Strahlendosimetrie

Kosmische Strahlung

Kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von kosmischen Strahlen , die von der Sonne oder aus dem Weltraum kommen. Die Erde wurde schon immer von energiereichen Partikeln aus dem Weltraum bombardiert, die in der unteren Atmosphäre Sekundärpartikelschauer erzeugen. Geladene Teilchen (insbesondere hochenergetische Protonen) von der Sonne und dem Weltraum Interact mit der Atmosphäre der Erde und eine Magnetfeld zu erzeugen , Dusche von Strahlung (dh Luftdusche), typischerweise Beta und Gammastrahlung . Wenn Sie in höheren Lagen leben oder ein häufiger Fluggast sind, kann diese Exposition erheblich höher sein, da die Atmosphäre hier dünner ist. Die Auswirkungen des Erdmagnetfeldesbestimmt auch die Dosis aus der kosmischen Strahlung .

Zusammensetzung der kosmischen Strahlung

Die primäre kosmische Strahlung besteht aus einer Mischung von hochenergetischen Protonen (~ 87%), Alpha-Teilchen (~ 11%), hochenergetischen Elektronen (~ 1%) und einer Spur schwererer Kerne (~ 1%). Die Energie dieser Partikel liegt zwischen 10 ⁸ eV und 10 ²⁰ eV. Ein sehr kleiner Anteil sind stabile Antimaterieteilchen wie Positronen oder Antiprotonen . Die genaue Natur dieser verbleibenden Fraktion ist ein Bereich der aktiven Forschung.

In der Folge entstehen durch Wechselwirkungen zwischen Primärpartikeln und der Erdatmosphäre eine Vielzahl von Sekundärpartikeln , insbesondere Neutronen und geladene Pionen . Da es sich bei Pionen um kurzlebige subatomare Partikel handelt, entstehen beim anschließenden Zerfall der Pionen hochenergetische Myonen .

Klassifikation der kosmischen Strahlung

Die kosmische Strahlung kann nach ihrem Ursprung in verschiedene Arten unterteilt werden. Es gibt drei Hauptquellen für solche Strahlung:

• Solare kosmische Strahlung . Solare kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von hochenergetischen Partikeln (vorwiegend Protonen), die von der Sonne emittiert werden, hauptsächlich bei solaren Partikelereignissen (SPEs).
• Galaktische kosmische Strahlung . Galaktische kosmische Strahlung, GCR, bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von energiereichen Partikeln, die außerhalb des Sonnensystems, aber im Allgemeinen aus unserer Milchstraßengalaxie stammen.
• Strahlung von den Strahlungsgürteln der Erde ( van Allen-Gürtel ). Van-Allen-Strahlungsgürtel sind Zonen hochenergetischer Teilchen (insbesondere Protonen), die vom Erdmagnetfeld eingeschlossen werden.

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.

Kosmische Strahlung

Kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von kosmischen Strahlen , die von der Sonne oder aus dem Weltraum kommen. Die Erde wurde schon immer von energiereichen Partikeln aus dem Weltraum bombardiert, die in der unteren Atmosphäre Sekundärpartikelschauer erzeugen. Geladene Teilchen (insbesondere hochenergetische Protonen) von der Sonne und dem Weltraum Interact mit der Atmosphäre der Erde und eine Magnetfeld zu erzeugen , Dusche von Strahlung (dh Luftdusche), typischerweise Beta und Gammastrahlung . Wenn Sie in höheren Lagen leben oder ein häufiger Fluggast sind, kann diese Exposition erheblich höher sein, da die Atmosphäre hier dünner ist. Die Auswirkungen des Erdmagnetfeldesbestimmt auch die Dosis aus der kosmischen Strahlung .

Dosisleistung am Boden

Die primäre kosmische Strahlung besteht aus einer Mischung von hochenergetischen Protonen (~ 87%), Alpha-Teilchen (~ 11%), hochenergetischen Elektronen (~ 1%) und einer Spur schwererer Kerne (~ 1%). Die Energie dieser Partikel liegt zwischen 10 ⁸ eV und 10 ²⁰ eV. Ein sehr kleiner Anteil sind stabile Antimaterieteilchen wie Positronen oder Antiprotonen . Die genaue Natur dieser verbleibenden Fraktion ist ein Bereich der aktiven Forschung.

In der Folge entstehen durch Wechselwirkungen zwischen Primärpartikeln und der Erdatmosphäre eine Vielzahl von Sekundärpartikeln , insbesondere Neutronen und geladene Pionen . Da es sich bei Pionen um kurzlebige subatomare Partikel handelt, entstehen beim anschließenden Zerfall der Pionen hochenergetische Myonen . In Bodennähe tragen die Myonen mit Energien, die meist zwischen 1 und 20 GeV liegen, etwa 75% zur absorbierten Dosisrate in freier Luft bei. Der Rest stammt von Elektronen, die von den Myonen erzeugt werden oder in der elektromagnetischen Kaskade vorhanden sind. Die jährliche Dosis der kosmischen Strahlung auf Meereshöhe beträgt etwa 0,27 mSv (27 mrem).

Dosisleistung während des Fluges

Während des Fluges sind wir mehr kosmischer Strahlung ausgesetzt als am Boden. Bei der maximalen Flughöhe (8,8 km oder 29.000 ft) kann es ungefähr 2,0 μSv / h (oder noch höhere Werte) erreichen. Eine Dosisrate von 4 μSv / h kann verwendet werden, um die durchschnittliche Dosisrate für alle Langstreckenflüge (aufgrund höherer Flughöhen) darzustellen. Es muss hinzugefügt werden, dass für Überschallflugzeuge wie die Concorde, die in 3,5 Stunden einen Transatlantikflug durchführen könnten, die Expositionsrate (ca. 9 μSv / h ) in ihrer Höhe von 18 km genug erhöht wurde, um die gleiche Exposition durch kosmische Strahlung per zu erzielen Kreuzung wie bei herkömmlichen Jets, die sich in einer Entfernung von ca. 8 km bewegen.

Kosmische Strahlung – Ist es gefährlich?

Wir müssen betonen, dass das Essen von Bananen, das Arbeiten als Flugbesatzung oder das Leben an Orten mit einer höheren jährlichen Dosisrate verbunden ist. Das heißt aber nicht, dass es gefährlich sein muss. In jedem Fall ist auch die Strahlungsintensität von Bedeutung. Es ist sehr ähnlich wie bei der Hitze eines Feuers (weniger energiereiche Strahlung). Wenn Sie zu nah dran sind, ist die Intensität der Wärmestrahlung hoch und Sie können sich verbrennen. Wenn Sie in der richtigen Entfernung sind, können Sie dort problemlos bestehen und es ist außerdem bequem. Wenn Sie zu weit von der Wärmequelle entfernt sind, kann Ihnen auch die unzureichende Wärme schaden. Diese Analogie kann in gewissem Sinne auch auf Strahlung von Strahlungsquellen angewendet werden.

Bei der Bestrahlung mit Bananen sprechen wir von so genannten „niedrigen Dosen“ . Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen Hintergrundstrahlung vergleichbar sind ( 10 µSv = durchschnittliche Tagesdosis, die vom natürlichen Hintergrund erhalten wird). Die Dosen sind sehr sehr niedrig und daher könnte die Wahrscheinlichkeit einer Krebsentstehung nahezu vernachlässigbar sein. Zweitens, und dies ist von entscheidender Bedeutung, muss noch die Wahrheit über die gesundheitlichen Auswirkungen niedrig dosierter Strahlen gefunden 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 einer 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 von entscheidender Bedeutung sein können . Die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten ist sehr interessant und zeigt, dass geringe Strahlendosen 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 diesen haben eine adaptive Reaktion auf Strahlung mit niedriger Dosis gezeigt, die zu reduzierten Mutationen und Krebserkrankungen führt. Dieses Phänomen ist bekannt alsnStrahlungshormese .

Während des Fluges sind wir mehr kosmischer Strahlung ausgesetzt als am Boden. Kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von kosmischen Strahlen , die von der Sonne oder aus dem Weltraum kommen. Die primäre kosmische Strahlung besteht aus einer Mischung von hochenergetischen Protonen (~ 87%), Alpha-Teilchen (~ 11%), hochenergetischen Elektronen (~ 1%) und einer Spur schwererer Kerne (~ 1%).

Die Dosisleistung der kosmischen Strahlung variiert in verschiedenen Teilen der Welt und hängt stark vom Erdmagnetfeld , der Höhe und dem Sonnenzyklus ab . Die Exposition gegenüber kosmischer Strahlung nimmt mit der Höhe rasch zu. Im Flug sind zwei Hauptquellen natürlicher Strahlung zu berücksichtigen: Galaktische kosmische Strahlen, die immer vorhanden sind, und Sonnenprotonenereignisse , manchmal auch als solare kosmische Strahlen (SCR) bezeichnet, die sporadisch auftreten. Die Dosisleistung der kosmischen Strahlung variiert in verschiedenen Teilen der Welt und hängt stark vom Erdmagnetfeld, der Höhe und dem Sonnenzyklus ab. Das Strahlungsfeld in Flugzeughöhen besteht aus Neutronen, Protonen und Pionen. Im Flug,Neutronen tragen je nach Erdmagnetfeld, Höhe und Sonnenzyklus 40 – 80% zur Äquivalentdosis bei . Die Dosisleistung für kosmische Strahlung in Flugzeugen ist so hoch (aber nicht gefährlich), dass laut UNSCEAR 2000-Bericht der Vereinten Nationen Flugpersonal im Durchschnitt mehr Dosisleistung erhält als jeder andere Arbeitnehmer, auch in Kernkraftwerken.

Die Bodendosisleistung beträgt im Durchschnitt etwa 0,10 μSv / h, kann jedoch bei der maximalen Flughöhe (8,8 km oder 29.000 ft) etwa 2,0 μSv / h (oder noch höhere Werte) erreichen. Eine Dosisrate von 4 μSv / h kann verwendet werden, um die durchschnittliche Dosisrate für alle Langstreckenflüge (aufgrund höherer Flughöhen) darzustellen. Es muss hinzugefügt werden, dass für Überschallflugzeuge wie die Concorde, die in 3,5 Stunden einen Transatlantikflug durchführen könnten, die Expositionsrate (ca. 9 μSv / h ) in ihrer Höhe von 18 km genug erhöht wurde, um die gleiche Exposition durch kosmische Strahlung per zu erzielen Kreuzung wie bei herkömmlichen Jets, die sich in einer Entfernung von ca. 8 km bewegen.

Abschirmung der kosmischen Strahlung

Das Erdmagnetfeld bildet einen lebenswichtigen Strahlungsschild der kosmischen Strahlung. Während des Fluges Abschirmung durch  das Erdmagnetfeld ist viel wichtiger als im Erdgeschoss, da im Erdgeschoss auch die Atmosphäre dazu beiträgt. Daher haben wir das große Glück, dass die Erde neben einer Schutzatmosphäre auch ein magnetisches Feld hat. Das Magnetfeld erstreckt sich über mehrere Zehntausend Kilometer in den Weltraum und schützt die Erde vor den geladenen Partikeln des Sonnenwinds und vor kosmischen Strahlen, die sonst die obere Atmosphäre zerstören würden, einschließlich der Ozonschicht, die die Erde vor schädlicher ultravioletter Strahlung schützt. Es schützt uns vor den vollen Auswirkungen des Sonnenwinds und der GCR. Ohne diesen Schutz könnte die Biosphäre der Erde nicht so existieren wie heute oder wäre zumindest auf den Untergrund beschränkt. Das Erdmagnetfeld ist auch ein Strahlungsschild für Astronauten und die ISS selbst, da es sich in einer niedrigen Erdumlaufbahn befindet.

Berechnungen des Kohlendioxidverlusts aus der Marsatmosphäre, der durch das Abfangen von Ionen durch den Sonnenwind verursacht wurde, deuten darauf hin, dass die Dissipation des Magnetfelds des Mars einen nahezu vollständigen Verlust seiner Atmosphäre verursachte.

Strahlung im Flug – Ist es gefährlich?

Wir müssen betonen, dass das Essen von Bananen, das Arbeiten als Flugbesatzung oder das Leben an Orten mit einer höheren jährlichen Dosisrate verbunden ist. Das heißt aber nicht, dass es gefährlich sein muss. In jedem Fall ist auch die Strahlungsintensität von Bedeutung. Es ist sehr ähnlich wie bei der Hitze eines Feuers (weniger energiereiche Strahlung). Wenn Sie zu nah dran sind, ist die Intensität der Wärmestrahlung hoch und Sie können sich verbrennen. Wenn Sie in der richtigen Entfernung sind, können Sie dort problemlos bestehen und es ist außerdem bequem. Wenn Sie zu weit von der Wärmequelle entfernt sind, kann Ihnen auch die unzureichende Wärme schaden. Diese Analogie kann in gewissem Sinne auch auf Strahlung von Strahlungsquellen angewendet werden.

Bei Bestrahlung im Flug spricht man von so genannten „niedrigen Dosen“ . Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen Hintergrundstrahlung vergleichbar sind ( 10 µSv = durchschnittliche Tagesdosis, die vom natürlichen Hintergrund erhalten wird). Die Dosen sind sehr sehr niedrig und daher könnte die Wahrscheinlichkeit einer Krebsentstehung nahezu vernachlässigbar sein. Zweitens, und dies ist von entscheidender Bedeutung, muss noch die Wahrheit über die gesundheitlichen Auswirkungen niedrig dosierter Strahlen gefunden 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 einer 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 von entscheidender Bedeutung sein können . Die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten ist sehr interessant und zeigt, dass geringe Strahlendosen 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 diesen haben eine adaptive Reaktion auf Strahlung mit niedriger Dosis gezeigt, die zu reduzierten Mutationen und Krebserkrankungen führt. Dieses Phänomen ist bekannt als Strahlungshormese .

Kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von kosmischen Strahlen , die von der Sonne oder aus dem Weltraum kommen. Die Erde wurde schon immer von energiereichen Partikeln aus dem Weltraum bombardiert, die in der unteren Atmosphäre Sekundärpartikelschauer erzeugen. Geladene Teilchen (insbesondere hochenergetische Protonen) von der Sonne und dem Weltraum Interact mit der Atmosphäre der Erde und eine Magnetfeld zu erzeugen , Dusche von Strahlung (dh Luftdusche), typischerweise Beta und Gammastrahlung . Wenn Sie in höheren Lagen leben oder ein häufiger Fluggast sind, kann diese Exposition erheblich höher sein, da die Atmosphäre hier dünner ist. Die Auswirkungen des Erdmagnetfeldesbestimmt auch die Dosis aus der kosmischen Strahlung .

In Bodennähe tragen die Myonen mit Energien, die meist zwischen 1 und 20 GeV liegen, etwa 75% zur absorbierten Dosisrate in freier Luft bei. Der Rest stammt von Elektronen, die von den Myonen erzeugt werden oder in der elektromagnetischen Kaskade vorhanden sind. Die jährliche Dosis der kosmischen Strahlung auf Meereshöhe beträgt etwa 0,27 mSv (27 mrem).

Zusammensetzung der kosmischen Strahlung

Die primäre kosmische Strahlung besteht aus einer Mischung von hochenergetischen Protonen (~ 87%), Alpha-Teilchen (~ 11%), hochenergetischen Elektronen (~ 1%) und einer Spur schwererer Kerne (~ 1%). Die Energie dieser Partikel liegt zwischen 10 ⁸ eV und 10 ²⁰ eV. Ein sehr kleiner Anteil sind stabile Antimaterieteilchen wie Positronen oder Antiprotonen . Die genaue Natur dieser verbleibenden Fraktion ist ein Bereich der aktiven Forschung.

In der Folge entstehen durch Wechselwirkungen zwischen Primärpartikeln und der Erdatmosphäre eine Vielzahl von Sekundärpartikeln , insbesondere Neutronen und geladene Pionen . Da es sich bei Pionen um kurzlebige subatomare Partikel handelt, entstehen beim anschließenden Zerfall der Pionen hochenergetische Myonen . In Bodennähe tragen die Myonen mit Energien, die meist zwischen 1 und 20 GeV liegen, etwa 75% zur absorbierten Dosisrate in freier Luft bei. Die Dosisleistung der kosmischen Strahlung variiert in verschiedenen Teilen der Welt und hängt stark vom Erdmagnetfeld , der Höhe und dem Sonnenzyklus ab. Die Dosisleistung für kosmische Strahlung in Flugzeugen ist so hoch, dass laut UNSCEAR 2000-Bericht der Vereinten Nationen Flugpersonal im Durchschnitt mehr Dosisleistung erhält als jeder andere Arbeitnehmer, auch in Kernkraftwerken.

Wir müssen auch die Neutronen in Bodennähe einbeziehen. Kosmische Strahlung interagiert mit Kernen in der Atmosphäre und erzeugt auch energiereiche Neutronen . Laut UNSCEAR beträgt die Fluenz von Neutronen 0,0123 cm ^–2 s ^–1 auf Meereshöhe bei einem geomagnetischen Breitengrad von 45 N. Basierend auf diesen Angaben wird die effektive jährliche Dosis von Neutronen auf Meereshöhe und bei einem Breitengrad von 50 Grad auf 0,08 mSv geschätzt (8 mrem). Bemerkenswerterweise ist der Neutronenfluss in der Nähe größerer schwerer Objekte, z. B. von Gebäuden oder Schiffen, höher. Dieser Effekt wird als „kosmisch strahleninduzierte Neutronensignatur“ oder “ Schiffseffekt “ bezeichnet“, Wie es erstmals bei Schiffen auf See festgestellt wurde. Kosmische Strahlen erzeugen Schauer in der Atmosphäre, die ein breites Spektrum an sekundären Neutronen, Myonen und Protonen umfassen. Die sekundären Neutronen können sehr energiereich sein und in bodennahen Materialien Abplatzungen hervorrufen. In der Nähe größerer schwererer Objekte werden diese bei Spallationsereignissen erzeugten Mehrfachneutronen daher als „Schiffseffekt“ -Neutronen bezeichnet .

Dosisleistung im Flugzeug – Strahlung im Flug

Die Exposition gegenüber kosmischer Strahlung nimmt mit der Höhe rasch zu. Im Flug sind zwei Hauptquellen natürlicher Strahlung zu berücksichtigen: Galaktische kosmische Strahlen, die immer vorhanden sind, und Sonnenprotonenereignisse, manchmal auch als solare kosmische Strahlen (SCR) bezeichnet, die sporadisch auftreten. Die Dosisleistung der kosmischen Strahlung variiert in verschiedenen Teilen der Welt und hängt stark vom Erdmagnetfeld, der Höhe und dem Sonnenzyklus ab. Das Strahlungsfeld in Flugzeughöhen besteht aus Neutronen, Protonen und Pionen. Im Flug tragen Neutronen 40 – 80% zur Äquivalentdosis beiAbhängig vom Erdmagnetfeld, der Höhe und dem Sonnenzyklus. Die Dosisleistung für kosmische Strahlung in Flugzeugen ist so hoch (aber nicht gefährlich), dass laut UNSCEAR 2000-Bericht der Vereinten Nationen Flugpersonal im Durchschnitt mehr Dosisleistung erhält als jeder andere Arbeitnehmer, auch in Kernkraftwerken.

Die Bodendosisleistung beträgt im Durchschnitt etwa 0,10 μSv / h, kann jedoch bei der maximalen Flughöhe (8,8 km oder 29.000 ft) etwa 2,0 μSv / h (oder noch höhere Werte) erreichen. Eine Dosisrate von 4 μSv / h kann verwendet werden, um die durchschnittliche Dosisrate für alle Langstreckenflüge (aufgrund höherer Flughöhen) darzustellen. Es muss hinzugefügt werden, dass für Überschallflugzeuge wie die Concorde, die in 3,5 Stunden einen Transatlantikflug durchführen könnten, die Expositionsrate (ca. 9 μSv / h ) in ihrer Höhe von 18 km genug erhöht wurde, um die gleiche Exposition durch kosmische Strahlung per zu erzielen Kreuzung wie bei herkömmlichen Jets, die sich in einer Entfernung von ca. 8 km bewegen.

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.

Kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von kosmischen Strahlen , die von der Sonne oder aus dem Weltraum kommen. Die Erde wurde schon immer von energiereichen Partikeln aus dem Weltraum bombardiert, die in der unteren Atmosphäre Sekundärpartikelschauer erzeugen. Geladene Teilchen (insbesondere hochenergetische Protonen) von der Sonne und dem Weltraum Interact mit der Atmosphäre der Erde und eine Magnetfeld zu erzeugen , Dusche von Strahlung (dh Luftdusche), typischerweise Beta und Gammastrahlung .

Die primäre kosmische Strahlung besteht aus einer Mischung von hochenergetischen Protonen (~ 87%), Alpha-Teilchen (~ 11%), hochenergetischen Elektronen (~ 1%) und einer Spur schwererer Kerne (~ 1%). Die Energie dieser Partikel liegt zwischen 10 ⁸ eV und 10 ²⁰ eV. Ein sehr kleiner Anteil sind stabile Antimaterieteilchen wie Positronen oder Antiprotonen . Die genaue Natur dieser verbleibenden Fraktion ist ein Bereich der aktiven Forschung.

In der Folge entstehen durch Wechselwirkungen zwischen Primärpartikeln und der Erdatmosphäre eine Vielzahl von Sekundärpartikeln , insbesondere Neutronen und geladene Pionen . Da es sich bei Pionen um kurzlebige subatomare Partikel handelt, entstehen beim anschließenden Zerfall der Pionen hochenergetische Myonen . In Bodennähe tragen die Myonen mit Energien, die meist zwischen 1 und 20 GeV liegen, etwa 75% zur absorbierten Dosisrate in freier Luft bei. Die Dosisleistung der kosmischen Strahlung variiert in verschiedenen Teilen der Welt und hängt stark vom Erdmagnetfeld , der Höhe und dem Sonnenzyklus ab. Die Dosisleistung für kosmische Strahlung in Flugzeugen ist so hoch, dass laut UNSCEAR 2000-Bericht der Vereinten Nationen Flugpersonal im Durchschnitt mehr Dosisleistung erhält als jeder andere Arbeitnehmer, auch in Kernkraftwerken.

Natürlicher Neutronenhintergrund

Wir müssen auch die Neutronen in Bodennähe einbeziehen . Kosmische Strahlung interagiert mit Kernen in der Atmosphäre und erzeugt auch energiereiche Neutronen . Laut UNSCEAR beträgt die Fluenz von Neutronen 0,0123 cm ^–2 s ^–1 auf Meereshöhe bei einem geomagnetischen Breitengrad von 45 N. Basierend auf diesen Angaben wird die effektive jährliche Dosis von Neutronen auf Meereshöhe und bei einem Breitengrad von 50 Grad auf 0,08 mSv geschätzt (8 mrem). Bemerkenswerterweise ist der Neutronenfluss in der Nähe größerer schwerer Objekte, z. B. von Gebäuden oder Schiffen, höher. Dieser Effekt wird als „kosmisch strahleninduzierte Neutronensignatur“ oder “ Schiffseffekt “ bezeichnet“, Wie es erstmals bei Schiffen auf See festgestellt wurde. Kosmische Strahlen erzeugen Schauer in der Atmosphäre, die ein breites Spektrum an sekundären Neutronen, Myonen und Protonen umfassen. Die sekundären Neutronen können sehr energiereich sein und in bodennahen Materialien Abplatzungen hervorrufen. In der Nähe größerer schwererer Objekte werden diese bei Spallationsereignissen erzeugten Mehrfachneutronen daher als „Schiffseffekt“ -Neutronen bezeichnet .

In der oberen Atmosphäre produzierte Neutronen sind auch für die Erzeugung von radioaktivem Kohlenstoff-14 verantwortlich, dem bekanntesten kosmogenen Radionuklid. Kohlenstoff-14 wird in der oberen Atmosphäre kontinuierlich durch Wechselwirkung von kosmischer Strahlung mit atmosphärischem Stickstoff gebildet. Im Durchschnitt nur einer von 1,3 x 10 ¹²Kohlenstoffatome in der Atmosphäre sind ein radioaktives Kohlenstoff-14-Atom. Infolgedessen enthalten alle lebenden biologischen Substanzen die gleiche Menge an C-14 pro Gramm Kohlenstoff, dh 0,3 Bq Kohlenstoff-14-Aktivität pro Gramm Kohlenstoff. Solange das biologische System lebt, ist der Spiegel aufgrund der konstanten Aufnahme aller Kohlenstoffisotope konstant. Wenn das biologische System stirbt, hört es auf, Kohlenstoff mit seiner Umgebung auszutauschen, und von diesem Zeitpunkt an beginnt die Menge an Kohlenstoff-14, die es enthält, abzunehmen, wenn der Kohlenstoff-14 einem radioaktiven Zerfall unterliegt.

Dosisleistung im Flugzeug

Das Strahlungsfeld in Flugzeughöhen besteht aus Neutronen, Protonen und Pionen. Im Flug tragen Neutronen je nach Erdmagnetfeld, Höhe und Sonnenzyklus 40 – 80% zur Äquivalentdosis bei .

Die primäre kosmische Strahlung besteht aus einer Mischung von hochenergetischen Protonen (~ 87%), Alpha-Teilchen (~ 11%), hochenergetischen Elektronen (~ 1%) und einer Spur schwererer Kerne (~ 1%). Die Energie dieser Partikel liegt zwischen 10 ⁸ eV und 10 ²⁰ eV. Ein sehr kleiner Anteil sind stabile Antimaterieteilchen wie Positronen oder Antiprotonen . Die genaue Natur dieser verbleibenden Fraktion ist ein Bereich der aktiven Forschung.

In der Folge entstehen durch Wechselwirkungen zwischen Primärpartikeln und der Erdatmosphäre eine Vielzahl von Sekundärpartikeln , insbesondere Neutronen und geladene Pionen . Kosmische Strahlung interagiert mit Kernen in der Atmosphäre und erzeugt auch energiereiche Neutronen . Laut UNSCEAR beträgt die Fluenz von Neutronen 0,0123 cm ^–2 s ^–1 auf Meereshöhe bei einem geomagnetischen Breitengrad von 45 N. Basierend auf diesen Angaben wird die effektive jährliche Dosis von Neutronen auf Meereshöhe und bei einem Breitengrad von 50 Grad auf 0,08 mSv geschätzt(8 mrem). Bemerkenswerterweise ist der Neutronenfluss in der Nähe größerer schwerer Objekte, z. B. von Gebäuden oder Schiffen, höher. Dieser Effekt wird als „kosmisch strahleninduzierte Neutronensignatur“ oder “ Schiffseffekt “ bezeichnet, da er erstmals bei Schiffen auf See festgestellt wurde. Kosmische Strahlen erzeugen Schauer in der Atmosphäre, die ein breites Spektrum an sekundären Neutronen, Myonen und Protonen umfassen. Die sekundären Neutronen können sehr energiereich sein und in bodennahen Materialien Abplatzungen hervorrufen. In der Nähe größerer schwererer Objekte werden diese bei Spallationsereignissen erzeugten Mehrfachneutronen daher als „Schiffseffekt“ -Neutronen bezeichnet .

Kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von kosmischen Strahlen , die von der Sonne oder aus dem Weltraum kommen. Die Erde wurde schon immer von energiereichen Partikeln aus dem Weltraum bombardiert, die in der unteren Atmosphäre Sekundärpartikelschauer erzeugen. Geladene Teilchen (insbesondere hochenergetische Protonen) von der Sonne und dem Weltraum Interact mit der Atmosphäre der Erde und eine Magnetfeld zu erzeugen , Dusche von Strahlung (dh Luftdusche), typischerweise Beta und Gammastrahlung .

Zusammensetzung der kosmischen Strahlung

Die primäre kosmische Strahlung besteht aus einer Mischung von hochenergetischen Protonen (~ 87%), Alpha-Teilchen (~ 11%), hochenergetischen Elektronen (~ 1%) und einer Spur schwererer Kerne (~ 1%). Die Energie dieser Partikel liegt zwischen 10 ⁸ eV und 10 ²⁰ eV. Ein sehr kleiner Anteil sind stabile Antimaterieteilchen wie Positronen oder Antiprotonen . Die genaue Natur dieser verbleibenden Fraktion ist ein Bereich der aktiven Forschung.

In der Folge entstehen durch Wechselwirkungen zwischen Primärpartikeln und der Erdatmosphäre eine Vielzahl von Sekundärpartikeln , insbesondere Neutronen und geladene Pionen . Da es sich bei Pionen um kurzlebige subatomare Partikel handelt, entstehen beim anschließenden Zerfall der Pionen hochenergetische Myonen . In Bodennähe tragen die Myonen mit Energien, die meist zwischen 1 und 20 GeV liegen, etwa 75% zur absorbierten Dosisrate in freier Luft bei. Die Dosisleistung der kosmischen Strahlung variiert in verschiedenen Teilen der Welt und hängt stark vom Erdmagnetfeld , der Höhe und dem Sonnenzyklus ab. Die Dosisleistung für kosmische Strahlung in Flugzeugen ist so hoch, dass laut UNSCEAR 2000-Bericht der Vereinten Nationen Flugpersonal im Durchschnitt mehr Dosisleistung erhält als jeder andere Arbeitnehmer, auch in Kernkraftwerken.

Wir müssen auch die Neutronen in Bodennähe einbeziehen. Kosmische Strahlung interagiert mit Kernen in der Atmosphäre und erzeugt auch energiereiche Neutronen . Laut UNSCEAR beträgt die Fluenz von Neutronen 0,0123 cm ^–2 s ^–1 auf Meereshöhe bei einem geomagnetischen Breitengrad von 45 N. Basierend auf diesen Angaben wird die effektive jährliche Dosis von Neutronen auf Meereshöhe und bei einem Breitengrad von 50 Grad auf 0,08 mSv geschätzt (8 mrem). Bemerkenswerterweise ist der Neutronenfluss in der Nähe größerer schwerer Objekte, z. B. von Gebäuden oder Schiffen, höher. Dieser Effekt wird als „kosmisch strahleninduzierte Neutronensignatur“ oder “ Schiffseffekt “ bezeichnet“, Wie es erstmals bei Schiffen auf See festgestellt wurde. Kosmische Strahlen erzeugen Schauer in der Atmosphäre, die ein breites Spektrum an sekundären Neutronen, Myonen und Protonen umfassen. Die sekundären Neutronen können sehr energiereich sein und in bodennahen Materialien Abplatzungen hervorrufen. In der Nähe größerer schwererer Objekte werden diese bei Spallationsereignissen erzeugten Mehrfachneutronen daher als „Schiffseffekt“ -Neutronen bezeichnet .

In der oberen Atmosphäre produzierte Neutronen sind auch für die Erzeugung von radioaktivem Kohlenstoff-14 verantwortlich, dem bekanntesten kosmogenen Radionuklid. Kohlenstoff-14 wird in der oberen Atmosphäre kontinuierlich durch Wechselwirkung von kosmischer Strahlung mit atmosphärischem Stickstoff gebildet. Im Durchschnitt nur einer von 1,3 x 10 ¹²Kohlenstoffatome in der Atmosphäre sind ein radioaktives Kohlenstoff-14-Atom. Infolgedessen enthalten alle lebenden biologischen Substanzen die gleiche Menge an C-14 pro Gramm Kohlenstoff, dh 0,3 Bq Kohlenstoff-14-Aktivität pro Gramm Kohlenstoff. Solange das biologische System lebt, ist der Spiegel aufgrund der konstanten Aufnahme aller Kohlenstoffisotope konstant. Wenn das biologische System stirbt, hört es auf, Kohlenstoff mit seiner Umgebung auszutauschen, und von diesem Zeitpunkt an beginnt die Menge an Kohlenstoff-14, die es enthält, abzunehmen, wenn der Kohlenstoff-14 einem radioaktiven Zerfall unterliegt.

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. Im Allgemeinen gibt es zwei große Kategorien von Strahlungsquellen :

• Natürliche Hintergrundstrahlung . Natürliche Hintergrundstrahlung umfasst die von der Sonne erzeugte Strahlung, Blitze, ursprüngliche Radioisotope oder Supernovaexplosionen usw.
• Vom Menschen verursachte Strahlungsquellen . Vom Menschen verursachte Quellen umfassen medizinische Verwendungen von Strahlung, Rückstände von Kerntests, industrielle Verwendungen von Strahlung usw.

Spezieller Verweis: Quellen und Wirkungen ionisierender Strahlung, Anhang B. UNSCEAR. New York, 2010. ISBN: 978-92-1-142274-0.

Der Wissenschaftliche Ausschuss der Vereinten Nationen für die Auswirkungen der Atomstrahlung (UNSCEAR) hat folgende Expositionsarten für Menschen aufgeführt:

• Exposition der Öffentlichkeit, dh Exposition einzelner Personen der Öffentlichkeit und der Bevölkerung im Allgemeinen
• berufliche Strahlenexposition, dh die Exposition von Arbeitnehmern in Situationen, in denen ihre Exposition in direktem Zusammenhang mit ihrer Arbeit steht oder von ihr verlangt wird

Natürliche Hintergrundstrahlung

Alle Lebewesen waren und sind seit jeher ionisierender Strahlung ausgesetzt . Diese Strahlung ist mit keiner menschlichen Aktivität verbunden. Es gibt radioaktive Isotope in unserem Körper, in Häusern, in der Luft, im Wasser und im Boden. Wir alle sind auch Strahlung aus dem Weltraum ausgesetzt.

Arten der natürlichen Hintergrundstrahlung

Wir teilen alle diese natürlichen Strahlungsquellen in drei Gruppen ein:

• Kosmische Strahlung . Kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von kosmischen Strahlen, die von der Sonne oder aus dem Weltraum kommen. In Bodennähe tragen die  Myonen mit Energien zwischen 1 und 20 GeV etwa 75% zur absorbierten Dosisleistung in freier Luft bei. Der Rest stammt von Elektronen, die von den Myonen erzeugt werden oder in der elektromagnetischen Kaskade vorhanden sind. Die jährliche Dosis der kosmischen  Strahlung auf Meereshöhe beträgt etwa  0,27 mSv (27 mrem). Wenn Sie in höheren Lagen leben oder häufig Fluggäste sind, kann diese Exposition erheblich höher sein, da die Atmosphäre hier dünner ist. Die Auswirkungen des  Erdmagnetfeldes  bestimmen auch die Dosis der  kosmischen Strahlung .
• Erdstrahlung . Terrestrische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen, die sich im Boden, im Wasser und in der Vegetation befinden. Die Hauptisotope, die für die terrestrische Strahlung von Belang sind, sind Uran und die Zerfallsprodukte von Uran wie Thorium, Radium und Radon. Die durchschnittliche Dosisleistung, die von terrestrischen Nukliden ausgeht (außer Radonexposition), beträgt etwa  0,057 µGy / h. Die Maximalwerte wurden an Monazitsand in Guarapari, Brasilien (bis zu 50 µGy / h und in Kerala, Indien (ca. 2 µGy / h) und an Gesteinen mit hoher Radiumkonzentration in Ramsar, Iran (von 1 bis 10) gemessen µGy / h) Die durchschnittliche jährliche Strahlendosis einer Person aus Radon beträgt etwa  2 mSv / Jahr und es kann über viele Größenordnungen von Ort zu Ort variieren. Radon ist so wichtig, dass es normalerweise separat behandelt wird.
• Interne Strahlung . Zusätzlich zu den kosmischen und terrestrischen Quellen haben alle Menschen von Geburt an radioaktives Kalium-40, Kohlenstoff-14, Blei-210 und andere Isotope in ihrem Körper. Die Kalium-40-Konzentration istbei allen Personennahezu  stabil  und liegt bei etwa  55 Bq / kg  (insgesamt 3850 Bq), was der jährlichen wirksamen Dosis von  0,2 mSv entspricht . Die jährliche Dosis von Kohlenstoff-14 wird auf etwa 12 μSv / Jahr geschätzt .

Hintergrund Strahlung und Gesundheitsgefahr

Ohne Strahlung kann man nicht durchs Leben gehen. Die Gefahr ionisierender Strahlung besteht darin, dass die Strahlung unsichtbar und für die menschlichen Sinne nicht direkt nachweisbar ist. Menschen können weder Strahlung sehen noch fühlen, aber sie lagern Energie an die Moleküle des Körpers ab.

Aber keine Sorge , die Dosen der Hintergrundstrahlung sind normalerweise  sehr gering (außer Radonexposition). Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen  Hintergrundstrahlung vergleichbar sind  ( 10 µSv  = durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund). Das Problem ist, dass es bei sehr niedrigen Dosen praktisch unmöglich ist, eine Bestrahlung mit bestimmten biologischen Wirkungen zu korrelieren. Dies liegt daran, dass die Grundkrebsrate bereits sehr hoch ist und das Krebsrisiko aufgrund des individuellen Lebensstils und der Umwelteinflüsse um 40% schwankt, wodurch die subtilen Auswirkungen geringer Strahlung verdeckt werden.

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 als  Strahlenhormese bekannt .

Gemäß der Hypothese der Strahlenhormese ist eine Strahlenexposition, die mit dem natürlichen Hintergrundstrahlungsniveau vergleichbar ist und knapp darüber liegt, nicht schädlich, aber vorteilhaft, während akzeptiert wird, dass viel höhere Strahlungsniveaus gefährlich sind. Die Argumente für die Hormese konzentrieren sich auf einige groß angelegte epidemiologische Studien und die Erkenntnisse aus Tierbestrahlungsexperimenten, vor allem aber auf die jüngsten Fortschritte bei der Kenntnis der adaptiven Reaktion. Befürworter der Strahlenhormese behaupten typischerweise, dass Strahlenschutzreaktionen in Zellen und im Immunsystem nicht nur den schädlichen Auswirkungen der Strahlung entgegenwirken, sondern zusätzlich spontanen Krebs hemmen, der nicht mit der Strahlenexposition zusammenhängt.

Siehe auch: LNT-Modell

Im Allgemeinen beschreibt die Dosis-Wirkungs-Beziehung die Änderung der Wirkung auf einen Organismus, die durch unterschiedliche Exposition (oder Dosen) gegenüber einem Stressor (in der Regel einer Chemikalie) nach einer bestimmten Expositionszeit oder einem Lebensmittel verursacht wird. In diesem Artikel werden zwei von vier Dosis-Wirkungs-Modellen beschrieben, die sich auf die Auswirkungen von Strahlung mit niedriger Dosis beziehen . Vier vorgeschlagene Dosis-Wirkungsmodelle sind:

• supra-lineares Modell,
• Linear-No-Threshold (LNT) -Modell,
• Schwellenmodell,
• Hormesemodell.

LNT-Modell

Das  lineare No-Threshold-Modell  (LNT-Modell) ist ein  konservatives Modell, das im Strahlenschutz verwendet wird, um die gesundheitlichen Auswirkungen geringer Strahlendosen abzuschätzen  . Nach dem LNT-Modell wird Strahlung ohne Sicherheitsschwelle immer als schädlich eingestuft  , und die Summe mehrerer sehr kleiner Expositionen wird als das gleiche biologische Risiko angesehen wie eine größere Exposition (Linearität).

Laut ICRP:

„Ein Dosis-Wirkungs-Modell, das auf der Annahme basiert, dass Strahlendosen über Null im niedrigen Dosisbereich das Risiko für Krebs und / oder Erbkrankheiten in einfacher proportionaler Weise erhöhen.“

Spezielle Referenz: ICRP, 2007. Die Empfehlungen 2007 der Internationalen Strahlenschutzkommission. ICRP Publication 103. Ann. ICRP 37 (2-4).

Hormesemodell

Strahlungs hormesis ist ein Dosis-Wirkungs-Phänomen , und es ist eines der alternativen Hypothese, dass geringe Dosen von ionisierender Strahlung Effekte induzieren vorteilhaft Gesundheit. Gemäß der Hypotheseder Strahlungshormone können niedrige Dosen von niedriger LET-Strahlung die Aktivierung von Reparaturmechanismen stimulieren, die vor Krankheiten schützen und ohne ionisierende Strahlung nicht aktiviert werden. Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen Hintergrundstrahlung vergleichbar sind ( 10 µSv= durchschnittliche Tagesdosis aus dem natürlichen Hintergrund). Da bei hohen Dosen die negativen Wirkungen unwiderlegbar sind, muss eine Schwelle zwischen den positiven und den negativen Wirkungen der Strahlung bestehen. Dieser Schwellenwert wird als Zero Equivalent Point (ZEP) bezeichnet.

Die Hypothese der Strahlungshormese legt nahe, dass eine Strahlenexposition, die mit dem natürlichen Hintergrundstrahlungsniveau vergleichbar ist und knapp darüber liegt, nicht schädlich, aber vorteilhaft ist, während akzeptiert wird, dass viel höhere Strahlungsniveaus gefährlich sind. Die Argumente für die Hormese konzentrieren sich auf einige groß angelegte epidemiologische Studien und die Erkenntnisse aus Tierbestrahlungsexperimenten, vor allem aber auf die jüngsten Fortschritte bei der Kenntnis der adaptiven Reaktion. Befürworter der Strahlenhormese behaupten typischerweise, dass Strahlenschutzreaktionen in Zellen und im Immunsystem nicht nur den schädlichen Auswirkungen der Strahlung entgegenwirken, sondern zusätzlich spontanen Krebs hemmen, der nicht mit der Strahlenexposition zusammenhängt.

Kontroverse des LNT-Modells

Wie bereits geschrieben ( LNT-Modell ), basiert das Schutzsystem heute auf der LNT-Hypothese, einem konservativen Modell, das im Strahlenschutz verwendet wird, um die gesundheitlichen Auswirkungen kleiner Strahlendosen abzuschätzen. Dieses Modell eignet sich hervorragend zum Aufbau eines Schutzsystems für alle Anwendungen ionisierender Strahlung. Im Vergleich zum Hormesemodell geht das LNT-Modell davon aus, dass es keinen Schwellenwert gibt und das Risiko linear mit einer Dosis steigt, dh das LNT-Modell impliziert, dass es keine sichere Dosis ionisierender Strahlung gibt. Wenn dieses lineare Modell korrekt ist, ist die natürliche Hintergrundstrahlung die gefährlichste Strahlungsquelle für die allgemeine öffentliche Gesundheit, gefolgt von der medizinischen Bildgebung als knappe Sekunde.

Das LNT-Modell basiert hauptsächlich auf der Life-Span-Studie (LSS) von Atombombenüberlebenden in Japan. Während dieses Muster bei hohen Dosen unbestritten ist, wird diese lineare Extrapolation des Risikos auf niedrige Dosen durch viele neuere Experimente mit Zellmechanismen in Frage gestellt, und es besteht auch eine hohe Unsicherheit bei der Abschätzung des Risikos, das nur epidemiologische Studien verwendet. Das Problem ist, dass es bei sehr niedrigen Dosen praktisch unmöglich ist, eine Bestrahlung mit bestimmten biologischen Wirkungen zu korrelieren. Dies liegt daran, dass die Grundkrebsrate bereits sehr hoch ist und das Krebsrisiko aufgrund des individuellen Lebensstils und der Umwelteinflüsse um 40% schwankt, wodurch die subtilen Auswirkungen geringer Strahlung verdeckt werden.konservativere Schätzung .

Bei niedrigen Dosen hat seine Konservativität (Linearität) enorme Konsequenzen, und das Modell wird manchmal fälschlicherweise (möglicherweise absichtlich) verwendet, um die Krebswirkung kollektiver Dosen von schwach radioaktiven Kontaminationen zu quantifizieren. Eine lineare Dosis-Wirkungs-Kurve ermöglicht die Verwendung kollektiver Dosen zur Berechnung der schädlichen Auswirkungen auf eine bestrahlte Population. Es wird auch argumentiert, dass das LNT-Modell eine irrationale Angst vor Strahlung verursacht hat, da jeder Mikrosievert in die Wahrscheinlichkeit einer Krebsinduktion umgerechnet werden kann, wie gering diese Wahrscheinlichkeit auch sein mag. Zum Beispiel, wenn zehn Millionen Menschen eine wirksame Dosis von 0,1 µSv erhalten(entspricht dem Verzehr einer Banane), dann beträgt die Gesamtdosis S = 1 Sv. Bedeutet dies, dass bei einer Person aufgrund des Bananenessens eine Wahrscheinlichkeit von 5,5% besteht, an Krebs zu erkranken? Beachten Sie, dass bei hohen Dosen ein Sievert eine Wahrscheinlichkeit von 5,5% für die Entwicklung von Krebs darstellt.

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.

Strahlungs hormesis ist ein Dosis-Wirkungs-Phänomen , und es ist eines der alternativen Hypothese, dass geringe Dosen von ionisierender Strahlung Effekte induzieren vorteilhaft Gesundheit. Gemäß der Hypothese der Strahlungshormone können niedrige Dosen von niedriger LET-Strahlung die Aktivierung von Reparaturmechanismen stimulieren, die vor Krankheiten schützen und ohne ionisierende Strahlung nicht aktiviert werden. Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen Hintergrundstrahlung vergleichbar sind ( 10 µSv= durchschnittliche Tagesdosis aus dem natürlichen Hintergrund). Da bei hohen Dosen die negativen Wirkungen unwiderlegbar sind, muss eine Schwelle zwischen den positiven und den negativen Wirkungen der Strahlung bestehen. Dieser Schwellenwert wird als Zero Equivalent Point (ZEP) bezeichnet.

Die Hypothese der Strahlenhormone geht davon aus, dass eine Strahlenexposition, die mit dem natürlichen Hintergrundniveau der Strahlung vergleichbar ist und genau darüber liegt, nicht schädlich, aber von Vorteil ist, wenn man akzeptiert, dass viel höhere Strahlungsniveaus gefährlich sind. Die Argumente für die Hormese beziehen sich auf einige umfangreiche epidemiologische Studien und die Beweise aus Tierbestrahlungsexperimenten, vor allem aber auf die jüngsten Fortschritte bei der Kenntnis der adaptiven Reaktion. Befürworter der Strahlenhormese behaupten typischerweise, dass Strahlenschutzreaktionen in Zellen und im Immunsystem nicht nur den schädlichen Auswirkungen der Strahlung entgegenwirken, sondern auch Spontankrebs hemmen, der nicht mit der Strahlenexposition zusammenhängt.

Kontroverse des LNT-Modells

Wie zuvor geschrieben ( LNT-Modell ), basiert das Schutzsystem heute auf der LNT-Hypothese, einem konservativen Modell für den Strahlenschutz, mit dem die gesundheitlichen Auswirkungen geringer Strahlendosen abgeschätzt werden. Dieses Modell eignet sich hervorragend zum Aufbau eines Schutzsystems für alle ionisierenden Strahlungen. Im Vergleich zum Hormesemodell geht das LNT-Modell davon aus, dass es keinen Schwellenwert gibt und das Risiko linear mit der Dosis steigt, dh das LNT-Modell impliziert, dass es keine sichere Dosis ionisierender Strahlung gibt. Wenn dieses lineare Modell korrekt ist, ist die natürliche Hintergrundstrahlung die gefährlichste Strahlungsquelle für die allgemeine öffentliche Gesundheit, gefolgt von der medizinischen Bildgebung als nächster Sekunde.

Das LNT-Modell basiert hauptsächlich auf der Lebensdauerstudie (LSS) von Atombombenüberlebenden in Japan. Während dieses Muster bei hohen Dosen unbestritten ist, wird diese lineare Extrapolation des Risikos auf niedrige Dosen durch viele neuere Experimente mit Zellmechanismen in Frage gestellt, und es besteht auch eine hohe Unsicherheit bei der Abschätzung des Risikos, wenn nur epidemiologische Studien verwendet werden. Das Problem ist, dass es bei sehr geringen Dosen praktisch unmöglich ist, eine Bestrahlung mit bestimmten biologischen Wirkungen zu korrelieren. Dies liegt daran, dass die Grundkrebsrate bereits sehr hoch ist und das Krebsrisiko aufgrund des individuellen Lebensstils und der Auswirkungen auf die Umwelt um 40% schwankt, wodurch die subtilen Auswirkungen schwacher Strahlung verdeckt werden.konservativere Schätzung .

Bei niedrigen Dosen hat seine Konservativität (Linearität) enorme Konsequenzen, und das Modell wird manchmal fälschlicherweise (möglicherweise absichtlich) zur Quantifizierung der krebserzeugenden Wirkung von Kollektivdosen schwach radioaktiver Kontaminationen verwendet. Eine lineare Dosis-Wirkungs-Kurve ermöglicht die Berechnung der nachteiligen Auswirkungen auf eine bestrahlte Bevölkerung mit kollektiven Dosen. Es wird auch argumentiert, dass das LNT-Modell eine irrationale Angst vor Strahlung verursacht hat, da jedes Mikrosievert in die Wahrscheinlichkeit einer Krebsinduktion umgewandelt werden kann, wie gering diese Wahrscheinlichkeit auch sein mag. Zum Beispiel, wenn zehn Millionen Menschen eine wirksame Dosis von 0,1 µSv erhalten(entspricht dem Verzehr einer Banane), dann beträgt die Gesamtdosis S = 1 Sv. Bedeutet das, dass eine Person mit einer Wahrscheinlichkeit von 5,5% an Krebs erkrankt, wenn sie Banane isst? Beachten Sie, dass ein Sievert bei hohen Dosen eine 5,5% ige Chance darstellt, an Krebs zu erkranken.

Das Problem dieses Modells ist, dass es eine Reihe von verteidigungsbiologischen Prozessen vernachlässigt, die bei niedrigen Dosen von entscheidender Bedeutung sein können. Die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten ist sehr interessant und zeigt, dass geringe Strahlendosen 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 diesen haben eine adaptive Reaktion auf Strahlung mit niedriger Dosis gezeigt, die zu reduzierten Mutationen und Krebserkrankungen führt.

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.