oder Aktivkohle verwendet, um Radon aus der häuslichen Wasserversorgung zu entfernen.

Probleme mit Radon gibt es in Häusern, wo es sich aufgrund seiner hohen Dichte besonders in niedrigen Bereichen wie Kellern und Kriechräumen ansammeln kann . Radonkann auch im Grundwasser vorkommen – zum Beispiel in einigen Quellwässern und heißen Quellen. Für die Freisetzung von Radon in Häuser gibt es mehrere Möglichkeiten. Die Tatsache, dass Radon ein Edelgas ist, spielt eine entscheidende Rolle bei der Ausbreitung aller seiner Tochterkerne. Radon ist für seine kurzlebigen Zerfallsprodukte (Pb-210 und Po-210), die weitaus mehr Gesundheitsrisiken bergen, ein Transportmedium vom Gestein in die Atmosphäre (oder in Gebäude). Die Hauptquellen sind das Gestein oder der Boden, auf dem das Haus gebaut ist, sowie die Wasserversorgung. Der Hauptmechanismus für den Eintritt von Radon in Gebäude ist die Diffusion durch den Boden . Radon diffundiert als Gas durch Gesteine ​​und den Boden. Das Radongas kann durch Risse in das Haus eindringen(aufgrund eines Kamineffekts) im Boden und in den Wänden des Kellers. Durch die Erwärmung der Luft wird Luft vom unteren Teil des Hauses zum oberen Teil des Hauses angesaugt. Ohne Radonmembran bedeutet dies, dass Luft aus dem Boden unter dem Haus durch zahlreiche Bodenrisse und -öffnungen in das Haus gesaugt wird .

Darüber hinaus ist das Baumaterial (z. B. einige Granite) auch eine Quelle für Radon. Eine weitere Quelle für Radon ist die Wasserversorgung. Brunnenwasser, insbesondere in Regionen mit radiumreichem Granit, kann hohe Radonkonzentrationen enthalten. Dies ist ein Material mit höheren Uran / Radium-Konzentrationen, aus dem Radon kontinuierlich erzeugt wird. Solche Materialien, z. B. Schlacke, Flugasche usw., könnten an einigen Orten verwendet werden. Für Baustoffe, die für den Bau von Häusern verwendet werden, müssen die kritischen Grenzen für die spezifischen Radiumkonzentrationen bestimmt werden.

Das größte Risiko einer Radonexposition besteht in Gebäuden, die luftdicht und nicht ausreichend belüftet sind und Fundamentlecks aufweisen, die Luft aus dem Boden in Keller und Wohnräume befördern. Der Radon-Innenpegel variiert erheblich je nach Wetter, Jahreszeit und sogar Tageszeit – und natürlich je nach Belüftungssystem. Zum Beispiel kann das Schlafen bei offenem Fenster den Radongehalt erheblich reduzieren.

Siehe auch: Radon – Gesundheitliche Auswirkungen

Es muss betont werden, dass die Radon-222- und Radon-220-Konzentrationen im Boden und in den Baumaterialien von Ort zu Ort über viele Größenordnungen variieren und an jedem Ort erhebliche zeitliche Schwankungen aufweisen. Standorte mit höherem Radonhintergrund sind in jedem Land gut kartiert. Unter freiem Himmel liegt der Wert zwischen 1 und 100 Bq / m3, noch niedriger (0,1 Bq / m3) über dem Meeresspiegel. In Höhlen, belüfteten Minen oder schlecht belüfteten Häusern steigt die Konzentration auf 20–2.000 Bq / m3. In der Außenatmosphäre gibt es auch eine gewisse Vorsorge, die durch Wind und Änderungen des Luftdrucks verursacht wird.

Probleme mit Radon gibt es in Häusern, wo es sich aufgrund seiner hohen Dichte besonders in niedrigen Bereichen wie Kellern und Kriechräumen ansammeln kann . Radonkann auch im Grundwasser vorkommen – zum Beispiel in einigen Quellwässern und heißen Quellen. Für die Freisetzung von Radon in Häuser gibt es mehrere Möglichkeiten. Die Tatsache, dass Radon ein Edelgas ist, spielt eine entscheidende Rolle bei der Ausbreitung aller seiner Tochterkerne. Radon ist für seine kurzlebigen Zerfallsprodukte (Pb-210 und Po-210), die weitaus mehr Gesundheitsrisiken bergen, ein Transportmedium vom Gestein in die Atmosphäre (oder in Gebäude). Die Hauptquellen sind das Gestein oder der Boden, auf dem das Haus gebaut ist, sowie die Wasserversorgung. Der Hauptmechanismus für den Eintritt von Radon in Gebäude ist die Diffusion durch den Boden . Radon diffundiert als Gas durch Gesteine ​​und den Boden. Das Radongas kann durch Risse in das Haus eindringen(aufgrund eines Kamineffekts) im Boden und in den Wänden des Kellers. Durch die Erwärmung der Luft wird Luft vom unteren Teil des Hauses zum oberen Teil des Hauses angesaugt. Ohne Radonmembran bedeutet dies, dass Luft aus dem Boden unter dem Haus durch zahlreiche Bodenrisse und -öffnungen in das Haus gesaugt wird .

Darüber hinaus ist das Baumaterial (z. B. einige Granite) auch eine Quelle für Radon. Eine weitere Quelle für Radon ist die Wasserversorgung. Brunnenwasser, insbesondere in Regionen mit radiumreichem Granit, kann hohe Radonkonzentrationen enthalten. Dies ist ein Material mit höheren Uran / Radium-Konzentrationen, aus dem Radon kontinuierlich erzeugt wird. Solche Materialien, z. B. Schlacke, Flugasche usw., könnten an einigen Orten verwendet werden. Für Baustoffe, die für den Bau von Häusern verwendet werden, müssen die kritischen Grenzen für die spezifischen Radiumkonzentrationen bestimmt werden.

Das größte Risiko einer Radonexposition besteht in Gebäuden, die luftdicht und nicht ausreichend belüftet sind und Fundamentlecks aufweisen, die Luft aus dem Boden in Keller und Wohnräume befördern. Der Radon-Innenpegel variiert erheblich je nach Wetter, Jahreszeit und sogar Tageszeit – und natürlich je nach Belüftungssystem. Beispielsweise kann das Schlafen bei geöffnetem Fenster den Radongehalt erheblich reduzieren.

Die meisten Länder haben eine Radonkonzentration von 200–400 Bq / m ³ für die Raumluft als Aktion oder Referenzwert festgelegt. Wenn die Prüfung Werte von weniger als 4 Picocuries Radon pro Liter Luft (150 Bq / m ³ ) ergibt, ist keine Maßnahme erforderlich. In Häusern, die auf Böden mit hohem Urangehalt und / oder hoher Bodenpermeabilität gebaut wurden, wurden sehr hohe Radonkonzentrationen (> 1000 Bq / m ³ ) festgestellt.

Die Minderung des Radons in der Luft erfolgt durch Belüftung , die entweder unter einer Betonbodenplatte oder einer Membran auf dem Boden gesammelt wird , oder durch Erhöhen des Luftwechsels pro Stunde im Gebäude. Radonresistente Membranen werden normalerweise aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) hergestellt und erstrecken sich über das gesamte Gebäude, einschließlich Boden und Wände. Ein anderer Weg zur Minderung von Radon ist ein Behandlungssystem, das Belüftung oder Aktivkohle verwendet, um Radon aus der häuslichen Wasserversorgung zu entfernen.

Siehe auch: Radon – Gesundheitliche Auswirkungen

Ursprüngliche Radionuklide sind Radionuklide, die auf der Erde gefunden wurden und seit ihrer Entstehung in ihrer gegenwärtigen Form existieren. Ursprüngliche Radionuklide sind Rückstände aus dem Urknall, aus kosmogenen Quellen und aus alten Supernova-Explosionen, die vor der Entstehung des Sonnensystems auftraten. Wismut, Thorium , Uran und Plutonium sind ursprüngliche Radionuklide, da sie eine Halbwertszeit haben , die auf der Erde noch vorhanden ist. Kalium-40 gehört ebenfalls zu den Urnukliden.

Bei der Entstehung der Erde bildeten sich einige radioaktive Elemente. Nach den vier Milliarden Jahren sind alle kurzlebigen Isotope zerfallen. Einige dieser Isotope haben jedoch eine sehr lange Halbwertszeit, Milliarden von Jahren, und sind immer noch vorhanden. Diese Radionuklide sind als Urradionuklide bekannt und tragen zur jährlichen Dosis eines Individuums bei. Da die meisten natürlichen radioaktiven Isotope schwer sind, ist mehr als eine Auflösung erforderlich, bevor ein stabiles Atom erreicht wird. Diese Abfolge instabiler Atomkerne und ihre Zerfallsarten , die zu einem stabilen Kern führt, wird als radioaktive Reihe bezeichnet .

Flüssiger Erdkern

Alle drei natürlich vorkommenden Isotope  von Uran ( ²³⁸ U,  ²³⁵ U und  ²³⁴ U) und natürlich vorkommende Isotop  Thorium haben  sehr lange Halbwertszeit  (zB 4,47 × 10 ⁹  Jahre  ²³⁸ U). Aufgrund dieser sehr langen Halbwertszeit sind Uran und Thorium  schwach radioaktiv  und tragen zu einer geringen natürlichen Hintergrundstrahlung in der Umwelt bei. Diese Isotope sind alpha-radioaktiv (emittierende  Alpha-Partikel ), können aber auch selten eine spontane Spaltung eingehen .

Alle natürlich vorkommenden Isotope gehören zu  Urnukliden , da ihre Halbwertszeit mit dem Alter der Erde vergleichbar ist (~ 4,54 × 10 ⁹  Jahre). Uran hat die zweithöchste Atommasse dieser Urnuklide, nur leichter als  Plutonium . Darüber hinaus trägt die Zerfallswärme von Uran und Thorium und deren Zerfallsprodukten (z. B. Radon, Radium usw.) zur Erwärmung des Erdkerns bei. Zusammen mit Kalium-40 im Erdmantel wird angenommen, dass diese Elemente die Hauptwärmequelle sind, die den Erdkern flüssig hält.

Zusätzlich zu den kosmischen und terrestrischen Quellen haben alle Menschen von Geburt an einige radioaktive Isotope in ihrem Körper . Diese Isotope sind insbesondere Kalium-40 , Kohlenstoff-14 sowie die Isotope von Uran und Thorium. Die Variation der Strahlendosis von einer Person zur anderen ist nicht so groß wie die Variation der Dosis von kosmischen und terrestrischen Quellen. Die durchschnittliche jährliche Strahlungsdosis einer Person aus anderen radioaktiven Materialien als Radon beträgt etwa 0,3 mSv / Jahr, wovon:

• 0,2 mSv / Jahr stammt aus Kalium-40,
• 0,12 mSv / Jahr stammen aus der Uran- und Thoriumreihe,
• 12 μSv / Jahr stammen aus Kohlenstoff-40.

Das dosisbedingt wichtigste Isotop ist Kalium-40. Die dominierende Komponente der Inhalationsexposition sind die kurzlebigen Zerfallsprodukte von Radon. Dieses Problem ist jedoch so wichtig, dass es im vorherigen Abschnitt ( Radon – Gesundheitliche Auswirkungen ) separat behandelt wurde .

Ohne interne Kontamination durch externes radioaktives Material (Radon, Uran usw.) sind Kalium-40 und Kohlenstoff-40 die größten Bestandteile der internen Strahlenexposition durch biologisch funktionelle Bestandteile des menschlichen Körpers.

Kalium-40

Kalium ist ein natürlich vorkommendes chemisches Element mit der Ordnungszahl 19, dh die Atomstruktur enthält 19 Protonen und 19 Elektronen . Das chemische Symbol für Kalium ist K (von neo-lateinischem Kalium).

Natürliches Kalium besteht hauptsächlich aus dem Isotop K-39 (93,26%), daher liegt die Atommasse des Kaliumelements in der Nähe der Atommasse des Isotops K-39 (39,098 u). Natürliches Kalium besteht auch aus zwei anderen Isotopen: K-41 (6,73%) und K-40 (0,012%). Kalium-40 ist ein instabiles (radioaktives) natürlich vorkommendes Isotop von Kalium. Es hat eine sehr lange Halbwertszeit von 1,251 × 10 ⁹ Jahren. Daher gehört dieses Isotop zu den Urnukliden , da seine Halbwertszeit mit dem Alter der Erde vergleichbar ist.

Spuren von K-40 sind im gesamten Kalium enthalten und es ist das am häufigsten vorkommende Radioisotop im menschlichen Körper . K-40 ist ein radioaktives Isotop von Kalium, das eine sehr lange Halbwertszeit von 1,251 × 10 ⁹ Jahren aufweist und beide Arten des Beta-Zerfalls durchläuft . Unter diesem Gesichtspunkt kann auch ein menschlicher Körper als Antimateriequelle angesehen werden.

• Ungefähr 89,28% der Zeit (10,72% erfolgen durch Elektroneneinfang) zerfallen zu Calcium-40 unter Emission eines Beta-Teilchens (β−, ein Elektron) mit einer maximalen Energie von 1,33 MeV und eines Antineutrinos , das ein Antiteilchen ist das Neutrino .
• Sehr selten (in 0,001% der Fälle) zerfällt es durch Emission eines Positrons (β +) und eines Neutrinos zu Ar-40 .

Kalium-40 im Körper – Strahlendosis

Die Kaliumkonzentration im menschlichen Körper basiert streng auf dem homöostatischen Prinzip. Kalium wird nach der Nahrungsaufnahme mehr oder weniger im Körper verteilt (insbesondere in Weichgeweben). Ein 70 kg schwerer Mann enthält etwa 126 g Kalium (0,18%), das meiste davon befindet sich in den Muskeln. Der tägliche Kaliumverbrauch beträgt ca. 2,5 Gramm. Daher ist die Kalium-40-Konzentration bei allen Personen mit einem Gehalt von etwa 55 Bq / kg (insgesamt 3850 Bq) nahezu stabil , was einer effektiven Jahresdosis von 0,2 mSv entspricht .

Bananenäquivalentdosis – BETT

Die Bananenäquivalentdosis BED ist eine informelle Dosismenge der Exposition gegenüber ionisierender Strahlung. Die Bananenäquivalentdosis ist als allgemeines Bildungsbeispiel gedacht, um eine Dosis Radioaktivität mit der Dosis zu vergleichen, der man durch den Verzehr einer durchschnittlich großen Banane ausgesetzt ist. Ein BETT korreliert häufig mit 10 ^-7 Sievert ( 0,1 µSv ).

Bananen enthalten signifikant hohe Kaliumkonzentrationen, die für das Funktionieren aller lebenden Zellen von entscheidender Bedeutung sind. Der Transfer von Kaliumionen durch Nervenzellmembranen ist für eine normale Nervenübertragung notwendig. Natürliches Kalium enthält aber auch ein radioaktives Isotop Kalium-40 (0,012%). Kalium-40 ist ein radioaktives Kaliumisotop, das eine sehr lange Halbwertszeit von 1,251 × 10 ⁹ Jahren hat und beide Arten des Beta-Zerfalls durchläuft .

Ein BETT korreliert häufig mit 10 ^-7 Sievert (0,1 µSv). Die Strahlenexposition durch den Verzehr einer Banane beträgt ungefähr 1% der durchschnittlichen täglichen Strahlenexposition, dh 100 Bananenäquivalentdosen (BED). Ein Brust-CT-Scan liefert 58.000 BETT (5,8 mSv). Eine tödliche Dosis, die einen Menschen mit einem 50% igen Risiko innerhalb von 30 Tagen (LD50 / 30) nach Bestrahlung tötet, beträgt ungefähr 50.000.000 BETT (5000 mSv). In der Praxis ist diese Dosis jedoch nicht kumulativ, da die hauptsächliche radioaktive Komponente ausgeschieden wird, um das metabolische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus gibt es auch ein Problem mit der kollektiven Dosis .

Das BETT soll die Öffentlichkeit nur über das Vorhandensein einer sehr geringen natürlichen Radioaktivität in einem natürlichen Lebensmittel informieren und ist keine offiziell verabschiedete Dosismessung.

Innendosis aus Uran und Thorium

Wie geschrieben wurde, haben alle Menschen von Geburt an auch einige radioaktive Isotope in ihrem Körper . Diese Isotope sind insbesondere Kalium-40, Kohlenstoff-14 und Isotope aus der Uran- und Thoriumreihe. Die Variation der Strahlendosis von einer Person zur anderen ist nicht so groß wie die Variation der Dosis aus kosmischen und terrestrischen Quellen. Die durchschnittliche jährliche Strahlendosis für eine Person aus anderen internen radioaktiven Materialien als Radon beträgt etwa 0,3 mSv / Jahr, wovon:

• 0,2 mSv / Jahr stammen aus Kalium-40,
• 0,12 mSv / Jahr stammen aus der Uran- und Thoriumreihe ,
• 12 μSv / Jahr stammen aus Kohlenstoff-14.

UNSCEAR hat auf der Grundlage einer Vielzahl von Untersuchungen Werte zur jährlichen Aufnahme der verschiedenen Isotope durch den Menschen vorgelegt. Wir können Folgendes erwähnen:

• Ra-226 (22 Bq / Jahr),
• Pb-210 (30 Bq / Jahr),
• Po-210 (58 Bq / Jahr) und
• Ra-228 (15 Bq / Jahr).

Beachten Sie, dass die dominierende Komponente der natürlichen Hintergrundexposition, die von den kurzlebigen Zerfallsprodukten von Radon herrührt, hier nicht beteiligt ist. Dieses Problem ist so wichtig, dass es im vorherigen Abschnitt ( Terrestrische Strahlung ) separat behandelt wurde .

Infolgedessen schätzt der UNSCEAR 2000-Bericht eine jährliche effektive Dosis von 0,12 mSv , die aus der internen Exposition durch Isotope der Uran- und Thoriumreihen resultiert. Der Hauptverursacher dieser Dosis ist Po-210 . Es ist zu beachten, dass Polonium-210, das Zerfallsprodukt von Blei-210, ein 5,3-MeV-Alpha-Teilchen emittiert , das den größten Teil der äquivalenten Dosis liefert. Der Strahlungsgewichtungsfaktor für Alphastrahlung beträgt 20. Eine von Alphateilchen absorbierte Dosis von 1 mGy führt zu einer äquivalenten Dosis von 20 mSv.

Interne Dosen von Kohlenstoff-14 und Tritium werden im folgenden Artikel beschrieben: Kosmogene Radionuklide

Interne Strahlung – Ist es gefährlich?

Wir müssen betonen, dass das Essen von Bananen, das Arbeiten als Flugbesatzungsmitglied oder das Leben an Orten mit erhöht Ihre jährliche Dosisleistung. Das heißt aber nicht, dass es gefährlich sein muss.  In jedem Fall spielt auch die Intensität der Strahlung eine Rolle. Es ist sehr ähnlich wie bei Feuerwärme (weniger energetische Strahlung). Wenn Sie zu nahe sind, ist die Intensität der Wärmestrahlung hoch und Sie können sich verbrennen. Wenn Sie in der richtigen Entfernung sind, können Sie dort problemlos standhalten und es ist außerdem bequem. Wenn Sie zu weit von der Wärmequelle entfernt sind, kann Sie auch die Unzulänglichkeit der Wärme verletzen. Diese Analogie kann in gewissem Sinne auch auf Strahlung von Strahlungsquellen angewendet werden.

Bei  innerer  Strahlung handelt es sich in der Regel um sogenannte  „niedrige Dosen“ . Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen  Hintergrundstrahlung vergleichbar sind  ( 10 µSv  = durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund). Die Dosen sind sehr sehr niedrig und daher könnte die Wahrscheinlichkeit einer Krebsinduktion nahezu vernachlässigbar sein. Zweitens, und dies ist von entscheidender Bedeutung, muss noch die Wahrheit über die gesundheitlichen Auswirkungen von Strahlung mit niedriger Dosis herausgefunden werden. Es ist nicht genau bekannt, ob diese niedrigen Strahlungsdosen schädlich oder vorteilhaft sind (und wo die Schwelle liegt). Regierung und Aufsichtsbehörden gehen von einem  LNT-Modell  anstelle einer Schwelle oder  Hormese aus nicht weil es wissenschaftlich überzeugender ist, sondern weil es die  konservativere Schätzung ist . Das Problem dieses Modells ist, dass es eine Reihe von verteidigungsbiologischen Prozessen vernachlässigt   , die bei niedrigen Dosen entscheidend sein können  . Die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten ist sehr interessant und zeigt, dass kleine Strahlungsdosen bei niedriger Dosisrate  die Abwehrmechanismen stimulieren . Daher wird das LNT-Modell nicht allgemein akzeptiert, da einige eine adaptive Dosis-Wirkungs-Beziehung vorschlagen, bei der niedrige Dosen schützend und hohe Dosen schädlich sind. Viele Studien haben dem LNT-Modell widersprochen, und viele von ihnen haben eine adaptive Reaktion auf niedrig dosierte Strahlung gezeigt, was zu reduzierten Mutationen und Krebs führt. Dieses Phänomen ist bekannt als Strahlenhormese .

Strahlung ist überall um uns herum . In, um und über der Welt, in der wir leben. Es ist eine natürliche Energiekraft, die uns umgibt. Es ist ein Teil unserer natürlichen Welt, die seit der Geburt unseres Planeten hier ist. Alle Lebewesen waren und sind seit jeher  ionisierender Strahlung ausgesetzt . Ionisierende Strahlung wird durch  Kernreaktionen ,  Kernzerfall , durch sehr hohe Temperaturen oder durch Beschleunigung geladener Teilchen in elektromagnetischen Feldern erzeugt.

Kohlenasche – Flugasche als Strahlungsquelle

Laut UNSCEAR trägt die Stromerzeugung aus Kohle und dem gesamten Kohlekreislauf mehr als die Hälfte der gesamten Strahlungsdosis zur globalen Bevölkerung aus der Stromerzeugung bei. Diese Aussage wird vielen Lesern paradox erscheinen, da es nicht allgemein bekannt ist, dass nichtnukleare Energiequellen Strahlung in die Umwelt abgeben. Die Stromerzeugung aus Kohle schafft jedoch auch zusätzliche Risiken für die Öffentlichkeit. Selbst der Kernbrennstoffkreislauf setzt weniger Strahlung in die Umwelt frei als der Kohlekreislauf und jede andere wichtige Energiequelle.

Das Problem ist Kohle selbst und insbesondere Kohleasche ( Flugasche ). Kohle, ein brennbares schwarzes oder bräunlich-schwarzes Sedimentgestein, enthält einen erheblichen Anteil der radioaktiven Elemente Uran und Thorium . Laut UNSCEAR beträgt die durchschnittliche spezifische Aktivität von Uran-238 und Thorium-232 in Kohle im Allgemeinen etwa 20 Bq / kg (Bereich 5-300 Bq / kg). Eine Ausnahme bilden Kohlebergwerke in Freital, Deutschland, die Urankonzentrationen von 15000 Bq / kg Kohle aufweisen. Das Verbrennen von Kohle vergast seine organischen Materialien und konzentriert seine anorganischen Bestandteile in den verbleibenden Abfall, der als Flugasche bezeichnet wird . Rund 10%Kohle ist Flugasche. Flugasche ist gefährlich und giftig für Menschen und einige andere Lebewesen, und Flugasche enthält auch die radioaktiven Elemente Uran und Thorium, die um den Faktor 10 konzentriert sind . Hervorzuheben ist, dass selbst Flugasche keine gesundheitlichen Gefahren für die Bevölkerung birgt. Die Verwendung von Flugasche auf Deponien und im Straßenbau unterliegt einigen Einschränkungen. Die meisten Einschränkungen betreffen die Verwendung im Hochbau, wo es zu erhöhten Expositionen insbesondere durch Radon kommen kann . Auf jeden Fall wollen wir keine irrationale Angst vor der Bestrahlung durch Kohle verursachen. Das bedeutet nicht, dass es gefährlich sein muss. Bei Strahlung aus der StromerzeugungDie Dosen sind in der Regel sehr, sehr niedrig. Darüber hinaus können diese Ergebnisse nicht verwendet werden, um festzustellen, ob eine Form der Energieerzeugung einer anderen vorzuziehen ist.

Die kollektive Dosis, die sich aus dem Kohlekreislauf ergibt, ist:

• 670-1400 Mann Sv für Kohlekreislauf, abhängig vom Alter des Kraftwerks,

Unter Berücksichtigung der mit jeder Technologie im Jahr 2010 erzeugten Strommenge ergab der Kohlekreislauf die größte kollektive Dosis für die Weltbevölkerung und die Beschäftigten, gefolgt vom Kernbrennstoffkreislauf. Von den übrigen Technologien leisteten Geothermie und Erdgasverbrennung den zweitgrößten Beitrag.

Die normalisierte Kollektivdosis (pro Gigawatt und Jahr) beträgt:

• 0,7 – 1,4 Mann Sv / GW.a (Mann Sievert pro Gigawattjahr) für Kohlekreislauf

Spezielle Referenz: Quellen und Auswirkungen ionisierender Strahlung, UNSCEAR 2016 – Anhang B. New York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

In den folgenden Punkten versuchen wir, Bereiche der Strahlenexposition aus der Stromerzeugung zusammen mit Dosen aus auszudrücken, die aus verschiedenen Quellen bezogen werden können.

• 05 µSv – Neben jemandem schlafen
• 09 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 30 Meilen um ein Kernkraftwerk leben
• 1 µSv – Eine Banane essen
• 3 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 80 km um ein Kohlekraftwerk leben
• 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund

Die oben genannten Dosen beziehen sich auf die Exposition der Öffentlichkeit. Wenn wir die berufliche Exposition in Bezug auf den Kohlebergbau und Flugaschevorkommen berücksichtigen , ist die Gesamtdosis insbesondere für Bergarbeiter höher . Bergleute als Gruppe erhalten die größte kollektive Strahlungsdosis durch verstärkte Exposition gegenüber natürlich vorkommenden Radionukliden.

Beachten Sie, dass die kollektive effektive Dosis häufig verwendet wird, um die gesamten gesundheitlichen Auswirkungen abzuschätzen. Laut ICRP sollte dies jedoch vermieden werden (siehe mehr: Kollektive Dosis ).

Strahlung ist überall um uns herum . In, um und über der Welt, in der wir leben. Es ist eine natürliche Energiekraft, die uns umgibt. Es ist ein Teil unserer natürlichen Welt, die seit der Geburt unseres Planeten hier ist. Alle Lebewesen waren und sind seit jeher  ionisierender Strahlung ausgesetzt . Ionisierende Strahlung wird durch  Kernreaktionen ,  Kernzerfall , durch sehr hohe Temperaturen oder durch Beschleunigung geladener Teilchen in elektromagnetischen Feldern erzeugt.

Strahlenexposition aus dem Kohlekreislauf

Die Öffentlichkeit ist auch der Strahlung sogenannter “ verstärkter Quellen von natürlich vorkommendem radioaktivem Material “ ausgesetzt . Dies bedeutet auch, dass Industrien wie der Metallabbau , der Kohleabbau und die Stromerzeugung aus Kohle durch die Verdichtung von natürlich vorkommenden Radionukliden zusätzliche Risiken verursachen. Kohle ist heute die vorherrschende Energiequelle für die Stromerzeugung. Kohlekreislauf ist eine Prozesskette, die aus einer Reihe unterschiedlicher Stufen besteht. Für den Kohlekreislauf umfasst der Lebenszyklus:

• Kohle abbauen,
• Kraftwerksbetrieb,
• Kohlenascheablagerungen.

Laut UNSCEAR trägt die Stromerzeugung aus Kohle und dem gesamten Kohlekreislauf mehr als die Hälfte der gesamten Strahlungsdosis zur globalen Bevölkerung aus der Stromerzeugung bei. Diese Aussage wird vielen Lesern paradox erscheinen, da es nicht allgemein bekannt ist, dass nichtnukleare Energiequellen Strahlung in die Umwelt abgeben. Die Stromerzeugung aus Kohle schafft jedoch auch zusätzliche Risiken für die Öffentlichkeit. Selbst der Kernbrennstoffkreislauf setzt weniger Strahlung in die Umwelt frei als der Kohlekreislauf und jede andere wichtige Energiequelle.

Das Problem ist Kohle selbst und insbesondere Kohleasche ( Flugasche ). Kohle, ein brennbares schwarzes oder bräunlich-schwarzes Sedimentgestein, enthält einen erheblichen Anteil der radioaktiven Elemente Uran und Thorium . Laut UNSCEAR beträgt die durchschnittliche spezifische Aktivität von Uran-238 und Thorium-232 in Kohle im Allgemeinen etwa 20 Bq / kg (Bereich 5-300 Bq / kg). Eine Ausnahme bilden Kohlebergwerke in Freital, Deutschland, die Urankonzentrationen von 15000 Bq / kg Kohle aufweisen. Das Verbrennen von Kohle vergast seine organischen Materialien und konzentriert seine anorganischen Bestandteile in den verbleibenden Abfall, der als Flugasche bezeichnet wird . Rund 10%Kohle ist Flugasche. Flugasche ist gefährlich und giftig für Menschen und einige andere Lebewesen, und Flugasche enthält auch die radioaktiven Elemente Uran und Thorium, die um den Faktor 10 konzentriert sind . Hervorzuheben ist, dass selbst Flugasche keine gesundheitlichen Gefahren für die Bevölkerung birgt. Die Verwendung von Flugasche auf Deponien und im Straßenbau unterliegt einigen Einschränkungen. Die meisten Einschränkungen betreffen die Verwendung im Hochbau, wo es zu erhöhten Expositionen insbesondere durch Radon kommen kann . Auf jeden Fall wollen wir keine irrationale Angst vor der Bestrahlung durch Kohle verursachen. Das bedeutet nicht, dass es gefährlich sein muss. Bei Strahlung aus der StromerzeugungDie Dosen sind in der Regel sehr, sehr niedrig. Darüber hinaus können diese Ergebnisse nicht verwendet werden, um festzustellen, ob eine Form der Energieerzeugung einer anderen vorzuziehen ist.

Die kollektive Dosis, die sich aus dem Kohlekreislauf ergibt, ist:

• 670-1400 Mann Sv für Kohlekreislauf , abhängig vom Alter des Kraftwerks,

Unter Berücksichtigung der mit jeder Technologie im Jahr 2010 erzeugten Strommenge ergab der Kohlekreislauf die größte kollektive Dosis für die Weltbevölkerung und die Beschäftigten, gefolgt vom Kernbrennstoffkreislauf. Von den übrigen Technologien leisteten Geothermie und Erdgasverbrennung den zweitgrößten Beitrag.

Die normalisierte Kollektivdosis (pro Gigawatt und Jahr) beträgt:

• 0,7 – 1,4 Mann Sv / GW.a (Mann Sievert pro Gigawattjahr) für Kohlekreislauf

Besondere Referenz: Quellen und Auswirkungen ionisierender Strahlung, UNSCEAR 2016 – Anhang B. New York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

In den folgenden Punkten versuchen wir, Bereiche der Strahlenexposition aus der Stromerzeugung zusammen mit Dosen aus auszudrücken, die aus verschiedenen Quellen bezogen werden können.

• 05 µSv – Neben jemandem schlafen
• 09 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 30 Meilen um ein Kernkraftwerk leben
• 1 µSv – Eine Banane essen
• 3 µSv – Ein Jahr lang in einem Umkreis von 80 km um ein Kohlekraftwerk leben
• 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund

Die oben genannten Dosen beziehen sich auf die Exposition der Öffentlichkeit. Wenn wir die berufliche Exposition in Bezug auf den Kohlebergbau und Flugaschevorkommen berücksichtigen , ist die Gesamtdosis insbesondere für Bergarbeiter höher . Bergleute als Gruppe erhalten die größte kollektive Strahlungsdosis durch verstärkte Exposition gegenüber natürlich vorkommenden Radionukliden.

Beachten Sie, dass die kollektive effektive Dosis häufig verwendet wird, um die gesamten gesundheitlichen Auswirkungen abzuschätzen. Laut ICRP sollte dies jedoch vermieden werden (siehe mehr: Kollektive Dosis ).

Bei der Strahlentherapie besteht das Ziel der Behandlung darin, eine sehr hohe Dosis an den Tumor abzugeben, jedoch so wenig wie möglich an das umgebende gesunde Gewebe. In diesem Fall sprechen wir nicht über niedrige Dosen. Unter Verwendung von Strahlen von hochenergetischen Gammastrahlen von Cobalt-60 oder von Beschleunigern wird eine lokalisierte hohe Strahlungsdosis an den Tumor abgegeben, und diese Strahlung neigt dazu, Tumorzellen abzutöten. Die in der Photonenstrahlentherapie verwendete Strahlungsmenge wird in Grautönen (Gy) gemessen und variiert je nach Art und Stadium des behandelten Krebses.

In kurativen Fällen reicht die typische Dosis für einen soliden Epitheltumor von 60 bis 80 Gy (lokal), während Lymphome mit 20 bis 40 Gy behandelt werden. Beachten Sie, dass dies nicht die wirksame Dosis ist. Ein graues ist Einheit absorbierten Dosis , die als die Menge an Energie , die durch ionisierende Strahlung in einem Tumor abgelagerten definiert ist.

Die Nuklearmedizin ist eine medizinische Wissenschaft, in der radioaktive Substanzen zu Diagnose- und Behandlungszwecken eingesetzt werden. In der Nuklearmedizin werden sehr geringe Mengen radioaktiver Stoffe, sogenannte Radiotracer, verwendet , die intern beispielsweise intravenös oder oral eingenommen werden. Externe Detektoren (Gammakameras) erfassen und bilden dann Bilder aus der von den Radiotracern emittierten Strahlung. Manchmal kann das radioaktive Medikament in der Behandlung selbst verwendet werden: Ein Beispiel ist die Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen mit I-131. Die nuklearmedizinische Bildgebung unterscheidet sich von einer diagnostischen Röntgenaufnahme, bei der externe Strahlung durch den Körper geleitet wird, um ein Bild zu erzeugen. Es enthält auch eindeutige Informationen, die mit anderen Bildgebungsverfahren häufig nicht abgerufen werden können.

Die durchschnittliche effektive Dosis für die meisten nuklearmedizinischen Verfahren liegt zwischen 0,3 und 20 mSv . Der gewöhnliche Knochenscan mit 600 MBq Technetium-99m hat eine effektive Dosis von ungefähr 3,5 mSv. Diese Dosen können mit der durchschnittlichen effektiven Jahresdosis aus Hintergrundstrahlung von etwa 3 mSv verglichen werden.

In den folgenden Punkten versuchen wir, enorme Bereiche der Strahlenexposition sowie einige Dosen aus medizinischen Quellen auszudrücken.

• 1 µSv – Eine Banane essen
• 1 µSv – Extremität (Hand, Fuß usw.) Röntgen
• 5 µSv – Zahnröntgen
• 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund
• 40 µSv – Ein 5-stündiger Flugzeugflug
• 100 µSv – Röntgenaufnahme der Brust
• 600 µSv – Mammographie
• 1 000 µSv – Dosisgrenze für einzelne Mitglieder der Öffentlichkeit, effektive Gesamtdosis pro Jahr
• 3 650 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund
• 5 800 µSv – Brust-CT-Scan
• 10 000 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund in Ramsar, Iran
• 20 000 µSv – Einzel-Ganzkörper-CT
• 80 000 µSv – Die jährliche lokale Dosis für lokalisierte Stellen an den Gabelungen segmentaler Bronchien in der Lunge, die durch das Rauchen von Zigaretten verursacht werden (1,5 Packungen / Tag).
• 175 000 µSv – Jährliche Dosis natürlicher Strahlung an einem Monazitstrand in der Nähe von Guarapari, Brasilien.
• 5 000 000 µSv – Dosis, die einen Menschen mit einem 50% igen Risiko innerhalb von 30 Tagen tötet (LD50 / 30), wenn die Dosis über einen sehr kurzen Zeitraum verabreicht wird .

Wie zu sehen ist, sind niedrige Dosen im Alltag üblich.

Diagnostische Röntgenstrahlen verwenden eine sehr geringe Dosis ionisierender Strahlung, um Bilder des Körperinneren zu erzeugen. Diagnostische Röntgenuntersuchungen machen etwa 90% der Strahlendosis aus, die die Bevölkerung aus medizinischen Quellen erhält. Röntgenaufnahmen der Brust (etwa 100 µSv ) sind die häufigsten und machen etwa 25% aller Röntgenuntersuchungen aus, gefolgt von Röntgenaufnahmen von Schulter, Becken und Gliedmaßen (weitere 25%) und Röntgenaufnahmen von Zähnen ( 10%). Beachten Sie, dass es keinen direkten Nachweis dafür gibt, dass Strahlung bei den Expositionswerten, die bei diagnostischen radiologischen Untersuchungen auftreten, jemals Schäden verursacht.

Röntgenstrahlen gehören zur sogenannten Low-LET-Strahlung . Es wurde festgestellt, dass die biologischen Auswirkungen von Strahlung mit dem linearen Energietransfer (LET) zunehmen . Kurz gesagt, der biologische Schaden durch Strahlung mit hohem LET ( Alphateilchen , Protonen oder Neutronen ) ist viel größer als der durch Strahlung mit niedrigem LET ( Gammastrahlen , Röntgenstrahlen)). Dies liegt daran, dass das lebende Gewebe Schäden durch Strahlung, die sich über eine große Fläche ausbreitet, leichter reparieren kann als solche, die sich auf eine kleine Fläche konzentriert. Natürlich kann Röntgenstrahlung bei sehr hoher Exposition das Gewebe noch stark schädigen.

In den folgenden Punkten versuchen wir, enorme Bereiche der Strahlenexposition sowie einige Dosen aus medizinischen Quellen auszudrücken.

• 1 µSv – Eine Banane essen
• 1 µSv – Extremität (Hand, Fuß usw.) Röntgen
• 5 µSv – Zahnröntgen
• 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund
• 40 µSv – Ein 5-stündiger Flugzeugflug
• 100 µSv – Röntgenaufnahme der Brust
• 600 µSv – Mammographie
• 1 000 µSv – Dosisgrenze für einzelne Mitglieder der Öffentlichkeit, effektive Gesamtdosis pro Jahr
• 3 650 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund
• 5 800 µSv – Brust-CT-Scan
• 10 000 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund in Ramsar, Iran
• 20 000 µSv – Einzel-Ganzkörper-CT
• 80 000 µSv – Die jährliche lokale Dosis für lokalisierte Stellen an den Gabelungen segmentaler Bronchien in der Lunge, die durch das Rauchen von Zigaretten verursacht werden (1,5 Packungen / Tag).
• 175 000 µSv – Jährliche Dosis natürlicher Strahlung an einem Monazitstrand in der Nähe von Guarapari, Brasilien.
• 5 000 000 µSv – Dosis, die einen Menschen mit einem 50% igen Risiko innerhalb von 30 Tagen tötet (LD50 / 30), wenn die Dosis über einen sehr kurzen Zeitraum verabreicht wird .

Wie zu sehen ist, sind niedrige Dosen im Alltag üblich.

Im Allgemeinen ist die Strahlenexposition bei medizinischen diagnostischen Untersuchungen gering (insbesondere bei diagnostischen Anwendungen). Die Dosen können auch hoch sein (nur für therapeutische Zwecke), müssen jedoch in jedem Fall immer durch die Vorteile einer genauen Diagnose möglicher Krankheitszustände oder durch die Vorteile einer genauen Behandlung gerechtfertigt sein. Diese Dosen umfassen Beiträge aus der medizinischen und zahnärztlichen Radiologie (diagnostische Röntgenstrahlen), der klinischen Nuklearmedizin und der Strahlentherapie.

Die medizinische Verwendung ionisierender Strahlung bleibt ein sich schnell änderndes Feld. In jedem Fall muss die Nützlichkeit ionisierender Strahlung mit ihren Gefahren in Einklang gebracht werden. Heutzutage wurde ein Kompromiss gefunden und die meisten Anwendungen der Strahlung werden optimiert. Es ist heutzutage fast unglaublich, dass Röntgenstrahlen einmal verwendet wurden, um das richtige Paar Schuhe zu finden (z. B. Schuhputz-Durchleuchtung). In den letzten Jahren durchgeführte Messungen zeigen, dass die Fußdosen bei einer Exposition von 20 Sekunden im Bereich von 0,07 bis 0,14 Gy lagen. Diese Praxis wurde eingestellt, als die Risiken ionisierender Strahlung besser verstanden wurden.

In den folgenden Punkten versuchen wir, enorme Bereiche der Strahlenexposition sowie einige Dosen aus medizinischen Quellen auszudrücken.

• 1 µSv – Eine Banane essen
• 1 µSv – Extremität (Hand, Fuß usw.) Röntgen
• 5 µSv – Zahnröntgen
• 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund
• 40 µSv – Ein 5-stündiger Flugzeugflug
• 100 µSv – Röntgenaufnahme der Brust
• 600 µSv – Mammographie
• 1 000 µSv – Dosisgrenze für einzelne Mitglieder der Öffentlichkeit, effektive Gesamtdosis pro Jahr
• 3 650 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund
• 5 800 µSv – Brust-CT-Scan
• 10 000 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund in Ramsar, Iran
• 20 000 µSv – Einzel-Ganzkörper-CT
• 80 000 µSv – Die jährliche lokale Dosis für lokalisierte Stellen an den Gabelungen segmentaler Bronchien in der Lunge, die durch das Rauchen von Zigaretten verursacht werden (1,5 Packungen / Tag).
• 175 000 µSv – Jährliche Dosis natürlicher Strahlung an einem Monazitstrand in der Nähe von Guarapari, Brasilien.
• 5 000 000 µSv – Dosis, die einen Menschen mit einem 50% igen Risiko innerhalb von 30 Tagen tötet (LD50 / 30), wenn die Dosis über einen sehr kurzen Zeitraum verabreicht wird .

Wie zu sehen ist, sind niedrige Dosen im Alltag üblich.

Gesundheitliche Auswirkungen medizinischer Expositionen

Die medizinische Verwendung ionisierender Strahlung bleibt ein sich schnell änderndes Feld. In jedem Fall muss die Nützlichkeit ionisierender Strahlung mit ihren Gefahren in Einklang gebracht werden. Heutzutage wurde ein Kompromiss gefunden und die meisten Strahlungsanwendungen werden optimiert. Wir müssen betonen, dass das Essen von Bananen, das Arbeiten als Flugbesatzungsmitglied oder das Leben an Orten mit auch Ihre jährliche Dosis erhöhen. Einige medizinische Behandlungen und diagnostische Untersuchungen verursachen auch Strahlendosen. Das heißt aber nicht, dass es gefährlich sein muss.In jedem Fall spielt auch die Intensität der Strahlung eine Rolle. Es ist sehr ähnlich wie bei Feuerwärme (weniger energetische Strahlung). Wenn Sie zu nahe sind, ist die Intensität der Wärmestrahlung hoch und Sie können sich verbrennen. Wenn Sie in der richtigen Entfernung sind, können Sie dort problemlos standhalten und es ist außerdem bequem. Wenn Sie zu weit von der Wärmequelle entfernt sind, kann Sie auch die Unzulänglichkeit der Wärme verletzen. Diese Analogie kann in gewissem Sinne auch auf Strahlung von Strahlungsquellen angewendet werden.

In einigen Fällen von medizinischer Exposition sprechen wir (mit Ausnahme der Strahlentherapie) von sogenannten „niedrigen Dosen“ . Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen Hintergrundstrahlung vergleichbar sind ( 10 µSv = durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund). Die Dosen sind sehr sehr niedrig und daher könnte die Wahrscheinlichkeit einer Krebsinduktion nahezu vernachlässigbar sein. Zweitens, und dies ist von entscheidender Bedeutung, muss noch die Wahrheit über die gesundheitlichen Auswirkungen von Strahlung mit niedriger Dosis herausgefunden werden. Es ist nicht genau bekannt, ob diese niedrigen Strahlungsdosen schädlich oder vorteilhaft sind (und wo die Schwelle liegt). Regierung und Aufsichtsbehörden gehen von einem LNT-Modell anstelle einer Schwelle oder Hormese ausnicht weil es wissenschaftlich überzeugender ist, sondern weil es die konservativere Schätzung ist . Das Problem dieses Modells ist, dass es eine Reihe von verteidigungsbiologischen Prozessen vernachlässigt , die bei niedrigen Dosen entscheidend sein können . Die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten ist sehr interessant und zeigt, dass kleine Strahlungsdosen bei niedriger Dosisrate die Abwehrmechanismen stimulieren . Daher wird das LNT-Modell nicht allgemein akzeptiert, da einige eine adaptive Dosis-Wirkungs-Beziehung vorschlagen, bei der niedrige Dosen schützend und hohe Dosen schädlich sind. Viele Studien haben dem LNT-Modell widersprochen, und viele von ihnen haben eine adaptive Reaktion auf niedrig dosierte Strahlung gezeigt, was zu reduzierten Mutationen und Krebs führt. Dieses Phänomen ist bekannt als Strahlenhormese .