Ionisierende Strahlung: Grundlagen des Strahlenschutzes
Ionisierende Strahlung wird in zwei Wirkklassen eingeteilt. Sie kann eine deterministische und eine stochastische Wirkung aufweisen. Eine deterministische Wirkungen tritt auf, wenn ein gewisser Schwellenwert der Dosis überschritten wurde. In diesem Fall können Strahlenschäden direkt an Organen und Geweben sichtbar werden. Bei der stochastischen Wirkung können dagegen keine direkten Schäden beobachtet werden. Hier geht es um eine Schädigung des Erbguts, wodurch mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit Zellmutationen ausgelöst werden. Für die stochastische Wirkung gibt es – im Gegensatz zur deterministischen Wirkung – keinen Grenzwert.
| Deterministische Strahlenwirkung | Stochastische Strahlenwirkung | |
| Folgen |
Direkt auftretende Schädigung am Körpergewebe oder an Organen |
Schädigung der DNA. Auswirkungen werden erst später sichtbar |
| Ursache | Zelltod bzw. Zell-Fehlfunktion | Mutierte Zellen, die sich vermehren |
| Dosis-Abhängigkeit | Höhere Strahlendosis bedeutet größeren Strahlenschaden | Die Wahrscheinlichkeit eines Strahlenschadens steigt mit der Strahlendosis |
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Schwellenwert/ Dosis |
Erwachsener: ca. 500 mSv Kind: ca. 50-100 mSv |
Kein Schwellenwert |
| Mögliche Auswirkungen | Haarausfall, Hautrötungen, Strahlenkrankheit, Hirnschäden, Unfruchtbarkeit usw. | Leukämie, Krebs, vererbbare Schädigungen |
Ausgehend von dieser Betrachtungsweise gilt nun für den Strahlenschutz, dass deterministische Strahlenwirkungen zuverlässig vermieden und stochastische Wirkungen auf das nötige Minimum reduziert werden sollten. Durch die Festlegung bestimmter Dosisgrenzwerte können deterministische Strahlenwirkungen nahezu ausgeschlossen werden. Um auch die stochastischen Wirkungen so weit wie möglich zu reduzieren, wurden von der internationalen Strahlenschutzkommission drei Empfehlungen ausgesprochen. Diese wurden anschließend in einer EU-Richtlinie (Euratom/2013/59) rechtsverbindlich festgelegt. Die drei Grundsätze zur Reduzierung stochastischer Strahlenwirkungen lauten:
1. Rechtfertigung
2. Begrenzung
3. Optimierung
1. Gebot der Rechtfertigung
Eine Anwendung und Nutzung von ionisierender Strahlung und radioaktiven Stoffen durch den Menschen muss stets gerechtfertigt sein. Das Rechtfertigungsgebot gilt auch dann, wenn Personen einer neuen Tätigkeit nachgehen und eine erhöhte natürliche Strahlung zu erwarten ist (z. B. bei Höhenstrahlung im Flugverkehr oder Radongas in einem Bergwerk). Das bedeutet, dass die Aufnahme einer solchen Tätigkeit aufgrund des Rechtfertigungsgebots nur dann zulässig ist, wenn mit der Tätigkeit ein Nutzen für den Einzelnen und die Gesellschaft verbunden ist. Damit die Aufnahme einer solchen Tätigkeit als angemessen gilt, sollte der Nutzen größer sein, als die zu erwartende Schädigung. Auch bei der Diagnostik und der Behandlung von Patienten in der Medizin ist eine rechtfertigende Indikation notwendig. Bevor ein Patient mit ionisierender Strahlung (z. B. Röntgenstrahlung) untersucht oder behandelt wird, sollte das Kosten-Nutzen-Verhältnis beachtet werden.
2. Gebot der Begrenzung
Dieses Gebot sorgt dafür, dass Strahlendosen bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. Dabei ist zu beachten, dass für die Bevölkerung und für Menschen an Arbeitsplätzen hinsichtlich der Strahlenexposition verschiedene Grenzwerte gelten.
- Grenzwert der Strahlenexposition für die Bevölkerung
Dieser Grenzwert bestimmt, wie viel ionisierende Strahlung eine Person durch gerechtfertigte Tätigkeiten maximal aufnehmen darf. Der Grenzwert für die Bevölkerung wird oftmals weiter unterteilt, indem man verschiedene Belastungspfade unterscheidet. Der Belastungspfad gibt an, auf welche Art ein Mensch einer Strahlenexposition ausgesetzt ist. Die Belastung kann beispielsweise durch Einatmen (Inhalation), durch Aufnahme von Nahrungsmitteln (Ingestion) oder durch die äußere Umgebungsstrahlung entstehen. Grenzwerte für die einzelnen Belastungspfade sorgen jeweils dafür, dass die Gesamtgrenzwerte für die Organdosen und die effektive Dosis eingehalten werden. So soll ausgeschlossen werden, dass nicht ein einziger Belastungspfad für die Gesamtbelastung verantwortlich ist.
- Grenzwert der Strahlenexposition im Beruf
Bei der Strahlenexposition im Beruf werden verschiedene Grenzwerte definiert. So gibt es z. B. Grenzwerte:
- für den gesamten Körper oder einzelne Organe
- für bestimmte Zeiträume (Monat, Jahr, Berufsleben, usw.)
- für bestimmte Personengruppen (Schwangere, Jugendliche, Erwachsene, usw.)
- Grenzwerte der Strahlenexposition in der Medizin
In der Medizin gelten keine Grenzwerte für die Strahlenexposition, die bei der Diagnostik oder einer medizinischen Therapie auftritt. Es gilt jedoch der Grundsatz der rechtfertigenden Indikation durch einen Arzt. Darüber hinaus gilt in der Medizin auch das Gebot der Optimierung.
3. Gebot der Optimierung
Auch wenn eine Tätigkeit mit einer erhöhten Strahlenexposition gerechtfertigt ist, gilt dennoch der Grundsatz der Optimierung. Dieser besagt, das unnötige Kontaminationen und Strahlenbelastungen unter allen Umständen vermieden werden müssen. Das Optimierungsgebot fordert zudem, dass die Wahrscheinlichkeit einer Strahlenexposition so gering wie möglich zu halten ist. Zusätzlich sollen möglichst wenig Personen einer Strahlung ausgesetzt werden. Lässt sich eine Exposition nicht verhindern, dann ist darauf zu achten, dass die Dosis für jede Einzelperson möglichst gering zu halten ist.
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