Biologische Wirkung der Radioaktivität

Jeder weiß, dass radioaktive Strahlung für den Menschen gefährlich ist, aber was verursacht sie eigentlich im Körper? Ihr Eindringen führt vor allem zur Erzeugung von Ionen, indem etwa Elektronen aus den Atomhüllen abgelöst werden. Deshalb spricht man auch von ionisierender Strahlung. Weiters kommt es zur Spaltung von Molekülen und zur Erzeugung von freien Radikalen. Das sind chemisch sehr aggressive Molekülteile mit ungepaarten Elektronen.

Vereinfachte Wirkung radioaktiver Strahlung: `\alpha`-Teilchen dringen nicht tief ein, haben aber eine sehr hohe lonisationsdichte. `\beta`-Teilchen dringen bei geringerer lonisationsdichte viel tiefer ein. `\beta`-Teilchen zerstrahlen zum Schluss zu 2 Photonen. `\gamma`-Teilchen erzeugen ein Elektron-Positron-Paar. Diese wirken dann wie `\beta`-Teilchen.

Wird das Zellplasma von radioaktiver Strahlung getroffen, hat das meist keine Folgen. Wird aber die DNS im Zellkern getroffen, kann es zu bleibenden Schäden kommen. Kann sich die Zelle nicht reparieren, stirbt sie oder mutiert gar zu einer Krebszelle. Befinden sich die Zellen gerade in Teilung, so ist eine Reparatur generell nicht möglich. Deshalb sind zellbildende Organe sehr strahlungsempfindlich, etwa Knochenmark oder Lymphknoten. Auch Embryos und Kinder im Wachstum sind deshalb besonders gefährdet.

Beschädigungen der Desoxyribonukleinsäure (DNS): a) Bruch der Basengruppen; b) Einzelstrangbruch; c) nicht zu reparierender Doppelstrangbruch.

Die Aktivität einer Strahlungsquelle sagt wenig über ihre körperliche Wirkung aus. Das liegt an den unterschiedlich großen Reichweiten und somit auch Eindringtiefen (siehe Tabelle). So fliegt der Großteil der `\gamma`-Teilchen problemlos durch deinen Körper. `\alpha`-Teilchen sind leicht abzuschirmen und von außen keine große Gefahr. Werden sie aber in den Körper aufgenommen, können sie extrem gefährlich sein.

Die durchschnittliche jährliche Aquivalentdosis der Österreicher beträgt 4,3 Milli-Sievert.

Die durchschnittliche Strahlungsbelastung in Österreich liegt bei etwas über 4 mSv pro Jahr. Etwa die Hälfte ist auf natürliche Strahlung zurückzuführen. Den größten Teil davon macht wiederum das natürlich vorkommende Edelgas Radon aus. Dieses gelangt aus den obersten Bodenschichten in Atmosphäre, Grundwasser und Gebäude. Im Mittel findet sich in der Luft nur ein einziges Radonatom pro 1021 Moleküle. Radon ist damit der seltenste Bestandteil der Luft.

Man schätzt, dass trotzdem rund 15% aller Lungenkrebstodesfälle auf dieses Gas zurückzuführen sind. Gute Belüftung der Räume kann davor in einem gewissen Maß schützen.

Die Uran-Radium-Reihe: Durch den Zerfall des natürlichen Nuklids U-238 entstehen fortlaufend radioaktive Nuklide, unter anderem auch Radon und das vom Ehepaar Curie entdeckte Polonium und Radium. Am Ende bildet sich das stabile Bleiisotop Pb-206.

Personen, die berufsbedingt ionisierender Strahlung ausgesetzt sind (etwa Ärzte oder Physiker), dürfen vom Gesetz her maximal mit 20 mSv pro Jahr belastet werden. Das kann man zum Beispiel mit Dosimetern überwachen.

Dosimeter werden meistens auf der Brust getragen und einmal im Monat ausgewertet.