Umweltradioaktivität und Strahlenschutz

Nicht alle Elemente, die in der Natur vorkommen, sind stabil. Wie der französische Physiker Henri Becquerel vor mehr als hundert Jahren herausfand, zerfallen bestimmte Atomkerne spontan in kleinere Bruchstücke und senden dabei ionisierende Strahlung aus. Dieses Phänomen der spontanen Aussendung von Strahlung wird als Radioaktivität bezeichnet. Stoffe mit dieser Eigenschaft werden radioaktive Stoffe genannt. Dazu gehören vor allem Isotope der schweren Elemente Uran und Thorium und ihrer Nachfolgeelemente, Kalium-40 und Isotope von leichten Elementen wie Beryllium-7, das durch kosmische Strahlung ständig neu gebildet wird. Die Aktivität ist die Messgröße für die Menge eines radioaktiven Stoffes; ihre Einheit ist das Becquerel (Bq). 1 Bq entspricht einer Kernumwandlung in einer Sekunde.

Sowohl der radioaktive Stoff als auch die physikalische Messgröße Aktivität sind von der nicht quantifizierbaren Eigenschaft Radioaktivität verschieden; früher wurden alle drei Begriffe undifferenziert als "Radioaktivität" bezeichnet. Aus diesem Grund werden auch in diesem Faltblatt die Begriffe "Umweltradioaktivität" und "Überwachung der Umweltradioaktivität" an Stelle der korrekten Ausdrücke "radioaktive Stoffe in Umweltmedien" und "Überwachung der bezogenen Aktivitäten von Radionukliden in Umweltmedien" verwendet.

Quelle: BfS

Seit der Entdeckung der Kernspaltung durch Otto Hahn nutzt der Mensch auch die Möglichkeit, Atomkerne für die Energieerzeugung, aber auch für Kernwaffen gezielt zu spalten. Da ionisierende Strahlung lebende Zellen aller Organismen schädigen kann, ergab sich in der Zeit, als die Umwelt durch Kernwaffentests in den 50er/60er Jahren radioaktiv kontaminiert wurde, die Notwendigkeit diese Kontamination gezielt zu überwachen.

Menschen kommen in verschiedenen Bereichen und über verschiedene Wege mit ionisierender Strahlung in Kontakt, sie werden exponiert, wie man sagt. Dementsprechend müssen auch verschiedene Medien (Umweltbereiche) überwacht werden. Im Laufe der Zeit hat sich daraus eine Aufteilung der Zuständigkeiten für die verschiedenen Umweltbereiche ergeben. Diese Struktur der Zuständigkeiten spiegelt sich im Bereich der oberen Bundesbehörden durch die Benennung von so genannten Leitstellen wider. Ihre Aufgaben werden weiter unten beschrieben.

Ionisierende Strahlung wurde schon zur Zeit ihrer Entdeckung nach ihren physikalischen Eigenschaften in Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung eingeteilt.

Alphastrahlung besteht aus positiv geladenen Teilchen (Heliumkerne) und wird in wenigen Zentimetern Luft oder an der Hautoberfläche bereits vollständig absorbiert. Betastrahlung besteht im Allgemeinen aus den negativ geladenen Elektronen; sie hat je nach Geschwindigkeit der Teilchen Reichweiten in Luft bis zu einigen Metern und in Gewebe bis zu einigen Zentimetern. Die Strahlungsart mit dem größten Durchdringungsvermögen in Materie ist die Gammastrahlung, die physikalisch dem sichtbaren Licht, der UV- und der Röntgenstrahlung entspricht und sich von diesen nur durch die höhere Energie unterscheidet.

Eine weitere Unterscheidungsmöglichkeit für die Strahlenexposition des Menschen ergibt sich aus dem Weg der Strahlung zum menschlichen Organismus, aus dem so genannten Expositionspfad. Neben der äußeren Strahlenexposition - vor allem durch Gammastrahlung aus den Radionukliden im Boden und die kosmische Strahlung - spielen Radionuklide eine Rolle, die in den Körper aufgenommen werden, sei es durch Ingestion (Aufnahme mit der Nahrung), sei es durch Inhalation (Aufnahme mit der Atemluft). Die Konzentration von Radionukliden in Nahrungsmitteln (z.B. Milch, Gemüse, Fisch) ist von der Konzentration der Radionuklide in anderen Umweltmedien (z. B. Futtermittel, Ackerboden, Gewässer) abhängig. Es ist deswegen sinnvoll, auch diese Medien ständig zu überwachen.