Die künstliche Strahlenexposition - oder, genauer: Die Strahlenexposition durch radioaktive Isotope und Strahlungsquellen, die es ohne den Einfluss der Menschen nicht gäbe - ist nicht zu unterschätzen. Sie ist etwa ebenso hoch wie die Strahlendosis aus Strahlenquellen, die ohnehin in der Natur vorhanden sind. Den größten Anteil daran hat das medizinische Röntgen.

Nur ein kleiner Rest

Viel geringer ist der Anteil der Strahlendosis, der aus anderen Quellen stammt, zum Beispiel Abluft und Abwasser aus Kernkraftwerken. Auch bei Kernwaffentests wurden radioaktive Nuklide in die Atmosphäre freigesetzt. Und schließlich wird sogar im Haushalt Strahlung erzeugt, zum Beispiel in manchen Armbanduhren und in Röhrenbildschirmen. Allerdings sind die Mengen unter dem Strich ziemlich gering, und verglichen mit dem Beitrag aus der Röntgendiagnostik sind sie fast vernachlässigbar.

Die Idee ist einfach: Der menschliche Körper ist für Licht der Wellenlängen zwischen 5 pm und 10 nm - dem Röntgenlicht - mehr oder minder durchsichtig. Die verschiedene Absorption bei Kalzium (Knochen), Fett und Wasser (Gewebe) ermöglicht ziemlich detaillierte Bilder.

Noch in den 1950er Jahren störte kaum jemanden, dass Röntgenlicht mehr Energie besitzt als sichtbares Licht: Da standen sogar in manchen Schuhläden Röntgengeräte, zum Prüfen, ob die neuen Schuhe richtig sitzen. Heute ist man vorsichtiger: Moderne Röntgengeräte belichten zum Beispiel häufig keine Filme mehr, sondern sind sozusagen Digitalkameras: CCD-Chips brauchen weniger Röntgenlicht pro Bild. Außerdem wird die Organdosis mit Hilfe der Energie (Beschleunigungsspannung) und Belichtungszeit dem untersuchten Organ angepasst.

Hier einige Schätzfragen zum Thema "Röntgen":

Wie viele medizinische Röntgenuntersuchungen werden pro Jahr in Deutschland durchgeführt?

a) 5 Millionen

b) 50 Millionen

c) 140 Millionen

Und noch eine Schätzfragen: Wie hoch ist die effektive Strahlendosis beim Röntgen?

Eine deutlich höhere Strahlenexposition stellen Computertomogramme („CTs”) dar, bei denen sehr viele Röntgenaufnahmen hintereinander gemacht werden.

Die Nuklearmedizin beschäftigt sich mit der medizinischen Anwendung von radioaktiven Isotopen in zwei Bereichen: Zur Diagnose, also zum Erkennnen von Krankheiten, und zur Therapie, also zur Heilung. In der Diagnose verwendet man radioaktive Isotope als „Marker” oder „Tracer”. Man verabreicht kurzlebige Isotope mit energiearmer Strahlung, die der Körper entweder in das zu untersuchende Organ einlagert. Oder man baut diese Isotope in chemische Verbindungen ein, die im zu untersuchenden Organ eingelagert werden. Per Strahlungsmessung kann man dann verfolgen, welchen Weg die Stoffe gehen, wie schnell sie ausgeschieden werden, wie weit sich das Organ ausdehnt oder wie aktiv es arbeitet.

Bei solchen radiologischen Untersuchungen werden den Patienten Aktivitäten im Bereich von MBq (Mega-Becquerel) verabreicht; das führt zu Organdosen im Bereich von bis zu einigen Millisievert.

Ähnlich kann man auch bei der Therapie vorgehen: Etwa, wenn man radioaktive Isotope in einen Tumor einlagert, die so stark strahlen, dass sie die kranken Zellen abtöten. Üblicherweise bestrahlt man den Tumor jedoch von außen mit Röntgenstrahlung, Gamma-Strahlung oder Neutronen. Trickreiche Methoden (zum Beispiel Bestrahlung aus verschiedenen Winkeln) stellen sicher, dass die Strahlung überwiegend im Tumor ankommt und nicht im gesunden Gewebe.

Auch im ordnungsgemäß laufenden Betrieb geben kerntechnische Einrichtungen radioaktive Stoffe ab - zum Beispiel mit der Abluft oder dem Abwasser. Die dabei zugelassenen Mengen sind in der Betriebsgenehmigung genau festgelegt.

Aufgrund der Ableitung von radioaktiven Stoffen mit Abluft und Abwasser darf in Deutschland an der ungünstigsten Stelle außerhalb einer kerntechnischen Anlage die effektive Dosis nicht mehr als 0,3 mSv pro Jahr betragen. Die offiziellen Messungen weisen weit geringere Werte aus.

Mehr Infos zur Strahlenexposition von Kernkraftwerken finden sich im Lexikon.

Bei Kernwaffenexplosionen laufen unkontrollierte Kernspaltungen ab. Dabei entsteht eine Vielzahl von Isotopen, die meist radioaktiv sind. Diese werden bei der Explosion der Bombe buchstäblich in alle Winde zerstreut. Kurz: Atomwaffentests in der Atmosphäre setz(t)en große Mengen an Radioaktivität frei, wovon etwa die Hälfte im Umkreis von rund 100 Kilometern abregnen kann („lokaler Fallout”). Der Rest verteilt sich um die ganze Welt.

Nach Angaben der Internationalen Atomenergiebehörde IAEO wurden weltweit bisher mehr als 2.000 Atomwaffentests durchgeführt, davon rund 1.500 unterirdisch und über 500 in der Atmosphäre.

Aus dem Modul über Abschirmung ist vielleicht schon bekannt, dass Elektronen, die abgebremst und abgelenkt werden, Röntgenstrahlung abgeben. So etwas tritt auch beim einem "alten" Fernseher/Computermonitor mit Bildröhre auf: Auch hier wird ein Elektronenstrahl beschleunigt, in Richtung der vorderen Glasscheibe. Mit Hilfe von Magnetfeldern wird er abgelenkt, so dass der Strahl nacheinander die Bildpunkte im Bildschirm gezielt zum Leuchten anregen kann - indem er frontal auf die Leuchtschicht prallt.

Klar, dabei entsteht Röntgenstrahlung - doch das ist vergleichsweise wenig und gesetzlich streng limitiert. Mehr Strahlung kommt aus den Farbstoffen, die zum Leuchten angeregt werden; diese sind zum Teil radioaktiv und strahlen im Gammabereich. Doch auch diese Strahlung liegt im Bereich von einigen hundert pSv, also einigen 10^-4 mSv.