Was ist ionisierende Strahlung?
Alle Radionuklide werden eindeutig durch die Art der von ihnen ausgesandten Strahlung, die Energie der Strahlung und ihre Halbwertszeit identifiziert.
Die Aktivität – als Maß für die Menge eines vorhandenen Radionuklids – wird in der Einheit Becquerel (Bq) angegeben: ein Becquerel ist ein Zerfall pro Sekunde. Die Halbwertszeit ist die Zeit, die benötigt wird, bis die Aktivität eines Radionuklids durch Zerfall auf die Hälfte des Ausgangswertes abgenommen hat. Die Halbwertszeit eines radioaktiven Elements ist die Zeit, die es braucht, bis die Hälfte seiner Atome zerfallen ist. Sie kann von einem Bruchteil einer Sekunde bis zu Millionen von Jahren reichen (z.B. hat Jod-131 eine Halbwertszeit von 8 Tagen, während Kohlenstoff-14 eine Halbwertszeit von 5730 Jahren hat).
Strahlungsquellen
Der Mensch ist täglich sowohl natürlichen als auch vom Menschen verursachten Strahlungsquellen ausgesetzt. Natürliche Strahlung stammt aus vielen Quellen, darunter mehr als 60 natürlich vorkommende radioaktive Stoffe, die in Boden, Wasser und Luft vorkommen. Radon, ein natürlich vorkommendes Gas, tritt aus Gestein und Boden aus und ist die Hauptquelle natürlicher Strahlung. Jeden Tag atmen Menschen Radionuklide ein und nehmen sie über Luft, Nahrung und Wasser auf.
Der Mensch ist auch der natürlichen Strahlung der kosmischen Strahlung ausgesetzt, besonders in großer Höhe. Im Durchschnitt sind 80 % der jährlichen Dosis der Hintergrundstrahlung, die ein Mensch erhält, auf natürlich vorkommende terrestrische und kosmische Strahlungsquellen zurückzuführen. Die Werte der Hintergrundstrahlung variieren geografisch aufgrund geologischer Unterschiede. In bestimmten Gebieten kann die Strahlenbelastung mehr als 200-mal höher sein als der globale Durchschnitt.
Die Strahlenbelastung des Menschen stammt auch aus vom Menschen geschaffenen Quellen, die von der Erzeugung von Kernkraft bis zur medizinischen Nutzung von Strahlung für Diagnose und Behandlung reichen. Heute sind die häufigsten vom Menschen verursachten Quellen ionisierender Strahlung medizinische Geräte, einschließlich Röntgengeräte.
Exposition gegenüber ionisierender Strahlung
Die Strahlenexposition kann intern oder extern sein und über verschiedene Expositionspfade erfolgen.
Die interne Exposition gegenüber ionisierender Strahlung tritt auf, wenn ein Radionuklid eingeatmet, verschluckt wird oder auf andere Weise in den Blutkreislauf gelangt (z. B. durch Injektion oder durch Wunden). Die innere Exposition endet, wenn das Radionuklid aus dem Körper ausgeschieden wird, entweder spontan (z. B. durch Ausscheidungen) oder als Ergebnis einer Behandlung.
Eine äußere Exposition kann auftreten, wenn sich in der Luft befindliches radioaktives Material (z. B. Staub, Flüssigkeit oder Aerosole) auf der Haut oder Kleidung ablagert. Diese Art von radioaktivem Material kann oft durch einfaches Waschen vom Körper entfernt werden.
Eine Exposition gegenüber ionisierender Strahlung kann auch durch Bestrahlung aus einer externen Quelle entstehen, wie z. B. medizinische Strahlenbelastung durch Röntgenstrahlen. Externe Bestrahlung hört auf, wenn die Strahlungsquelle abgeschirmt wird oder wenn sich die Person außerhalb des Strahlungsfeldes bewegt.
Personen können ionisierender Strahlung unter verschiedenen Umständen ausgesetzt sein, zu Hause oder an öffentlichen Plätzen (öffentliche Exposition), an ihrem Arbeitsplatz (berufliche Exposition) oder in einer medizinischen Umgebung (wie Patienten, Pflegepersonal und Freiwillige).
Die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung kann in 3 Expositionssituationen eingeteilt werden. Die erste, geplante Expositionssituationen, resultieren aus der bewussten Einführung und dem Betrieb von Strahlungsquellen mit bestimmten Zwecken, wie es bei der medizinischen Nutzung von Strahlung zur Diagnose oder Behandlung von Patienten oder der Nutzung von Strahlung in der Industrie oder Forschung der Fall ist. Die zweite Art von Situationen, bestehende Expositionen, liegt vor, wenn bereits eine Strahlenexposition besteht und eine Entscheidung über die Kontrolle getroffen werden muss – zum Beispiel die Exposition durch Radon in Wohnungen oder am Arbeitsplatz oder die Exposition durch natürliche Hintergrundstrahlung aus der Umwelt. Die letzte Art, Notfall-Expositionssituationen, resultieren aus unerwarteten Ereignissen, die eine sofortige Reaktion erfordern, wie z. B. nukleare Unfälle oder böswillige Handlungen.
Die medizinische Nutzung von Strahlung macht 98 % des Dosisbeitrags der Bevölkerung aus allen künstlichen Quellen aus und repräsentiert 20 % der Gesamtexposition der Bevölkerung. Jährlich werden weltweit mehr als 3600 Millionen diagnostische radiologische Untersuchungen, 37 Millionen nuklearmedizinische Eingriffe und 7,5 Millionen strahlentherapeutische Behandlungen durchgeführt.
Gesundheitsauswirkungen ionisierender Strahlung
Die Schädigung von Gewebe und/oder Organen durch Strahlung hängt von der empfangenen Strahlendosis oder der absorbierten Dosis ab, die in einer Einheit namens Gray (Gy) ausgedrückt wird. Die mögliche Schädigung durch eine absorbierte Dosis hängt von der Art der Strahlung und der Empfindlichkeit der verschiedenen Gewebe und Organe ab.
Die effektive Dosis wird verwendet, um ionisierende Strahlung in Bezug auf das Schadenspotenzial zu messen. Das Sievert (Sv) ist die Einheit der effektiven Dosis, die die Art der Strahlung und die Empfindlichkeit von Geweben und Organen berücksichtigt. Es ist eine Möglichkeit, ionisierende Strahlung in Bezug auf das Schadenspotenzial zu messen. Die Sv berücksichtigt die Art der Strahlung und die Empfindlichkeit von Geweben und Organen.
Die Sv ist eine sehr große Einheit, daher ist es praktischer, kleinere Einheiten wie Millisievert (mSv) oder Mikrosievert (μSv) zu verwenden. In einem mSv sind eintausend μSv und in einem Sv eintausend mSv enthalten. Zusätzlich zur Strahlungsmenge (Dosis) ist es oft sinnvoll, die Geschwindigkeit auszudrücken, mit der diese Dosis abgegeben wird (Dosisleistung), z. B. Mikrosievert pro Stunde (μSv/Stunde) oder Millisievert pro Jahr (mSv/Jahr).
Ab einem bestimmten Schwellenwert kann die Strahlung die Funktion von Geweben und/oder Organen beeinträchtigen und akute Wirkungen wie Hautrötung, Haarausfall, Strahlenverbrennungen oder ein akutes Strahlensyndrom hervorrufen. Diese Wirkungen sind bei höheren Dosen und höheren Dosisleistungen stärker ausgeprägt. Die Dosisschwelle für ein akutes Strahlensyndrom liegt z. B. bei ca. 1 Sv (1000 mSv).
Ist die Strahlendosis niedrig und/oder wird sie über einen langen Zeitraum abgegeben (niedrige Dosisleistung), ist das Risiko wesentlich geringer, da die Wahrscheinlichkeit, den Schaden zu reparieren, größer ist. Es besteht jedoch immer noch das Risiko von Langzeiteffekten wie Krebs, die Jahre oder sogar Jahrzehnte später auftreten können. Solche Effekte treten nicht immer auf, aber ihre Wahrscheinlichkeit ist proportional zur Strahlendosis. Dieses Risiko ist bei Kindern und Jugendlichen höher, da sie deutlich empfindlicher auf Strahlenbelastung reagieren als Erwachsene.
Epidemiologische Studien an Bevölkerungsgruppen, die Strahlung ausgesetzt waren, wie z.B. Atombombenüberlebende oder Strahlentherapiepatienten, zeigten eine signifikante Erhöhung des Krebsrisikos bei Dosen über 100 mSv. In jüngerer Zeit deuten einige epidemiologische Studien an Personen, die während der Kindheit medizinischen Expositionen ausgesetzt waren (pädiatrische CT), darauf hin, dass das Krebsrisiko auch bei niedrigeren Dosen (zwischen 50-100 mSv) ansteigen kann.
Eine vorgeburtliche Exposition gegenüber ionisierender Strahlung kann bei Föten nach einer akuten Dosis von mehr als 100 mSv zwischen der 8. und 15. Schwangerschaftswoche und 200 mSv zwischen der 16. und 25. Schwangerschaftswoche zu Hirnschäden führen. Vor der 8. oder nach der 25. Schwangerschaftswoche haben Humanstudien kein Strahlenrisiko für die fötale Hirnentwicklung gezeigt. Epidemiologische Studien deuten darauf hin, dass das Krebsrisiko nach einer fetalen Strahlenexposition ähnlich hoch ist wie das Risiko nach einer Exposition in der frühen Kindheit.
Antwort der WHO
Die WHO hat ein Strahlenprogramm zum Schutz von Patienten, Arbeitern und der Öffentlichkeit vor den Gesundheitsrisiken einer Strahlenexposition in geplanten, bestehenden und Notfall-Expositionssituationen eingerichtet. Dieses Programm konzentriert sich auf die gesundheitlichen Aspekte des Strahlenschutzes und umfasst Aktivitäten im Zusammenhang mit der Bewertung, dem Management und der Kommunikation von Strahlenrisiken.
In Übereinstimmung mit ihrer Kernfunktion „Normen und Standards zu setzen und deren Umsetzung zu fördern und zu überwachen“ hat die WHO mit 7 anderen internationalen Organisationen bei der Überarbeitung und Aktualisierung der internationalen Strahlenschutzgrundnormen (BSS) zusammengearbeitet. Die WHO hat die neuen internationalen BSS im Jahr 2012 verabschiedet und arbeitet derzeit daran, die Umsetzung der BSS in ihren Mitgliedsstaaten zu unterstützen.