Radioaktivität und dessen Folgen

Radioaktivität

Radioaktivität ist eine physikalische Eigenschaft bestimmter Atome, d.h. Atome mit instabilen Atomkern, die spontan und ohne äußere Einwirkung zerfallen und somit Energie in Form von radioaktiver Strahlung abgeben.

Die Maßeinheit Sievert (Sv) ist das Maß für die vom Körper aufgenommene Energiedosis unter Berücksichtigung der biologischen Wirkung. Sie dient zur Bestimmung der Strahlenbelastung des Organismus und der Analyse von Strahlenrisiken.
Die sogenannte natürliche Hintergrundstrahlung, die aus dem Boden, aus dem All kommt, liegt bei etwa 1 mSv/a.
Für Erwachsene gilt eine Strahlendosis von 0,0001 mSv/h bzw. 0,1 µSv/h i.d.R. als vertretbar. Für Kinder, vor allen für Säuglinge liegt die Grenze jedoch darunter. Das Ungeborene reagiert sogar noch empfindlicher auf Radioaktivität.
Die maximale Dosis für beruflich Strahlenexponierte (zB.: Röntgen-MTA, AKW- Mitarbeiter) liegt bei 20 mSv/a.

Zum Vergl.: In Japan liegt die Grenze bei 100 mSv/a.
Klinische Symptome chronischer Strahlenschäden treten bereits ab ca. 150 mSv/a auf.

Becquerel (Bq) ist das Maß für den radioaktiven Zerfall pro Sekunde d.h.: 1 Bq ist der radioaktive Zerfall eines Atomkerns pro Sekunde.

Gray ist die Einheit für die Energiedosis, die durch ionisierende, also radioaktive Strahlung hervorgerufen und durch Masse absorbiert wird.

Somit ist das Gray ein Maß für Energie, was pro Masse angegeben wird. Ein Gray entspricht ein J/kg. J = Joule.

 

Die Strahlenkrankheit      ICD 10 T 66

Sie wird durch Einwirkung ionisierender Strahlung auf den biologischen Organismus hervor gerufen. Der Verlauf einer Strahlenkrankheit ist von der Dosis, Einwirkzeit und der Art der radioaktiven Strahlung abhängig.
Die Strahlung führt i.d.R. nicht zum sofortigen Zelltod, sondern zum Verlust der Teilungsfähigkeit der Zellen. Dabei wird die DNA  der Zellen wie in einen Domino-Effekt verändert, bzw. zerstört, was eine maligne Entartung oder den Zelltod nach sich zieht. 
Jede Zelle trägt eine DNA, in der die Erbinformationen gespeichert sind. Die Zellen bilden Gewebe, zB. Muskelgewebe, Fettgewebe, Organe, Organsysteme  usw.
Bei sehr geringen Strahlendosen greifen die körpereigenen Reparaturmechanismen in den Zellen ein, zB. nach einer MRT oder CT-Untersuchung.

Je höher die Strahlendosis pro Zeiteinheit, je aggressiver die Strahlung, desto früher und ausgeprägter tritt die Erstsymptomatik einer Strahlenkrankheit ein.

Die Alpha-Strahlung (z.B. durch Plutonium, Radon) wirkt auf kurzer Distanz sehr aggressiv. Radioaktive Partikel können über die Atemwege, Hautkontakt etc. eindringen.
Beta-Strahlen (z.B. durch Strontium90, Jod131), weisen eine hohe Eindringtiefe auf.
Gamma-Strahlen sind die energiereichsten radioaktiven Strahlen (z.B. Cobalt60) und wirken über große Distanzen. Die Partikel reichern sich im Körper an, die Symptome treten jedoch erst nach einiger Zeit auf.
Die Neutronenstrahlung (z.B. Natrium24), ist sehr aggressiv und hat eine Reichweite von 500m. Sie nimmt jedoch stark an Energie ab, je mehr Objekte durchdrungen wurden. Den Menschen durchdringt sie komplett.
Dieser Strahlentyp entsteht durch Isotope, die durch Neutronen aktiviert, d.h. radioaktiv gemacht werden. Somit wird ,,normales“ Natrium23 in radioaktives Natrium24 umgewandelt.

Jedes Gewebe besteht aus unterschiedlichen Zelltypen mit unterschiedlicher Teilungsrate und Stammzellfraktion, zB. die Schleimhaut reagiert sensibler auf ionisierende Strahlen als das Knochengewebe, was eine niedrigere Zellteilungsrate hat. D.h.: Die Zellneubildung im Knochengewebe findet somit eher langsam statt.
Dem entsprechend treten in solchen Geweben die Schäden durch eine Strahlung erst viel später (nach Wochen bis Monaten) auf.

Symptome nach kurzzeitiger Strahleneinwirkung, je nach Energieintensität:

 

0,2 - 0,5 Sv    

Keine subjektiven Symptome, im Blutbild ist jedoch eine verminderte Erythrozytenzahl (rote Blutkörperchen) nachweisbar.

 

0,5 - 1,0 Sv    

 ,,Strahlenkater“ mit Kopfschmerzen, erhöhter Infektanfälligkeit und temporärer Sterilität bei Männern.

 

1 - 2 Sv          

Leichte Strahlenkrankheit (LD 10/30) 
LD = Letale (tödliche) Dosis, d.h.: Anzahl der Todesfälle in % innerhalb einer bestimmten Anzahl von Tagen.

Hier: 10% der Betroffenen sterben innerhalb von 30 Tagen.                          
Die Symptomatik (Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerzen) beginnt innerhalb von 3 bis 6 Stunden nach der Verstrahlung und dauert einige Stunden bis Tage an.
Nach Abklingen der Symptome tritt eine 10 bis 14 tägige Erholungsphase mit nachfolgend leichteren Symptomen wie Abgeschlagenheit und Unwohlsein ein, die etwa 4 Wochen andauern. Zu dem besteht eine schlechte Wundheilung und erhöhtes Infektionsrisiko.

 

2 - 3 Sv    

Mittelschwere Strahlenkrankheit (LD 35/30). Die zuvor genannten Symptome nehmen stark zu. Signifikante Sterblichkeit.
Beginn: 1 bis 6 Stunden nach der Verstrahlung mit ca. 2 Tagen Dauer.
Erholungsphase: 7 bis 14 Tage. Anschließend Unwohlsein, Haarausfall, Müdigkeit, starker Abfall der Leukozyten, stark erhöhte Infektanfälligkeit, permanente Sterilität. Es dauert ein bis mehrere Monate, bis die Symptome abklingen.

 

3 - 4 Sv       

Schwere Strahlenkrankheit (LD 50/35), wie bei der mittelschweren Strahlenkrankheit beschrieben, jedoch mit zusätzlichen Symptomen nach der Erholungsphase, wie z.B. Diarrhö, innere Blutungen.

 

4 - 6 Sv       

Schwerste Strahlenkrankheit (LD 60/30), sehr hohe Sterblichkeit.
Symptome treten nach 30 Min. bis 2 Stunden auf und dauern ca. 2 Tage an. Erholungsphase: 7 bis 14 Tagen, anschließend Symptomatik wie bei der schweren Strahlenkrankheit beschrieben, jedoch deutlich ausgeprägter. Eine deutliche Verbesserung ist erst nach einigen Monaten bis zu einem Jahr zu erwarten, wenn nicht vorher der Tod, meist nach 2 bis 12 Wochen, durch innere Blutung, einer Infektion bzw. durch andere Komplikationen eintritt.

 

6 - 10 Sv     

(LD 100/14). Erstsymptome nach 15 bis 30 Min., bis zu 2 Tagen andauernd.
Zu den bereits genannten Symptomen kommen noch Folgende dazu: Zerstörung des Knochenmarks, schwere Schäden im Gastrointestinaltrakt mit inneren Blutungen, Sepsis etc. 

Eine Besserung würde erst nach mehreren Jahren und auch nur mit Folgeschäden eintreten.

 

10 - 20 Sv  

(LD 100/7), wie bei 6 bis 10 Sv beschrieben, jedoch höhere 
Sterblichkeit.

 

20 - 50 Sv    (LD 100/3)
Über 50 Sv : Sofortige Desorientiertheit, Koma, innerhalb von Sekunden bis Minuten.
Der Tod folgt nach wenigen Stunden durch das völliges Versagen des Nervensystems mit Hirntod.

 

Je nach Art und Einwirkung der Strahlung, kommen noch weitere Symptome hinzu:
An der Haut führt diese, durch die hohe Energieintensität zu thermischen Reizungen, wie es bei Verbrennungen bekannt ist; zu (juckenden) Hautrötungen, Blasen, Geschwüren und Nekrosen (lokaler Gewebetod).
Schleimhautblutungen, insbesondere im Gastrointestinaltrakt treten aufgrund der Thrombopenie auf. Auch andere wichtige Zellen für eine intakte Blutgerinnung werden im Knochenmark nicht mehr nachgebildet. Denn die Fähigkeit zur Zellneubildung ist sehr stark beeinträchtigt, was sich als erstes bei kurzlebigen Zellen, wie den Thrombozyten, Zellen der Schleimhaut (Mund, Magen-Darm-Trakt) bemerkbar macht.
Das Knochenmark, wichtig für die Bildung der Blutzellen ist geschädigt. So auch die Erythrozyten, die für den Sauerstofftransport von der Lunge zu den Zellen zuständig sind. Die Zellen haben jedoch, aufgrund der Strahlenschädigung einen höheren Energie-und Sauerstoffbedarf, da der Körper versucht, diese Zellen zu reparieren. Kreislaufprobleme bis hin zum Schock treten auf.


Die Übelkeit und das Erbrechen sind einerseits durch das zentrale Nervensystem (ZNS) und anderseits durch die entstandenen Magengeschwüre bedingt. Durch die Darmgeschwüre und der fehlenden Fähigkeit Wasser aus dem Darm zu resorbieren wird eine Diarrhö (Durchfall) verursacht. Das führt wiederum zu massiven Störungen im Wasser-und Elektrolythaushalt mit nachfolgenden Kreislaufproblemen.
Die Appetitlosigkeit erklärt sich durch die schmerzhaften Magen-und Darmgeschwüre bei schlechten Allgemeinzustand (AZ).
Die Veränderungen im Blutbild führen auch zu einem erhöhten Infektionsrisiko, da wichtige Zellen für die Immunabwehr im Knochenmark nicht mehr bzw. nur unzureichend gebildet werden.
Durch die Schädigung im zentralen und peripheren Nervensystem treten neben Kopfschmerzen eine Benommenheit, Ataxie, Tremor, Krampfanfälle, Fieber und Müdigkeit auf.

 

Strahlenschäden

Akute Strahlenkrankheit mit Hautschädigung an den Extremitäten bei Kontamination mit radioaktiver Flüssigkeit.

   

Strahlenschäden an den Beinen (Bild links) und an der rechten Hand mit Pilzbefall am 8. Tag bei Zustand nach Kritikalitätsunfall (Bild rechts). Der Pilzbefall ist durch die stark herab gesetzte Immunabwehr bedingt.

 

Langzeitschäden in Folge einer Strahlenkrankheit

Überlebende einer Strahlenkrankheit leiden je nach Strahlendosis an Spätfolgen, wie z.B. Appetitlosigkeit, Müdigkeit, Immunschwäche, Schäden am Erbgut, Krebserkrankungen, z.B. Schilddrüsenkrebs und Leukämie.
Diese Patienten sind teilweise komplett arbeitsunfähig.

Strontium90 ist dem Calcium chemisch sehr ähnlich und wird somit vom Körper mit Calcium ,,verwechselt'' und in das Knochengewebe eingebaut. Dadurch kann sehr leicht eine Leukämie verursachen werden.
Cäsium137 lagert sich z.B. in Pflanzen, Pilzen usw. ein, erreicht somit sehr schnell die Nahrungskette. Es richtet Schäden im Muskelgewebe und den Nieren an.

 

Folgeschäden für die Nachkommen

Mutation = Veränderung des genetischen Materials in der Zelle.
Gen-oder Chromosomenmutationen wirken sich vorwiegend auf höher entwickelte Lebewesen nachhaltig aus, z.B. nach einer Strahlenexposition.

Sie führen zu Totgeburten, Missbildungen und weiteren Krankheiten.

Die zunehmende Radioaktivität der Umwelt (AKWs, Wiederaufbereitungsanlagen, Atommüll) erhöht dauerhaft die Mutationsrate und kann zu einer genetischen Zeitbombe werden. D.h.: Nachfolgende Generationen mit genetischen Strahlenschäden!

 

Akuttherapie der Strahlenkrankheit

Dekontamination durch waschen und duschen und die Entsorgung der kontaminierten Kleidung um die Einwirkung der Strahlung auf dem Körper zu reduzieren.
Symptomatische Behandlung von Übelkeit, Erbrechen und Kopfschmerzen. Versorgung von Wunden und weitern Schäden an der Haut. Kreislaufstabilisierung mit Infusionen und Medikamenten. Ggf. Transfusionstherapie und Substitution von Frischplasma und weitere intensivmedizinische Therapiemaßnahmen; je nach Ausprägung der Symptomatik und der auftretenden Komplikationen.

 

Prophylaxe mit Jod-Tabletten

Hoch dosierte Jod-Gabe (Tabletten) zu einem genau definierten Zeitpunkt, d.h., wenn radioaktives Jod131 durch die Luft in einer hohen Konzentration erwartet wird. Das inkorporierte radioaktive Jod131 wird nach einer Aufsättigung der Schilddrüse durch die vorherige Einnahme der Jod-Tabletten wieder ausgeschieden. Somit wird die Kontamination der Schilddrüse  durch das Krebs verursachende Jod131 unterbunden. Die deutschen Behörden halten stets Jod-Tabletten bereit, falls ein GAU eintritt.

 

Chromosomenschäden durch ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung schädigt die Zellen und dessen Chromosomen. Hierbei werden die Chromosomen und dessen DNS zerteilt und zerstückelt (s. nachfolgende Abb.).

Die ,,abgebrochenen“ Enden zweier Chromosomen, die nicht ,,zusammenpassen“ können sich verbinden. Als Folge wird dadurch der genetische Code verändert, was zu einer Funktionsstörung bzw. zu einer ,,Umprogrammierung“ der Zelle führt. Als Folge kommt es u.a. zu unkontrolliertem Zellwachstum, Krebs, Missbildungen sowie weiterer Gesundheitsfolgen (Skizze: antiatom-fuku)

 

Chromosomenschäden in Folge von Strahlenexposition

Im nachfolgendem Bild sind oben normale Chromosomen, darunter Chromosomenfragmente (gelber Kreis) und ein Doppelchromosomen (roter Pfeil), zusannengesetzt aus zwei Fragmenten, die nicht zusammengehören.

 

Beschädigte Chromosomen nach Strahleneinwirkung. Chomosomenfragmente (gelber Kreis), zwei Fragmente, die nicht "zusammenpassen", haben sich verbunden (roter Pfeil).

 

Die radioaktiven Stoffe

Eine Kurzinformation (Auszug) zu den radioaktiven Stoffe und welche Schäden diese anrichten.

 

Folgen der Radioaktivität

Selbst niedrige Strahlung verursacht schon gesundheitliche Veränderungen. Die Radioaktivität wirkt sich auf die Körperzellen aus, behindert ihre Teilungsfähigkeit, oder bringt sie je nach Strahlenstärke völlig zum Erliegen.

Auch ein langfristiger Aufenthalt in der Nähe von AKWs oder anderen kerntechnischen Anlagen kann schon aufgrund der permanenten Niedrigstrahlung die Körperzellen schädigen. Als Folge dessen können hieraus Schäden am Erbgut oder Krebserkrankungen wie zum Beispiel Leukämie, die gehäuft bei Kindern auftritt entstehen.

 

Beobachtungen von Tieren nach radioaktiver Belastung

Aufgrund der kürzeren Lebensdauer, z.B. bei Insekten, ist eine Beobachtung und Beurteilung genetischer Veränderungen in Folge von Nuklearkatastrophen über mehrere Generationen innerhalb relativ kurzer Zeit möglich.

 

Ionisierende Strahlung

Die Einwirkung ionisierender Strahlung auf den Menschen, sowie auf anderer Lebewesen ist unabhängig davon, ob sie aus natürlichen oder künstlichen Quellen kommt in gleicher Weise schädlich für die Gesundheit.

 

Die Hinterhältigkeit der Radioaktivität:

Man sieht und schmeckt und riecht es nicht...

...wenn man es merkt, ist es schon zu spät.

Schon in niedrigen Dosenbürgt sie große Gefahren für die Gesundheit.

 

Natürliche Strahlendosis

Direkte kosmische Strahlung:

0,3 mSv/a

Direkte terrestrische Strahlung:

0,4mSv/a

Nahrung: 0,3 mSv/a

Inhalation von Radon und dessen Zerfallsprodukte: 1,1 mSv/a

Gesamt: 2,1 mSv/a

 

Künstliche Strahlendosis

Aus kerntechnischen Anlagen:

< 0,01 mSv/a

Atombomben-Fallout:

< 0,01 mSv/a

Durch Tschernobyl:

< 0,015 mSv/a

Forschung/Technik:

< 0,01 mSv/a

Mittelwert in Deutschland:

1,0 - 2,1 mSV/a

 

Maßeinheiten der Radioaktivität (Auszug):

Sievert

Sievert ist das Maß für die effektive Strahlendosis. Entscheidend hier bei ist der Zeitraum in dem die Strahlendosis aufgenommen wird.

Eine Aufnahme von 300 mSv über Jahrzehnte kann der Körper in der Regel reparieren, während die Aufnahme der selben Menge innerhalb weniger Minuten eine leichte Strahlenkrankheit verursachen würde.

 

Becquerel

1 Bq ist ein radioaktiver Zerfall pro Sekunde. Diese Maßeinheit wird in der Regel mit anderen Maßeinheiten wie kg und Liter verwendet. ZB.: 100 Bq/ Liter Milch. Das heißt: In diesen Liter Milch zerfallen pro Sekunde 100 Atome, die beim Zerfall radioaktive Strahlung freisetzen.

 

Faustregel für kontaminierte Lebensmittel:   

Die Aufnahme von etwa 80 000 Bq Cäsium137 entspricht 1 mSv an inkorporierter Strahlung.

Die Aufnahme von etwa 1000 Bq Cäsium137 entspricht 14 µSv an inkorporierter Strahlung.

 

Radioaktivität in Lebensmitteln

Aktuelle Informationen zu Radioaktivität in Lebensmitteln in Japan und in Deutschland bietet die Verbraucherzentrale Hamburg. Bezug nehmend auf die Reaktorkatastrophen in Fukushima und Tschernobyl werden hier die Folgen und Gefahren, die in den Nahrungsmitteln lauern aufgezeigt. Dazu gibt es informative und leicht verständliche Tabellen.

 

Abb.: Tomate mit einer Missbildung, die aller Wahrscheinlichkeit durch erhöhte Umweltradioaktivität entstanden ist (antiatom-fuku).

  

 

Videotipp:

Die Folgen der erhöhten Radioaktivität nach der Reaktorkatastrophe in Fukushima, die schon kurz nach der Katastrophe bei Insekten sichtbar wurde.

 

Forscher stellen Missbildungen, auch in Gebieten nahe Tokyo an Schmetterlingen und weiteren Insekten fest.

 Zum Video

(Deutsch, mit japanischen Untertitel)

 

 

Der kalkulierte Strahlentod

Radioaktiv kontaminierte Nahrungsmittel in Japan, Deutschland und Europa. Deutsche Grenzwerte für Lebensmittel nach Tschernobyl deutlich höher angesetzt als in Japan.

 

Symbolfoto: Petra Alt

 

Welche gesundheitlichen Folgen haben radioaktiv kontaminierte Lebensmittel und wie gehen die Verantwortlichen damit um?

All das erfahren Sie imFoodwatch-Report 2011der IPPNW.

 

Buch-Tipp:

83 Tage

Der langsame Strahlentod des Atomarbeiters Hisashi Ouchi

JCO,  die Urananreicherungsanlage in Tokaimura. Was morgens an einem Septembertag 1999 ganz normal begann, endete in einen schweren Kritikalitätsunfall, wobei 3 Arbeiter schwer verstrahlt worden sind...

83 Tage

Redline Verlag

ISBN : 978-3-86881-315-9

14,99 Euro