Radioaktivität: die unsichtbare Gefahr für die Gesundheit

Radioaktivität führt in hohen Dosen kurzfristig zur Strahlenkrankheit. Niedrige Dosen steigern die Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu erkranken. Wir informieren Sie über Gesundheitsgefahren durch Radioaktivität.

Gesundheitsgefahren durch Radioaktivität

Radioaktive Strahlung (fachlich korrekt: ionisierende Strahlung) richtet in Körperzellen über physikalische, chemische und biologische Effekte Schäden an.

Was ist Radioaktivität?

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Vereinfacht gesagt bezeichnet Radioaktivität das Auseinanderfallen von Atomkernen, wobei gleichzeitig Strahlung ausgesendet wird. Da wir sie nicht mit den Sinnen wahrnehmen können, brauchen wir spezielle Messgeräte um Radioaktivität zu erkennen und zu bewerten.

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Welche Arten von Strahlenschäden gibt es?

  • Ein Strahlenschaden kann entweder sofort oder nach längerer Zeit auftreten.
    Akute Strahlenschäden sind bei hoher und kurzzeitiger Strahlenexposition ab einer Schwellendosis von etwa 200 Millisievert (mSv) erkennbar, Strahlenkrankheit wird von einer effektiven Dosis ab einem Sievert ausgelöst. Je höher die Dosis, desto schwerer verläuft die Strahlenkrankheit und desto häufiger und schneller führt sie zum Tod, etwa durch innere Blutungen oder Organversagen.
  • Niedrigere Dosen können zu Spätschäden wie Krebs und Leukämie führen. Für einen einzelnen Menschen ist es praktisch unmöglich, das Risiko durch Strahlung an Krebs zu erkranken genau zu beziffern. Es lassen sich aber statistische Aussagen über große Personengruppen machen. Man geht davon aus, dass das Risiko, eine Krebskrankheit zu entwickeln, linear mit der Dosis ansteigt. Etwa die Hälfte der Krebsfälle führen letztlich zum Tod. Für den tödlichen Verlauf ist ein Dosis-Wirkungs-Koeffizient von 7 bis 11 Prozent pro Sievert kompatibel mit den Aussagen des Bundesamtes für Strahlenschutz. Das heißt, bei einer durchschnittlichen Dosis von 1 Millisievert (mSv) sterben statistisch betrachtet 0,7 bis 1,1 von 10.000 Personen an Krebs. Bei der für Deutschland angegebenen Durchschnittsdosis von rund 4 mSv pro Jahr (aus natürlichen und medizinischen Quellen) wären dies 2,8 bis 4,4 Personen pro Jahr. Einige Studien gehen jedoch von höheren Strahlenschäden aus. Insgesamt sterben nach derzeitigen statistischen Befunden in Deutschland jährlich etwa 27 von 10.000 Personen an Krebs, das sind 25 Prozent aller Todesfälle. Der Anteil der Krebstoten durch Strahlung kann somit auf grob 10 bis 15 Prozent geschätzt werden.

Minimierungsgebot: so wenig Strahlenbelastung wie sinnvoll möglich

Festgelegte Grenzwerte für Radioaktivität bedeuten lediglich, dass ein geringes zusätzliches Sterberisiko akzeptiert wird. Da sich für Radioaktivität aber keine Grenze angeben lässt, unterhalb der sie gänzlich ungefährlich ist, sollte so wenig Radioaktivität wie möglich zusätzlich aufgenommen werden. Vor allem Risikogruppen wie Kinder, Schwangere und stillende Mütter sollten z.B. auf Waldprodukte, wie Pilze und Wild, aus belasteten Regionen verzichten.
Als maximal zulässige Strahlenbelastung für die normale Bevölkerung gibt das Strahlenschutzgesetz aus Vorsorgegründen eine zusätzliche jährliche Belastung von einem Millisievert vor. Zum Vergleich: Diese Dosis entspricht etwa 25-50 Röntgenaufnahmen der Lunge, dem Verzehr von zehn Kilogramm mit 8000 Bq/kg Cs-137 belasteten Wildschweinfleisch, oder gut zehn Stunden Aufenthalt in zwei Metern Abstand zu einem Castorbehälter mit hochradioaktivem Atommüll.

Wie hoch ist die medizinische Strahlenbelastung?

In der Medizin werden radioaktive Substanzen zur Diagnosezwecken und zur Tumorbehandlung eingesetzt. Auch Bestrahlung von Tumoren, Röntgenuntersuchungen und Computertomographie (CT) erhöhen die Strahlenbelastung der Patient:innen. Die Strahlendosen sind dabei sehr unterschiedlich. So verursacht eine Röntgenaufnahme des Brustkorbes eine effektive Dosis von 0,02 bis 0,04 mSv, eine CT des Bauchraumes bis zu 20 mSv. Der Nutzen einer radiomedizinischen Anwendung für die zu behandelnde Person muss sorgfältig gegen die Strahlenbelastung abgewogen werden. Dies gilt insbesondere bei groß angelegten Untersuchungen mit vielen Patient:innen, wie etwa Mammographie-Screenings. In Deutschland beträgt die durchschnittliche Strahlenbelastung durch medizinische Quellen 1,7 mSv pro Jahr, etwas unterhalb der Durchschnittsbelastung durch natürliche Radioaktivität. Durch fortgeschrittene Technik und sorgsamen Umgang könnte die medizinische Strahlenbelastung gesenkt werden.

Natürliche Radioaktivität

Natürliche Radioaktivität stammt aus radioaktiven Atomkernen (Radionukliden), die mit der Erdmaterie entstanden sind und aus Radionukliden, die durch kosmische Strahlung ständig in der Atmosphäre gebildet werden. Die natürliche Strahlenbelastung setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen: der äußeren terrestrischen und kosmischen Strahlenexposition sowie der inneren Strahlenexposition durch die Aufnahme radioaktiver Stoffe über Atmung oder Nahrung.

Wie hoch ist die Belastung mit natürlicher Radioaktivität?

Jeder Mensch ist in Deutschland im Mittel zu etwa gleichen Teilen einer Strahlung aus natürlichen und aus künstlichen Quellen (z.B. Röntgenstrahlung) ausgesetzt. Die Strahlenbelastung wird als effektive Jahresdosis angegeben.In Deutschland ergibt sich im Mittel eine natürliche Strahlenbelastung von 2,1 mSv/a (Millisievert pro Jahr). Je nach persönlichen Lebensumständen und Region kann die Belastung stark schwanken, laut Bundesministerium für Umwelt (BMU) im Bereich zwischen 1 und 10 mSv/a.
Eine gewisse natürliche Strahlenexposition ist unvermeidbar. Organismen wie der menschliche Körper können eine Vielzahl der täglich entstehenden Zellschäden reparieren. Trotzdem geht neben vielen anderen Ursachen ein Teil der Krebserkrankungen auf natürliche Radioaktivität zurück. „Natürlich“ bedeutet also nicht gleich „gesund“ und auch die Strahlendosis aus natürlichen Quellen sollte so gering wie angemessen möglich gehalten werden.

Mittlere Jahresdosis aus natürlichen Quellen (Bundesministerium für Umwelt 2022)
Quelle Jahresdosis [mSv/a] %
Kosmische Strahlung 0.3 14
Terrestrische Strahlung 0.4 19
Nahrung 0.3 14
Radon 1.1 53
Insgesamt 2.1 100
  • Kosmische Strahlung: Die aus dem All kommende ionisierende Strahlung wird durch die schützende Atmosphärenschicht der Erde abgeschwächt. Da sie aus diesem Grund mit der Höhe zunimmt, spricht man auch von Höhenstrahlung. Bei Flugreisen, insbesondere Interkontinentalflügen in großer Höhe, sind Menschen der kosmischen Strahlung besonders stark ausgesetzt. Sie trägt im Mittel circa 0,3 mSv/a zur äußeren natürlichen Strahlenbelastung bei. Ein Flug von Frankfurt nach New York und zurück führt zu einer durchschnittlichen effektiven Dosis von ca. 0,1 Millisievert.
  • Terrestrische Strahlung: Die äußere Strahlenexposition wird wesentlich durch die terrestrische Gammastrahlung verursacht. Sie ist auf Radionuklide in der Erdkruste zurückzuführen: Radionuklide der Thorium- und der Uran-Zerfallsreihe sowie Kalium-40. Die Ortsdosisleistung der Strahlung ist lokal je nach Untergrund und Gesteinstyp unterschiedlich. Sie wird in Ortschaften durch die verwendeten Materialien (z.B. Pflastersteine) und in Gebäuden durch die verwendeten Baustoffe bestimmt. Terrestrische Strahlung verursacht in Deutschland im Mittel eine effektive Dosis von etwa 0,4 mSv/a, wobei auf den Aufenthalt im Freien etwa 0,1 mSv/a und auf den Aufenthalt in Gebäuden etwa 0,3 mSv/a entfallen.
  • Nahrung: Die Aufnahme natürlicher Radionuklide hängt von deren Konzentration in der Nahrung ab. Aufgrund der unterschiedlichen geologischen Bedingungen variiert die Belastung der Lebensmittel mit natürlich vorkommenden Radionukliden regional erheblich. Durch die Aufnahme dieser Radionuklide mit der Nahrung und dem Trinkwasser ergibt sich eine jährliche interne Strahlenbelastung von etwa 0,3 mSv/a, die etwa zur Hälfte durch das natürlich vorkommende Radionuklid Kalium-40 bestimmt ist. Kalium ist ein überlebensnotwendiges Mineral, dessen Gehalt im Körper weitgehend konstant gehalten wird. Überschüssiges Kalium scheidet der Körper aus, weswegen der Verzehr von kaliumreichen Lebensmitteln (z.B. Bananen) nicht zu einer erhöhten Strahlenbelastung führt.
  • Radon: Radon ist ein radioaktives Edelgas, das als Zwischenprodukt der radioaktiven Zerfallsketten von Uran und Thorium entsteht. Die kurzlebigen Zerfallsprodukte des Radons lagern sich an Aerosole an, werden beim Einatmen im Atemtrakt ausgefiltert und schädigen das empfindliche Lungengewebe durch Alphastrahlung. Im Mittel wird dadurch eine jährliche effektive Dosis von 1,1 mSv verursacht, also etwa die Hälfte der gesamten natürlichen Strahlenbelastung. Etwa 0,9 mSv resultieren aus dem Aufenthalt in Gebäuden und 0,2 mSv aus dem Aufenthalt im Freien. Die Belastung durch Radon ist regional sehr unterschiedlich. Bauliche Maßnahmen können Abhilfe schaffen. Informationen dazu sind über das Bundesamt für Strahlenschutz sowie die zuständigen Landesämter erhältlich.

KiKK-Studie: Kinderkrebs um Atomkraftwerke erhöht

Im 5-km Nahbereich von Atomkraftwerken in Deutschland steigt bei Kleinkindern die Krebsrate um 60 Prozent und die Leukämierate auf mehr als das Doppelte an.

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Im 5-km Nahbereich von Atomkraftwerken in Deutschland steigt bei Kleinkindern die Krebsrate um 60 Prozent und die Leukämierate auf mehr als das Doppelte an. Dies ist das Ergebnis einer vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) in Auftrag gegebenen epidemiologischen >“Studie zu Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken“ (KiKK-Studie), die im Dezember 2007 an die Öffentlichkeit kam. Das BfS hatte sich durch Analysen von Dr. Alfred Körblein, Physiker am Umweltinstitut München, und auf Drängen der Ulmer Ärzteinitiative für eine Neuauswertung der Daten des Kinderkrebsregisters entschieden.

Die Ergebnisse der KiKK-Studie haben die Diskussion über die Gefahren der Atomenergienutzung erneut angefacht. Die Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen radioaktiven Emissionen aus Atomkraftwerken und Krebserkrankungen bei Kleinkindern im Nahbereich um AKW sind deutlich. Das Risiko nimmt mit der Nähe des Wohnorts zum Atomkraftwerk statistisch signifikant zu.

Die KiKK-Studie löste in Deutschland, England, Frankreich und der Schweiz die Durchführung weiterer ökologischer Studien aus, die aber weniger aussagekräftig sind als Fall-Kontroll-Studien. Sie lieferten nach Aussage der Autor:innen keinen Hinweis auf ein erhöhtes Risiko. Mit einer gemeinsamen Auswertung der Daten aus den vier Studien konnte jedoch gezeigt werden, dass das Leukämierisiko signifikant mit der Nähe zum AKW zunimmt und für Kinder unter 5 Jahren im 5-km-Nahbereich signifikant um 44 Prozent erhöht ist. Die neuen Studien bestätigen somit die erhöhten Leukämieraten bei Kleinkindern in der Nähe von Atomkraftwerken.

Warum tritt im Nahbereich von Atomkraftwerken Kinderkrebs häufiger auf?

Die Verfasser:innen der Studie vertreten die Meinung, dass das eindeutige Ergebnis nicht auf Strahlung zurückzuführen sei. Diese sei in der Umgebung von AKWs äußerst gering und um einen Faktor 1000 niedriger als die Strahlendosis, bei der gemäß derzeitigem strahlenbiologischem Wissen solche Erkrankungen auftreten könnten.

Eine plausible Erklärung ist, dass beim Brennelementwechsel wesentlich mehr Strahlung auf einmal austritt, die an wenigen Tagen auch das 500-fache der Normalemissionen betragen kann. Solche Strahlungsspitzen können den Embryo in seiner empfindlichsten Phase schädigen.

Was muss aus der KiKK Studie folgen?

Die Forschung ist nun gefordert zu klären, ob die im Strahlenschutz verwendeten Berechnungsgrundlagen korrekt sind und ob unser Wissen über die Wirkung niedriger Strahlendosen Lücken aufweist. Denn schließlich beruht unser heutiges Verständnis über die Strahlenwirkung vor allem auf den Daten von Hiroshima und Nagasaki. Die Klärung dieser Fragen eilt, da jedes Kind, das im Nahbereich eines AKW an Krebs erkrankt, ein Kind zu viel ist.

Was Sie schon immer über Gesundheitsgefahren durch Radioaktivität wissen wollten

Hier beantworten wir häufig gestellte Fragen zum Thema Radioaktivität und Gesundheit.

Wie radioaktiv ist unser Trinkwasser?

 

Trinkwasser aus der Leitung gehört zu den am besten überwachten Lebensmitteln und hat in Deutschland eine sehr gute Qualität. Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) regelt Höchstwerte für den Gehalt an unerwünschten Bestandteilen. Bezüglich der Radioaktivität darf eine Richtdosis von 0,1 Millisievert pro Jahr nicht überschritten werden. Die Nuklide Tritium und Radon-222 sind ausgenommen und werden gesondert behandelt. Hier soll der Richtwert von je 100 Becquerel pro Liter nicht überschritten werden. Die Trinkwasserverordnung gilt seit dem 21.5.2001 und wurde mehrmals angepasst. Sie setzt die Verordnungen 98/83/EG vom 3. November 1998 und die Richtlinie 2013/51/EURATOM vom 22. Oktober 2013 um.

Bei der radioaktiven Belastung des Grundwassers gibt es große regionale Unterschiede und auch jahreszeitliche Schwankungen. Diese sind von den jeweiligen geologischen Verhältnissen und den unterschiedlichen Gehalten des Gesteins an Uran und Thorium abhängig. Nach Informationen des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) aus dem Jahr 2010 könnte schon bei einem Gehalt von über 50 Bq/l für Säuglinge die Richtdosis von 0,1 Millisievert pro Jahr überschritten werden. Aus den Daten des BfS wird deutlich, dass vor allem im Bayerischen Wald, im Fichtelgebirge, sowie im Erzgebirge vermehrt Radonkonzentrationen über 100 Bq/l auftreten. Einen gesetzlich verbindlichen Grenzwert für Radon im Trinkwasser gibt es in Deutschland jedoch nicht. Vom BfS werden lediglich je nach Grad der Überschreitung des Richtwertes von 100 Bq/l abgestufte Handlungsempfehlungen ausgesprochen. Erst eine Radonbelastung von über 1000 Bq/l soll kurzfristige Maßnahmen rechtfertigen. Wir fordern, die technischen Möglichkeiten konsequent zu nutzen um Radon aus belastetem Wasser zu entfernen.

Wie hoch ist die Belastung mit Uran im Trinkwasser?

Uran ist zwar radioaktiv, im Trinkwasser aber vorrangig als chemisch giftiges Schwermetall problematisch. Uran reichert sich in den Knochen an und kann zu einer Beeinträchtigung der Nierenfunktion sowie zu Funktionsstörungen von Lunge und Leber führen. Über die Gesundheitsschädlichkeit von Uran streiten sich Expert:innen seit vielen Jahren. Die Weltgesundheitsorganisation hat den Leitwert von ursprünglich 2 µg/l (vor 2004) auf 30 µg/l (2011) erhöht. In der Trinkwasserverordnung hat Deutschland einen Grenzwert von 10 µg/l festgelegt. Dieser Wert ist im internationalen Vergleich zwar sehr niedrig und schützt laut Umweltbundesamt auch Säuglinge ausreichend, Mineralwässer gelten allerdings erst unter 2 µg/l als „geeignet für die Zubereitung von Säuglingsnahrung. Der tatsächliche Urangehalt wird vom Wasserversorger (z.B. Stadtwerke) ermittelt und veröffentlicht, oder kann dort erfragt werden.

Da Säuglinge besonders empfindlich reagieren, fordert das Umweltinstitut flächendeckend den strengeren Wert von 2 µg/l Uran einzuführen. Auch bezüglich zweier natürlich vorkommender Zerfallsprodukte des Urans muss nachgebessert werden: Die Überprüfung der Trinkwasserverordnung durch die Strahlenschutzkommission im Dezember 2003 ergab, dass die Referenz-Aktivitätskonzentrationen für die Radionuklide Blei-210- und Polonium-210 für Kleinkinder der Altersgruppe „< 1 Jahr“ nicht mit der Einhaltung eines Dosisrichtwertes von 0,1 mSv/a konform sind.

Warum ist Mineralwasser nur in Ausnahmefällen die bessere Alternative zu Leitungswasser?

Die Mineral- und Tafelwasserverordnung (Min/TafelWV) von 1984 regelt, was ein „echtes“ Mineralwasser ist. Seit 2006 ist darin die EU-Mineralwasserrichtlinie 2003/40/EG umgesetzt. Es muss „keimfrei“ sein, und für eine Reihe natürlich vorkommender Stoffe, die in höheren Dosen aufgenommen ein langfristiges Gesundheitsrisiko darstellen können, sind Höchstgrenzen festgesetzt. Anders als für Trinkwasser gibt es für Mineralwasser allgemein keine Höchstwerte für den Gehalt an Radioaktivität und Uran. Für Trinkwasser sind zudem dreimal so viele Schadstoff-Grenzwerte festgelegt wie für Mineralwasser.

Da Mineralwasser immer wieder durch den hohen Urangehalt auffällt, wäre eine entsprechende Kennzeichnungspflicht auf dem Etikett notwendig. Die technisch mögliche Reduzierung des Urangehalts ist nach den Vorgaben der Mineral- und Tafelwasserverordnung nicht erlaubt und bedürfte einer geänderten Regelung.

Das Bundesamt für Strahlenschutz hat 2002 den Gehalt an Radioaktivität in Mineralwasser untersucht und festgestellt, dass die Dosis für Erwachsene als gering einzustufen ist. Besondere Vorsicht ist allerdings angesagt, wenn Mineralwasser zur Herstellung von Säuglingsnahrung verwendet wird. Für Babys unter einem Jahr kann der Dosisrichtwert von 1 mSv/a zum Teil sehr deutlich überschritten werden. Seit 2003 darf die Kennzeichnung „geeignet für die Zubereitung von Säuglingsnahrung“ nur noch verwendet werden, wenn die Aktivitätskonzentration von Radium-226 den Wert 0,125 Bq/l und von Radium-228 den Wert 0,02 Bq/l nicht überschreiten sowie der Urangehalt unter 2 µg pro Liter liegt. Es ist aber fraglich, ob allen Eltern bewusst ist, dass Mineralwasser ohne die Kennzeichnung möglicherweise eine Gesundheitsgefahr für ihr Kind darstellt.

Obwohl der Mineralstoffbedarf über eine ausgewogene Ernährung abgedeckt ist, erfreut sich Mineralwasser einer immer größeren Beliebtheit. Es ist aber nur in Ausnahmefällen die bessere Alternative zu Trinkwasser aus der Leitung, etwa bei bakterieller Verunreinigung. Wer mag, kann Trinkwasser ohne Probleme „aufsprudeln“ und so auch die ökologischen Probleme durch den Transport von Mineralwasser vermeiden.

Welche Gefahren gehen von dem radioaktiven Edelgas Radon aus und wo kann es vorkommen?

Radon ist ein radioaktives, natürlich vorkommendes Edelgas, das durch die menschlichen Sinnesorgane nicht wahrgenommen werden kann. Es ist ein Produkt der natürlichen Uran- und Thorium-Zerfallsreihen. Radon entsteht dabei direkt aus dem Radium und wird laufend nachgeliefert. Für Radon-Belastungen ist in erster Linie Radon-222 verantwortlich, das eine Halbwertszeit von 3,8 Tagen hat.

  • Erdboden: Der Radon-Pegel in der Außenluft hängt vom lokalen Radonaustritt aus dem Erdboden ab. Relativ hohe Radon-Konzentrationen werden treten in vulkanischen Landstrichen und alten Erstarrungsgesteinen angetroffenauf. Radon ist ein Zerfallsprodukt des von Radium. Eine erhöhte Radon-Belastung in Innenräumen ist daher hauptsächlich auf radiumhaltige Bodenschichten zurückzuführen. Ein Teil des im Boden vorhandenen Radon-Gases dringt über winzige Risse und Spalten in die Kellerräume ein und verteilt sich mit nach oben abnehmender Konzentration im Gebäude. Radon ist sieben malsiebenmal schwerer als Luft.
  • Baumaterialien können Radon ausgasen, der baustoffbedingte Anteil an erhöhten Radonkonzentrationen ist jedoch in der Regel gering. Radon-Quellen können radiumhaltige Baustoffe (z.B. Granit, Bims, Gips, Schlackestein und -schüttungen) sein. Die Radon-Ausgasung hängt dabei vom Radiumgehalt des Baumaterials, der Wandstärke, Durchlässigkeit, Herstellung, Verputz, Glasur und Anstrich ab. Radon-Sonderquellen im Wohnbereich sind unter anderem Wecker/Uhren mit radiumhaltigen Leuchtziffern und Urankeramik.

Die Radon-Konzentration unterliegt starken Schwankungen.
Sie hängt ab von Wetterlagen, Jahreszeiten, Abstand vom Boden, Porosität und Dichte bei Boden und Baumaterial sowie der Luftwechselrate. Für Grenz- und Referenzwerte wird daher ein Jahresmittelwert herangezogen. Die Radon-Konzentrationen in Deutschland liegen im Mittel bei 50 Bq/m³ in Wohnräumen. An Orten mit Uranerzabbau treten Spitzenwerte von 2000-3000 Bq/m³ auf, vereinzelt sogar alarmierende Werte von 100.000 Bq/m³.
Seit 2019 werden sogenannte Radon-Vorsorgegebiete ermittelt, in denen zu erwarten ist, dass der Referenzwert von 300 Bq/m³ in mehr als zehn Prozent des Gebäudebestandes überschritten wird.

Etwa 50 % der jährlichen natürlichen Strahlenbelastung in Deutschland werden durch Inhalation von Radon und dessen Tochternukliden verursacht. Schädigend wirken vor allem die relativ kurzlebigen Folgeprodukte des Radons, die in kaskadenartiger Abfolge entstehen und energiereiche Alpha- und Betastrahlung aussenden. Angelagert an Aerosole werden sie mit jedem Atemzug in der Lunge ausgefiltert. Die erhaltene Lungendosis ist abhängig von Atemrate und Konzentration der radioaktiven Zerfallsprodukte. Gemäß Schätzungen sind 4-12 % aller Lungenkrebstoten auf Radonexposition zurückzuführen. Damit ist Radon nach dem Rauchen die zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs. Die Gleichzeitige Einwirkung von Tabakrauch oder Asbest/Mineralfasern erhöht das Risiko, durch Radon an Lungenkrebs zu erkranken.

Wie radioaktiv sind Baustoffe oder Fliesen?

Jedes Baumaterial enthält so wie das Untergrundgestein oder der Erdboden Spuren natürlicher radioaktiver Stoffe, insbesondere Uran-238, Thorium-232 und deren Zerfallsprodukte sowie Kalium-40. Das künstliche Radionuklid Cäsium-137 aus den oberirdischen Atomversuchen und dem Unfall von Tschernobyl ist mitunter in organischen Baumaterialien, wie z.B. Holz, zu finden.

Die Konzentration der Radionuklide variiert sowohl nach Art des Baustoffs als auch innerhalb gleichartigen Materials. Maßgebend dafür sind die Zusammensetzung, die Herkunft und das Herstellungsverfahren. Erstarrungs- und Ergussgesteine wie Granit, Tuff und Bims sind typisch für eventuell hohe Radioaktivitätsgehalte. Dagegen enthalten Sand, Kies, Kalkstein und Naturgips nur geringe Mengen an Radioaktivität. Ein Problem ist die Glasur bei Fliesen, die mitunter radioaktive Stoffe enthalten kann. Zur Farbgebung (rot, gelb, braun) werden uranhaltige Pigmente verwendet, wobei 2 mg Uran pro cm² erlaubt sind.

Durch die Verwendung belasteter Baustoffe tritt eine Erhöhung der Strahlenexposition in Wohnräumen auf, je nachdem wie viel davon verbaut wurde und wie lange die durchschnittliche Aufenthaltsdauer ist. Dabei liefert sowohl die äußere Belastung durch Gammastrahlung als auch die Belastung durch die Konzentration des exhalierten Radon und seiner kurzlebigen Folgeprodukte in der Raumluft einen Beitrag. Für einen erhöhten Radongehalt in der Raumluft spielt die Ausgasung aus Baumaterialien jedoch in der Regel eine untergeordnete Rolle.

Zur Bewertung der Strahlenbelastung durch Baustoffe kann der Activity Concentration Index der EU (ACI < 1) herangezogen werden. Er berechnet sich aus der Summe der gewichteten Aktivitäten von Kalium-40, Radium-226 und Thorium-232. Die Gewichtung berücksichtigt die relative Schädlichkeit für den Menschen. Seit 2018 gilt in Deutschland ein erweiterter Index, der auch die Materialdichte und Wandstärke berücksichtigt. Baustoffe mit einem Wert des ACI von über 1 sollten gemäß offiziellen Empfehlungen nicht in größeren Mengen verbaut werden. Dem Minimierungsgebot entsprechend empfiehlt das Umweltinstitut München einen ACI-Wert von kleiner als 0,5 für Baustoffe, die in größeren Mengen verwendet werden.

Generell gilt, dass es keine Grenze gibt, unterhalb der Radioaktivität noch ungefährlich wäre. Deshalb sollten auf eine Minimierung der Strahlenbelastung in Wohnräumen geachtet werden.

Wie radioaktiv sind Schmucksteine?

Die Farbe von Edelsteinen und Halbedelsteinen kann durch ionisierende Strahlung verändert oder intensiviert werden. Dies geschieht in der Natur durch die in der Erde vorhandenen natürlich vorkommenden Radionuklide. Der Effekt kann auch durch künstliche Bestrahlung der Steine hervorgerufen werden.

In der Regel wird dazu Elektronen- oder Gammastrahlung eingesetzt. Dann entsteht keinerlei Aktivität in den Steinen, das Tragen ist unbedenklich. Schmucksteine können aber auch mit Neutronen bestrahlt werden. Dies geschieht eher selten, weil es aufwändiger und komplizierter ist. Am Forschungsreaktor der Universität in Delft, Holland, wurden aber z.B. auch Schmucksteine bestrahlt. Bei Neutronenbestrahlung werden in den Steinen verschiedene Radionuklide gebildet. Die Strahlenbelastung kann aufgrund langer Abklingzeiten bis zu zwei Jahre anhalten. Beim Tragen eines solchen Schmucks wirkt die Strahlung auf die Haut ein.

Am häufigsten werden Topase bestrahlt, die dadurch eine intensive blaue Farbe erhalten. Aber auch bei Rubin, Saphir, Aquamarin, Turmalin oder Diamanten wird die Farbe durch Bestrahlung verbessert. So werden z.B. gern die so genannten „Katzenaugen“ mit Neutronen bestrahlt, da sich dann die gelbe Farbe in dunkelbraun wandelt und die Steine wertvoller sind.

Entsprechend dem Minimierungsgebot der Strahlenschutzverordnung sollte jede unnötige, Strahlenexposition unbedingt vermieden werden. Grundsätzlich raten wir davon ab, mit Neutronen bestrahlte und aktivierte Edelsteine zu tragen. Deshalb sollte man sich bereits beim Kauf der Steine davon überzeugen, dass sie nicht radioaktiv sind. Die Händler:innen können darüber Auskunft geben.

Ist Spielzeug, das im Dunkeln leuchtet, schädlich?

Früher wurden z.B. in Lichtschaltern und Leuchtziffern von Uhren sowie Leuchtfarben stark strahlende radioaktive Stoffe eingesetzt, die einen Dauerleuchteffekt unabhängig von der vorherigen Lichteinstrahlung verursachten.

Der Einsatz dieser stark strahlenden Zusätze wie z.B. Radium wurde ca. 1960 eingestellt und ist verboten. Schwach strahlende Radionuklide werden demgegenüber häufig eingesetzt, z.B. in Leuchtstofflampen und Gaslichtglühstrümpfen für Campinggasleuchten. Verboten ist gemäß Strahlenschutzverordnung der Zusatz von radioaktiven Stoffen in Spielzeug, Kosmetika und Schmuck sowie in Lebens- und Futtermitteln.

Heutzutage gekauftes Spielzeug leuchtet in der Regel nur dann, wenn es mit Licht bestrahlt wurde und daraufhin im Dunkeln für eine begrenzte Zeit leuchtet. Es handelt sich dann um das Phänomen der Lumineszenz (Fluoreszenz oder Phosphoreszenz).

Der Einsatz radioaktiver Stoffe in Spielzeug lässt sich leicht überprüfen, denn in einem solchen Fall sollte das Spielzeug auch ohne Bestrahlung stets, also Tag und Nacht, leuchten können. Dagegen ist bei Lumineszenz nach einer gewissen Zeit, d.h. nach vollständiger Abgabe der eingestrahlten Energie, die Leuchtkraft erschöpft.

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