Ionisierende Strahlen in der Medizin

Maßgeblich wird das Ausmaß zivilisatorischer Strahlung in Deutschland durch die Medizin bestimmt.

Die Anwendungsgebiete ionisierender Strahlen in der Medizin sind die Röntgendiagnostik, die Nuklearmedizin und die Strahlentherapie. Sie tragen in unterschiedlichem Ausmaß zur mittleren Exposition bei: 90% der gesamten Strahlenexposition in der Medizin stammen aus der Röntgendiagnostik, nur 4% aus der Nuklearmedizin und 6% aus der Strahlentherapie.

 

Inkorporierte natürliche Radionuklide

Radionuklide natürlichen Ursprungs werden mit der Nahrung und dem Trinkwasser aufgenommen.

Sowohl geogene, also natürlich im Boden vorkommende Radionuklide wie Kalium 40, als auch kosmogene Radionuklide wie Kohlenstoff 14 werden vom Menschen nahezu ausschließlich mit dem Trinkwasser und der Nahrung über den Magen-Darm-Trakt aufgenommen.

Pro Kilogramm Nahrung sind es in etwa 100 Becquerel an natürlichen Radionukliden, die je nach Stoff mehr oder weniger lange im Körper verweilen und so dafür sorgen, dass auch der menschliche Körper selbst strahlt.

 

Expositionswerte in der Medizin

Die Anwendung ionisierender Strahlen bedarf der rechtfertigenden Indikation. Diese beinhaltet die Risiko-Nutzen-Abwägung, bei der auch die zu erwartende Dosis von Bedeutung sein kann.

In der oberen Tabelle sind Dosiswerte von Untersuchungen, das resultierende Risiko und die Dauer natürlicher Strahlenexposition aufgeführt, die zu einer vergleichbaren Dosis führen würde.

Mittlere effektive Dosis beim Standardpatient (70 – 75 kg). Reale Dosiswerte können je nach Gerät und individueller Situation bis zum Faktor 10 abweichen.

Empfehlungen der Strahlenschutzkommission – die Verfahrenswahl

ALARA – As Low As Reasonably Achievable. Die Strahlenschutzkommission gibt Hilfestellung.

Das Rechtfertigungsprinzip fordert, dass die jeweilige Untersuchung oder Therapie Sinn macht und die Strahlenexposition im rechten Verhältnis zum Nutzen steht – sowohl generell bezogen auf das Verfahren, als auch im individuellen medizinischen Einzelfall.

Die Strahlenschutzkommission hat im Auftrag des Bundesumweltministeriums eine Orientierungshilfe erstellt. Sie empfiehlt für unterschiedliche Fragestellungen das am besten geeignete bildgebende Verfahren.

 

Einführung in die natürliche Strahlenexposition

Wer sich mit natürlicher Strahlenexposition auseinander setzt, schaut unwillkürlich Milliarden von Jahre zurück und weit in den Weltraum.

Die natürliche Strahlung beruht auf der Radioaktivität, die ganz natürlich in unserem Umfeld vorkommt.

Je nachdem, ob die Strahlung von außen auf uns einwirkt oder von uns aufgenommen wird und damit letztlich in uns steckt, unterscheidet man äußere und innere Exposition.

Die innere Exposition wird durch natürlich vorkommenden Radionukliden verursacht, die mit der Nahrung aufgenommen wird. Dazu gehören bspw. Kalium 40 und Kohlenstoff 14.

Die äußere Exposition ist bedingt durch Strahlung, die vom Boden und aus dem Himmel auf uns wirkt.

Die terrestrische Strahlung ist jene Strahlung, die aus dem Untergrund, aus den mehr oder weniger in der Tiefe der Erde liegenden Gesteinsschichten zu uns strahlt. Urgeschichtlich stammen die hier lokalisierten Radionuklide aus der Zeit, als die Erde durch das Zusammentreffen von Meteoriten entstand. Sie brachten auch instabile Elemente mit.

Die Höhenstrahlung stammt aus dem Weltall und ist durch nichts anderes zu erklären: Durch den Zerfall von Radionukliden im Kosmos werden elektromagnetische Strahlen und Teilchen freigesetzt, die auch die Erde treffen.

 

Einführung in die künstliche Strahlenexposition

Künstliche oder zivilisatorische Strahlung ist in der Regel jene Strahlung, deren Quelle durch den Einsatz von Technik künstlich geschaffen wird.

Künstliche bzw. zivilisatorische Strahlung resultiert aus der Anwendung radioaktiver Stoffe und ionisierender Strahlen in der Medizin, der Anwendung radioaktiver Stoffe und ionisierender Strahlen in Forschung, Technik und Haushalt, dem Fallout von Kernwaffenversuchen und Expositionen aus kerntechnischen Anlagen.

Beruflich bedingte Expositionen werden hier typischerweise nicht mit erfasst, selbst wenn sie zivilisatorisch bedingt sind.

 

Dosisbegrenzung und Referenzwerte

Empfohlen von der Internationalen Strahlenschutzkommission sind sie fester Bestandteil auch im deutschen Strahlenschutz.

Die internationale Strahlenschutzkommission hat festgestellt, dass Dosisgrenzwerte für die berufliche Strahlenexposition und die Exposition der Bevölkerung durchaus sinnvoll sind. Grenzwerte für die Anwendung im Rahmen der Medizin machen dagegen keinen Sinn, weil die Exposition ohnehin nur erlaubt ist, wenn der erwartete Nutzen das potenzielle Risiko übersteigt.

Dennoch sind auch in der medizinischen Diagnostik beschränkende Dosiswerte sinnvoll. Es sind die Referenzwerte. Üblicherweise sollte keine höhere Dosis erforderlich sein, damit die entsprechende radiologische oder nuklearmedizinische Untersuchung gelingt.

 

Daten zur zivilisatorischen Strahlenexposition

Die zivilisatorische Strahlenexposition wird in Deutschland fast ausschließlich durch die Medizin bestimmt.

Die zivilisatorische Strahlung beträgt im Mittel in Deutschland etwa 1,9 mSv und wird nahezu ausschließlich durch medizinische Maßnahmen bestimmt. Expositionen im Bereich von Haushalt und Technik, durch Düngemittel und den Fallout von Unfällen in Kernreaktoren und Kernwaffenversuchen sind in Deutschland im Mittel extrem niedrig (wenn auch die Exposition am Ursprungsort erheblich sein kann).

 

Daten zur natürlichen Strahlenexposition

Strahlung gehört zum natürlichen Umfeld – die mittlere jährliche Exposition in Deutschland liegt bei 2,1 mSv.

Die natürliche Strahlenexposition wird verursacht durch

 

Radon

Radon ist ein Edelgas, das im Rahmen des Zerfalls von Uran entsteht. Wie viele Elemente der Uranzerfallsreihe ist auch Radon instabil, also ein Radionuklid. Radon ist ein Alphastrahler.

Als Gas bleibt Radon bei seiner Freisetzung nicht im Boden. Es entweicht dem Gestein und kann wie Kohlensäure im Wasser gebunden werden oder in die Atmosphäre freigesetzt werden.

In der Atmosphäre vermischt sich Radon schnell mit der übrigen Luft. In geschlossenen Räumen kann es sich hingegen bei ungünstigen Bedingungen anreichern. Deshalb resultiert die Exposition durch Radon vor allem aus der Inhalation in geschlossenen Räumen.

Die Exposition durch die Inhalation von Radon beträgt in Deutschland im Mittel 1,1 mSv; etwa 0,9 mSv resultieren aus dem Aufenthalt in geschlossenen Räumen.

Je nach Untergrundbeschaffenheit und folglich dem Ausmaß der Freisetzung von Radon aus dem Boden variiert die Radonexposition und damit die natürliche Strahlenexposition in Deutschland erheblich.

Hier gelangen Sie zu einer Radonkarte des Bundesamt für Strahlenschutz. Sie gibt einen Überblick über Radonkonzentration in der Bodenluft.