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Physik Journal 15 (2016) Nr. 3
© 2016 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
aktiven Stoffe aus und kontaminierten eine Fläche von
mehr als 190 000 km
2
mit Depositionsdichten von über
37 kBq/m
2
durch
137
Cs
[3]
. Davon lagen 45 000 km
2
au-
ßerhalb der damaligen Sowjetunion, wobei die höchs-
ten Depositionsdichten in einigen Gebieten Skan-
dinaviens, Österreichs und des Bayerischen Waldes
zu verzeichnen waren. Der bei weitem größte Teil
der kontaminierten Flächen mit Depositionsdichten
über 185 kBq/m
2
befand sich in den heutigen Staaten
Ukraine, Belarus und Russland
[4]
, darunter auch die
hoch kontaminierten Gebiete mit über 1500 kBq/m
2
.
Mehr als 90 % der Actiniden sowie
90
Sr,
141
Ce und
144
Ce
wurden in Form von bis zu 10 µm großen Brennstoff-
fragmenten freigesetzt. Da diese Partikel nicht in große
atmosphärische Höhen gelangten, gingen sie meist
in Entfernungen von bis zu 30 Kilometern um den
Unglücksort nieder
[5]
. Diese Isotope haben also aus-
schließlich Gebiete in den heutigen Staaten Ukraine,
Belarus und Russland kontaminiert.
Evakuierung nach dem Unfall
In den betroffenen Gebieten lebten rund fünf Millio-
nen Menschen, von denen mehr als 350 000 aufgrund
zu hoher zu erwartender Strahlungsdosen ihre Heimat
verlassen mussten. Nur 116 000 Menschen wurden
unmittelbar nach dem Unfall evakuiert, die restlichen
zum Teil erst mit über einer Woche Verzögerung. Dies
ist aus Sicht des Strahlenschutzes sehr bedenklich, da
diese Menschen das kurzlebige Isotop
131
I (
T
1/2
= 8 d)
aufgenommen haben, wobei teils Schilddrüsendosen
weit über 1 Gy die Folge waren (
Infokasten
„Einheiten
der Dosimetrie“). Zu erklären ist diese schrittweise
und zu langsame Evakuierung u. a. mit dem damaligen
sowjetischen Schutzziel einer maximalen Lebenszeit-
dosis von 350 mSv. Nach dem Reaktorunfall wurde
die zulässige Jahresdosis schrittweise reduziert: von
100 mSv im Mai 1986 zu 30 mSv im Jahr 1987 und
schließlich auf 25 mSv im Jahr 1988. Diese Dosen
rechtfertigten die späte Evakuierung, weil sie nur durch
die erwartete Exposition mit dem langlebigeren
137
Cs
und Ingestion dieses Isotops erreicht worden wäre.
Später wurde die Jahresdosis auf 1 bis 5 mSv abhängig
der Zone korrigiert. Diese Werte sind angelehnt an den
in vielen westlichen Ländern gültigen Wert für die ma-
ximale Jahresdosis durch Emissionen kerntechnischer
Anlagen – allerdings im Normalbetrieb und für Per-
sonen, die nicht beruflich strahlenexponiert sind (
Info-
kasten
„Dosiswerte“).
Generell ist eine Evakuierung bei der Gefahr stark
erhöhter Folgedosen unvermeidlich. Aber wie hoch ist
„hoch“? Die internationale Strahlenschutzkommission
empfiehlt einen Referenzwert von 100 mSv für das
erste Jahr nach einem Unfall
[6]
. Gleichzeitig ist zu be-
rücksichtigen, dass eine Evakuierung einen massiven
Eingriff in das Leben der Menschen bedeutet und ge-
sundheitliche Folgen nach sich ziehen kann, die gegen
potenzielle strahlenbedingte Erkrankungen abzuwägen
sind. Dazu zählen stressbedingte Symptome, Depressi-
onen und psychosomatische Erkrankungen, Hilflosig-
keit, Ungewissheit der eigenen Zukunft und das Wahr-
nehmen einer Opferrolle. Verhaltensmuster reichen
von extrem übervorsichtigen Verhalten und extrem
hohen gesundheitlichen Bedenken bis hin zu Negie-
ren der Realitäten und unkontrolliertem (illegalen)
Konsum von Lebensmitteln aus hoch kontaminierten
Gebieten. Untersuchungen ergaben, dass Personen, die
in ihren Siedlungen verblieben oder nach kurzer Zeit
E I N H E I T E N D E R D O S I M E T R I E
Die
Aktivität
bezeichnet die Zerfallsrate von Radionukliden
und wird in Becquerel (Bq) gemessen, d. h. der Anzahl der
Zerfälle pro Sekunde. Vor Einführung der SI-Einheiten war
die Einheit Curie (Ci) gebräuchlich: 1 Ci = 3,7
∙
10
10
Bq. Die
Flä-
chendepositionsdichte
in Bq/m
2
, also die flächenbezogene
Aktivität der am Boden abgelagerten Radionuklide, ist ein
Maß für den radioaktiven Fallout.
Die Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit lebender
Materie kann zu Zellschäden führen. Die Strahlenexposition
wird als
Energiedosis
, also absorbierte Energie pro Masse,
mit der Einheit Gray (Gy = J/kg) angegeben. Eine Exposition
des menschlichen Körpers mit mehr als einem Gray löst aku-
te Strahlenkrankheit aus. Um die Energiedosis, die Strahlen-
art sowie die unterschiedliche Strahlenempfindlichkeit un-
serer Organe oder Teilkörperexpositionen zu berücksichti-
gen, gibt es die
effektive Dosis
. Auch sie hat die SI-Einheit
J/kg, wird aber mit Sievert (Sv) abgekürzt. Ein Sievert ist be-
reits eine sehr hohe Dosis, üblich sind daher mSv und µSv. So
beträgt die mittlere effektive Dosis in Deutschland aufgrund
natürlicher Quellen etwa 2 mSv pro Jahr.
Man unterscheidet verschiedene Arten der Exposition.
Teilchenstrahlen haben eine sehr geringe Reichweite und
schädigen hauptsächlich nach Aufnahme in den Körper (In-
halation und Ingestion). Wichtige Vertreter sind die Beta-
Emitter
90
Sr (
T
1/2
= 28,6 a) und
241
Pu (
T
1/2
= 14,3 a) sowie die
alpha-strahlenden Aktiniden
238
Pu (
T
1/2
= 87,7 a),
239
Pu
(
T
1/2
= 24 100 a),
240
Pu (
T
1/2
= 6560 a) und
241
Am (
T
1/2
= 432 a).
Durchdringende Strahlung (Gamma-Strahlung und Neu-
tronen) schädigt auch bei externer Exposition, z. B. durch
Aufenthalt auf kontaminiertem Boden. Dosisrelevant ist
i. Allg.
137
Cs (
T
1/2
= 30,2 a; Beta- und Gammastrahler). Alle diese
Radionuklide sollten nicht in die Nahrungskette gelangen.
D O S I S W E R T E
Menschen sollen vor den schädlichen Folgen ionisierender
Strahlung geschützt werden. Geeignete Maßnahmen las-
sen sich anhand von Dosiswerten beurteilen. Dabei unter-
scheidet man verschiedene Größen.
Als
Eingreifrichtwert
wird ein Dosiswert (z. B. effektive
Dosis) bezeichnet, bei dessen tatsächlicher oder prognosti-
zierter Überschreitung eine Schutzmaßnahme für die Be-
völkerung zu erwägen ist. Liegt eine Notfall-Expositions-
situation (z. B. ein nuklearer Unfall) vor, gelten Expositio-
nen oberhalb des
Referenzwerts
als unangemessen. Ein
Grenzwert
im engeren Sinn ist z. B. eine Dosis, die auf-
grund von Vorgaben in Gesetzen oder Verordnungen ins-
besondere bei geplanten Expositionssituationen nicht
überschritten werden darf. Ein Beispiel hierfür ist die jähr-
liche maximale effektive Dosis von 20 mSv für beruflich
strahlenexponierte Personen.