Strahlenschäden

Trifft ionisierende Strahlung (Radioaktivität auf lebende Organismen, kann sie schwere Schäden verursachen. Ionisierende Strahlung zerstört chemische Bindungen (Moleküle) und löst in den Zellen des Organismus eine unüberschaubare Vielfalt biochemischer Reaktionen aus. So kann zum Beispiel ein einziges Betateilchen (Betastrahlung) im menschlichen Gewebe tausende chemische Verbindungen sprengen.

Erzielt die Strahlung direkte Treffer in derDNS eines Zellkerns, wird der in der DNS verankerte genetische Code verändert (Mutation), was neben Funktionsstörungen und Zelltod (akute Strahlenschäden) zum Verlust der Wachstumskontrolle der Zellen führen kann. Weitere DNS-Schäden können durch chemische Radikale, die durch dieStrahlung in DNS-Nähe erzeugt werden, entstehen. Mögliche Folge des DNS-Defekts: Krebs (somatische Strahlenschäden). Findet die DNS-Veränderung in einer Keimzelle (Keimdrüsendosis) statt, kann der veränderte genetische Code auf die Nachkommen übertragen werden und zu genetischen Strahlenschäden führen. Zellen besitzen Reparaturmechanismen, mit denen in teil der DNS-Schäden behoben werden kann. Vom Erscheinungsbild her unterscheidet man stochastische und nicht stochastische Strahlenschäden Nicht stochastische Schäden treten erst ab einer bestimmten Strahlendosis (Schwelle) auf, und das Ausmass der Schädigung nimmt mit der Strahlendosis zu (akute Strahlenschäden, Strahlenkrankheit). Für stochastische Strahlenschäden gibt es keinen Schwellenwert, jede noch so kleine Strahlendosis kann zu einem Strahlenschaden führen. Die Höhe der Strahlendosis bestimmt die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Schadens, nicht aber für die schwere der Krankheit. Spätschäden wie Krebs (somatische Strahlenschäden) und Missbildungen (genetische Strahlenschäden) sind stochastische Schäden.

Welcher Schaden infolge einer
Strahlenbelastung auftritt, hängt entscheidend von der zeitlichen Verteilung der Dosis ab: Die gleiche Dosis, die bei einmaliger VerteilungBestrahlung zu schweren akuten Strahlenschäden führt, verursacht bei gleichmässiger Verteilung über längere Zeit keinerlei akute Strahlenschäden, kann aber durchaus zu Spätschäden führen.

Die meisten Wissenschaftler gehen heute davon aus, das für Spätschäden kein Schwellenwert existiert und ein linearer Zusammenhang zwischen Dosis und Wirkung (Effekt) besteht, dass heisst, dass die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung proportional mit der Dosis zunimmt. Am umstrittensten ist die Dosis-Wirkungs-Beziehung für kleine Strahlendosen unter 10 mSv/Jahr. Während manche Wissenschaftler eine lineare Extrapolation in diesem Bereich für eine Risikoüberschätzung halten und das quadratische Modell favorisieren, postulieren andere sogar eine überlineare Beziehung, bei der die Wirkung bei sehr kleinen Dosen wieder zunimmt. Im konkreten Einzelfall hängt das Strahlenrisiko von einer Vielzahl von Faktoren ab, z. B. Alter, Gesundheit und Lebensgewohnheiten des Bestrahlten (z. B. junge Menschen sind besonders strahlenempfindlich), dem Vorhandensein chemischer Umweltgifte (im Zusammenwirken können sich chemische Gifte und Strahlenbelastungen wechselseitig beeinflussen), dem Ort der
Strahlenbelastung (ganzer Körper oder einzelne Organe, Anreicherung) und der Art der Strahlung (die verschiedene biologische Gefahr von Strahlung wird grob durch das Konzept der Äquivalentdosis erfasst). Zur Abschätzung des Strahlenrisikos im Niedrigdosisbereich (unter ca. 10 mSv/Jahr): somatische und genetische Strahlenschäden.

Ionisierende Strahlung tritt vor allem beim radioaktiven Zerfall (Radioaktivität) auf. Strahlenschäden durch natürliche und künstliche Radionuklide unterscheiden sich nicht. Die
Strahlenbelastung einzelner Organe kann sich jedoch infolge von Anreicherungsprozessen für natürliche und künstliche Radionuklide unterscheiden (
Strahlenbelastung, natürliche
Strahlenbelastung).
Weitere Strahlenschäden: in der Lebensmittelbestrahlung wird ionisierte Strahlungzum Abtöten von Mikroorganismen in Nahrungsmitteln verwandt. Ionisierende Strahlung richtet auch in toter Materie Schäden an. Bei hohen Strahlenbelastungen durch Neutronen, wie sie im Kernkraftwerk und bei der Kernfusion auftreten, werden Materialien spröde und selbst radioaktiv (Radioaktivität).

Siehe auch: Radioaktivität und Strahlung, Maßeinheiten