Ich wohne ganz in der Nähe eines KKWs. Ist überhaupt irgendeine sinnvolle Maßnahme möglich? Sind die Dosen nicht in jedem Fall tödlich? Akute Schäden und unmittelbare Todesfälle aufgrund der radioaktiven Strahlung sind für die allgemeine Bevölkerung außerhalb eines KKW unwahrscheinlich. Eine akute Strahlenkrankheit bzw. Tod durch akutes Strahlensyndrom sind in Tschornobyl (russ. Tschernobyl) nur bei Personen aufgetreten, die sich auf dem Gelände des KKW befanden. In Fukushima gab es keine akute Strahlenkrankheit bzw. durch Strahlung hervorgerufene Todesfälle. Katastrophenschutzmaßnahmen schützen Menschen vor der Strahlung , gerade auch in der direkten Umgebung eines KKWs. Damit wird eine akute Strahlenkrankheit vermieden und das Risiko stark verringert, später an Krebs zu erkranken und ggf. auch daran zu sterben. Die wichtigsten Maßnahmen zum Schutz der Menschen sind der Aufenthalt in Gebäuden und die Einnahme von Jodtabletten. Im Nahbereich des KKW kann zusätzlich noch eine Evakuierung der Bevölkerung durchgeführt werden. Verhaltensempfehlungen für die Bevölkerung und eine Überwachung der Kontamination aller Lebensmittel verringern zusätzlich die Gesundheitsgefahr für die Bevölkerung. Zusätzlich zu den vorbeugenden Schutzmaßnahmen wird die betroffene Bevölkerung in sogenannten Notfallstationen auf Kontamination überprüft, ggf. dekontaminiert, medizinisch untersucht und beraten. Publikationen Radiologischer Notfall - So schützen Sie sich PDF 4 MB
Werden die Menschen, die nicht evakuiert werden können/wollen, sterben? Nein, für Menschen, die nicht evakuiert werden können oder wollen, gibt es weitere Schutzmaßnahmen (Aufenthalt in Gebäuden, Einnahme von Jodtabletten ), die die Strahlenbelastung soweit reduzieren können, dass eine akute Strahlenkrankheit nicht mehr auftreten kann. Eine akute Strahlenkrankheit bzw. Tod durch akutes Strahlensyndrom ist bei einem Kernkraftwerksunfall höchstens in unmittelbarer Nähe des Unfallorts zu erwarten. Beispielsweise ist dies beim Unfall in Tschornobyl (russ. Tschernobyl) 1986 nur bei Personen aufgetreten, die sich auf dem Gelände des Kernkraftwerkes befanden. Beim Reaktorunfall in Fukushima 2011 gab es keine Fälle akuter Strahlenkrankheit bzw. ist niemand durch die direkte Strahleneinwirkung verstorben. Die wichtigsten weiteren Maßnahmen zum Schutz der Menschen sind der Aufenthalt in Gebäuden und die Einnahme von Jodtabletten. Nach dem Durchzug der radioaktiven Wolke kann die Bevölkerung auch noch nachträglich evakuiert werden, um die Strahlenbelastung zu verringern und das Risiko für Langzeitfolgen ( Krebserkrankungen ) zu verringern. Wichtig ist es, den behördlichen Anweisungen und Empfehlungen Folge zu leisten. Publikationen Radiologischer Notfall - So schützen Sie sich PDF 4 MB
Wie wirkt ionisierende Strahlung? Wenn ionisierende Strahlung auf den menschlichen Körper trifft, können Schäden in einzelnen Zellen oder Geweben entstehen. Das liegt daran, dass die Strahlungsenergie chemische Verbindungen ( Moleküle ) auseinanderbrechen kann. Auch einzelne Elektronen, also elektrisch geladene Teilchen, können aus Verbindungen herausgeschlagen werden. So kann Strahlung direkt Biomoleküle der Zelle, wie zum Beispiel Proteine oder DNA (Moleküle, die die Erbinformation tragen) schädigen. Andererseits kann Strahlung auch mit dem Wasser interagieren, das in Zellen reichlich vorhanden ist, und Radikale bilden. Diese sehr reaktionsfreudigen Stoffe, können wiederum auf Biomoleküle treffen und weitere schädliche Prozesse anstoßen. Für Spätfolgen einer Strahlenexposition sind Veränderungen der DNA von besonderer Bedeutung. Reparaturmechanismen der Zelle Normalerweise ist die Zelle in der Lage, Strahlenschäden zu reparieren, so dass keine negativen Folgen auftreten. Schafft sie das nicht, stirbt sie in der Regel ab. Dafür hat der menschliche Körper raffinierte, strukturierte Programme zur Verfügung ( z. B. Apoptose). Bei massiven Schäden durch eine Bestrahlung mit sehr hohen Strahlendosen funktionieren auch diese Vorgänge nicht mehr und die Zelle stirbt unkontrolliert ab (Nekrose). Besonders gefährlich ist jedoch, wenn die DNA einer Zelle beschädigt wird, ohne dass sie komplett repariert wird - und ohne dass die Zelle stirbt. Denn so können genetisch veränderte (mutierte) Zellen entstehen, die sich weiter vermehren und eine Krebserkrankung auslösen können. Strahlenwirkungen auf den Organismus Ob und in welchem Ausmaß eine Strahlenexposition zu einem gesundheitlichen Schaden führt, hängt von der absorbierten Strahlenmenge, der Strahlenart und davon ab, welches Organ oder Gewebe des Körpers hauptsächlich betroffen ist. Strahlenschäden können auch durch ionisierende Strahlung aus natürlichen Quellen (zum Beispiel Radon ) entstehen. Zur Information: Für in Deutschland lebende Personen beträgt die Dosis aus natürlichen Quellen im Durchschnitt etwa 2 bis 3 Millisievert im Jahr. Vergleich zwischen deterministischen und stochastischen Strahlenschäden Deterministische Strahlenschäden Stochastische Strahlenschäden Beschreibung Schäden, die nur oberhalb eines Schwellenwertes der Dosis auftreten Später auftretende Schäden aufgrund von Zellen, deren DNA (Erbmaterial) geschädigt wurde Ursache des Schadens Abtötung oder Fehlfunktionen zahlreicher Zellen Mutationen und nachfolgende Vermehrung von einzelnen mutierten Zellen (Körperzellen oder Keimzellen) Dosis -Abhängigkeit Je höher die Strahlendosis, desto schwerer der Strahlenschaden Je höher die Strahlendosis, desto höher die Wahrscheinlichkeit des Eintretens eines Strahlenschadens Dosis - Schwellenwert ca. 500 Millisievert ( mSv ); beim ungeborenen Kind ca. 50 bis 100 mSv Nicht vorhanden Beispiele Rötungen der Haut, Haarausfall, Unfruchtbarkeit, akute Strahlenkrankheit, Fehlbildungen und Fehlentwicklungen des Gehirns beim Ungeborenen Krebs, vererbbare Effekte Bei manchen Erkrankungen, die als Folge von Strahlung auftreten können, ist der genaue Zusammenhang zwischen Strahlendosis und Erkrankungsrisiko noch unklar. Insbesondere ist nicht bekannt, ob es eine Schwellenwertdosis gibt. Hierzu zählen Herz-Kreislauferkrankungen und Katarakte (Trübungen der Augenlinse). Ziele des Strahlenschutzes Der Strahlenschutz ist darauf ausgerichtet, die Gesundheit des Menschen zu schützen. Er hat das Ziel, deterministische Strahlenschäden zuverlässig zu verhindern und das Risiko für stochastische Schäden auf ein vernünftigerweise erreichbares Maß zu reduzieren. Stand: 20.05.2025
Abschätzung des Gesundheitsrisikos durch ionisierende Strahlung Erkrankungen ( z.B. Krebs) und Schäden, die von ionisierender Strahlung ausgelöst wurden, lassen sich vom Krankheitsbild her nicht von Erkrankungen unterscheiden, die spontan oder durch andere Ursachen entstanden sind. Eine mögliche Verursachung durch Strahlung kann daher nur festgestellt werden, wenn die Erkrankungen bei strahlenexponierten Personengruppen statistisch signifikant häufiger auftreten als bei nicht exponierten Kontrollgruppen. Zur Bestimmung des strahlenbedingten Krebsrisikos wurden epidemiologische Studien bei strahlenexponierten Personengruppen durchgeführt. Die Abschätzungen des genetischen Strahlenrisikos für den Menschen stammen aus tierexperimentellen Untersuchungen, da es für genetische Strahlenschäden keine gesicherten, am Menschen gewonnenen Erkenntnisse gibt. Wenn ionisierende Strahlung auf den menschlichen Körper trifft, können Schäden in einzelnen Zellen oder Geweben entstehen. Bei den Strahlenschäden unterscheidet man grundsätzlich zwischen deterministischen und stochastischen Schäden. Deterministische Strahlenschäden ( z. B. Hautrötungen oder Haarausfall) treten auf, wenn jemand eine Strahlendosis von mehr als ca. 500 Millisievert ( mSv ) erhalten hat. Bereits unterhalb dieses Schwellenwertes können stochastische Strahlenschäden auftreten. Dabei handelt es sich um Erkrankungen (z.B Krebs) und Schäden, die nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit entstehen. Im Folgenden wird beschrieben, wie man solche Wahrscheinlichkeiten – in der Epidemiologie auch "Risiken" genannt – schätzen kann. Eine große Herausforderung besteht darin, dass sich solche strahlenbedingten Erkrankungen ( z.B. Krebs) vom Krankheitsbild her nicht von Erkrankungen unterscheiden, die spontan oder durch andere Ursachen entstanden sind. Eine mögliche Verursachung durch Strahlung kann daher nur festgestellt werden, wenn die Erkrankungen bei strahlenexponierten Personengruppen statistisch signifikant und über verschiedene Personengruppen hinweg konsistent häufiger auftreten als bei nicht exponierten Kontrollgruppen und sich ein Zusammenhang zwischen der Dosis und der Höhe des Erkrankungsrisikos ( Dosis -Wirkungs-Beziehung) nachweisen lässt. Abschätzung des Krebsrisikos Zur Bestimmung des strahlenbedingten Krebsrisikos wurden wichtige epidemiologische Studien vor allem bei folgenden Personengruppen durchgeführt: Überlebende der Atombombenexplosionen von Hiroshima und Nagasaki , Patienten, die zur Diagnostik und Therapie bestrahlt wurden ( z.B. die kanadische Fluoroskopie- Kohorte ), beruflich strahlenexponierte Personen ( z.B. die Wismut Uranbergarbeiter- Kohorte ), Bewohner in der Umgebung kerntechnischer Anlagen ( z.B. Hanford ( USA ), Mayak (Russland)), Bewohner aus der Umgebung havarierter Kernkraftwerke (Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) und Fukushima) und Personen, die bei den Aufräumarbeiten eingesetzt wurden oder werden, Personen, die von oberirdischen Atombombentests betroffen waren ( z.B. Bewohner in der Nähe des ehem. Atomwaffentestgeländes Semipalatinsk (Kasachstan)). Die wichtigsten Daten für die Abschätzungen des strahlenbedingten Krebsrisikos sind die Daten der japanischen Atombombenüberlebenden. Diese Gruppe war mit einer hohen Dosisrate exponiert (die gesamte Dosis im Bruchteil einer Sekunde), die Dosis war aber nur bei einem kleinen Prozentsatz der Betroffenen hoch. Das Krebsrisiko lässt sich anhand der oben genannten Studienpopulationen schätzen. Es setzt sich aus zwei Komponenten zusammen: dem "spontanen" Krebsrisiko in einer Population, also dem allgemeinen Risiko ohne Strahlenexposition an Krebs zu erkranken, und dem strahleninduzierten Krebsrisiko. Letzteres beschreibt Krebsfälle, die ohne Strahlenexposition nicht entstanden wären. Für beide Komponenten werden Modelle angenommen und geschätzt. Für die Schätzung der Dosis-Wirkungs-Beziehung wird typischerweise ein lineares Modell ohne Schwellenwert angenommen. D. h. man nimmt an, dass mit einer Erhöhung der Strahlendosis sich auch das Krebsrisiko proportional erhöht und dass es keinen Schwellenwert gibt, unterhalb dessen Strahlung nicht schädlich ist. Oft will man Aussagen zum Strahlenrisiko nicht nur für eine Studienpopulation ( z.B. die Atombombenüberlebenden), sondern auch für andere Populationen ( z.B. die deutsche Bevölkerung) treffen. Dann muss das in einer Studienpopulation ermittelte Strahlenrisiko auf das Strahlenrisiko der Zielpopulation übertragen werden. Für die relativ niedrigen Strahlenbelastungen, wie sie heute in der Umwelt und am Arbeitsplatz auftreten, ist eine weitere Extrapolation von den Befunden bei den japanischen Atombombenüberlebenden notwendig: Die epidemiologischen Befunde, die hauptsächlich für hohe Dosisraten vorliegen, werden auf die Expositionssituationen bei niedrigen Dosen und chronischer Exposition übertragen. Hierzu gibt es verschiedene Ansätze: Die ICRP empfiehlt im Bereich niedriger Dosen und chronischer Belastungen die Risikokoeffizienten durch den Faktor 2 zu teilen. Die ICRP geht nämlich davon aus, dass eine über einen längeren Zeitraum verteilte Dosis weniger wirksam ist als eine gleich hohe Dosis , die aus kurzzeitiger Belastung resultiert. Damit soll insbesondere die Reparatur- und Erholungskapazität von bestrahlten Zellen bei niedrigen Werten der Dosis und der Dosisleistung berücksichtigt werden. Die Reduktion ergibt sich nicht unmittelbar aus den Beobachtungsdaten für Krebserkrankungen bei Menschen und beruht auf Modellannahmen, aufbauend auf laborexperimentellen Erkenntnissen. Das BfS sieht die wissenschaftliche Begründung für diese Reduktion der Risikokoeffizienten für niedrige Dosen und chronische Expositionen als nicht ausreichend an. Risikoschätzungen sind grundsätzlich mit Unsicherheiten behaftet. Dies hat mehrere Gründe: Zum einen handelt es sich bei einer Studienpopulation nur um einen begrenzten Personenkreis, der nicht zwangsläufig repräsentativ für die interessierende Zielpopulation sein muss. Zum anderen werden für die Modelle und die Risikoübertragungen viele Annahmen getroffen. Des Weiteren ist die Erfassung der Strahlendosis häufig mit großen Unsicherheiten verbunden. Mehr Informationen zu strahleninduzierten Krebserkrankungen und deren Risiken finden Sie im Artikel " Krebserkrankungen ". Abschätzung des Risikos für andere Krankheiten als Krebs Eine Abschätzung des Risikos, nach Strahlenbelastung an anderen Krankheiten als Krebs zu erkranken, ist zurzeit nicht zuverlässig möglich. Auswertungen bei den Überlebenden der Atombombenabwürfe in Japan , bei exponierten Bevölkerungsgruppen in der ehemaligen Sowjetunion und bei Strahlentherapie-Patienten weisen darauf hin, dass auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen nicht wie lange angenommen erst ab 0,5 Gray als späte deterministische Strahlenschäden auftreten können, sondern bereits bei niedrigeren Dosen. Die Annahme, dass Katarakte (Linsentrübungen des Auges) zu den deterministischen Strahlenschäden zählen, wird zurzeit ebenfalls in Frage gestellt. Auch hier gibt es neue Erkenntnisse, die darauf hinweisen, dass Katarakte bereits bei zehnfach niedrigerer Dosis auftreten als bis vor kurzem noch angenommen (0,5 Gray gegenüber fünf Gray ). Es wird diskutiert, dass für diese Erkrankungen möglicherweise keine Schwellendosis existiert, sie also wie bösartige Neubildungen als stochastische Strahlenschäden anzusehen sind. Abschätzung des Risikos für genetische Schäden Für genetische Strahlenschäden gibt es keine gesicherten, am Menschen gewonnenen Erkenntnisse. In Hiroshima und Nagasaki konnte bisher bei Nachkommen der bestrahlten Atombomben-Überlebenden keine erhöhte Rate von vererbbaren Strahlenschäden im Vergleich zur übrigen japanischen Bevölkerung festgestellt werden. Aus experimentellen Untersuchungen an Tieren ist aber bekannt, dass Strahlung genetische Veränderungen, sogenannte Mutationen, in Keimzellen auslösen kann. Daher stammen die Abschätzungen des genetischen Strahlenrisikos für den Menschen aus diesen tierexperimentellen Untersuchungen. Mehr Informationen zu strahleninduzierten genetischen Schäden und deren Risiken können Sie im Artikel " Vererbbare Strahlenschäden " nachlesen. Risikobewertung Die obigen Ausführungen zeigen, wie für einzelne Erkrankungen auf Basis einzelner Studien Strahlenrisiken ermittelt werden können. Eine fundierte Risikobewertung auf Basis eines einzigen Tierexperiments oder einer einzelnen epidemiologischen Studie am Menschen ist allerdings kaum möglich. Für die Bewertung gesundheitsbezogener Risiken durch Strahlung ist es erforderlich, die Ergebnisse aus mehreren Studien heranzuziehen und in einer zusammenfassenden Gesamtschau zu bewerten. Ein StrahlenschutzStandpunkt des Bundesamtes für Strahlenschutz thematisiert die Bewertung gesundheitsbezogener Risiken im Detail. Stand: 20.05.2025
Gesundheitliche Folgen des Unfalls von Tschornobyl in der ehemaligen Sowjetunion Durch den Reaktorunfall von Tschornobyl (russ.: Tschernobyl) erhielten insbesondere Notfallhelfer*innen und Aufräumarbeiter*innen (sogenannte Liquidator*innen) hohe Strahlendosen. Auch die Bevölkerung in der Nähe war z.T. einer hohen Strahlendosis ausgesetzt. 28 Notfallhelfer*innen starben in Folge eines akuten Strahlensyndroms. Ein Anstieg von Schilddrüsenkrebserkrankungen ist auf die Strahlung zurückzuführen. Die gesundheitlichen Folgen werden bis heute untersucht. Blumen am Denkmal für die Feuerwehrleute von Tschornobyl Die gesundheitlichen Folgen des Reaktorunglücks von Tschornobyl wurden in zahlreichen Publikationen untersucht. Wichtige Zusammenfassungen dieser Erkenntnisse liefern u.a. die Berichte vom Wissenschaftlichen Komitee über die Effekte der atomaren Strahlung der Vereinten Nationen (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR ) und des Tschernobyl-Forums . Das Tschernobyl-Forum war eine Arbeitsgruppe der Internationalen Atomenergie-Organisation (International Atomic Energy Agency, IAEA ), der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organisation, WHO ), mehrerer UN -Organisationen und der Regierungen von Russland, Belarus und der Ukraine, die zwischen 2003 und 2005 die wissenschaftliche Aufarbeitung der Folgen des Reaktorunfalls für Mensch und Umwelt vorantrieb. Bei der Untersuchung werden oftmals folgende Personengruppen unterschieden: Notfallhelfer*innen und Liquidator*innen Am Tag des Reaktorunfalls, dem 26. April 1986, waren rund 600 Notfallhelfer*innen ( z. B. Werksangehörige, Feuerwehrleute und Rettungskräfte) an dem Kraftwerk tätig. In den Jahren 1986 und 1987 waren über 240.000 Personen als Aufräumarbeiter*innen (sogenannte Liquidator*innen) im Umkreis von 30 Kilometern um das Kraftwerk eingesetzt. Weitere Aufräumarbeiten wurden bis etwa 1990 durchgeführt. Die Gesamtzahl der für den Einsatz registrierten Liquidator*innen betrug etwa 600.000. Bevölkerung 1986 wurden etwa 116.000 Bewohner*innen aus der unmittelbaren Umgebung des Unfallreaktors evakuiert (im Umkreis von 30 Kilometern um das Kraftwerk und in weiteren Gebieten mit gemessenen Ortsdosisleistungen von mehr als 0,2 Millisievert pro Stunde). In den Folgejahren waren es zusätzlich etwa 220.000 Personen. Im Jahr 2006 lebten noch etwa 6 Millionen Menschen in den "kontaminierten Gebieten". Als "kontaminiert" gelten dabei die Gebiete der ehemaligen Sowjetunion, die am Boden Cäsium-137 -Konzentrationen von mehr als 37.000 Becquerel pro Quadratmeter aufwiesen. Auch die damals in der Ukraine, Belarus und in den 19 "betroffenen Oblasten" (Verwaltungsbezirke) in Russland lebenden 98 Millionen Menschen wurden bei der Untersuchung der gesundheitlichen Folgen betrachtet. Als "betroffen" gelten dabei die Oblaste von Russland, die kontaminierte Gebiete enthielten. Akute gesundheitliche Folgen Zwei Werksmitarbeiter starben unmittelbar an den schweren Verletzungen durch die Explosion des Reaktors. 134 Notfallhelfer*innen erlitten ein akutes Strahlensyndrom . Davon starben 28 innerhalb von vier Monaten nach dem Unfall. Ihr Tod ist auf die hohen Strahlendosen zurückzuführen. Weitere 19 Personen mit einem akuten Strahlensyndrom starben in den Folgejahren (1987 - 2004). Ihr Tod steht möglicherweise auch im Zusammenhang mit den Strahlendosen nach dem Unfall. Für die Überlebenden des akuten Strahlensyndroms sind Hautverletzungen und später auftretende, strahleninduzierte Katarakte , also eine Trübung der Augenlinse oder Grauer Star, die schwerwiegendsten gesundheitlichen Schäden. Die 134 Personen mit akutem Strahlensyndrom erhielten Ganzkörperdosen durch externe Gammastrahlung von 0,8 bis 16 Gray . Manche erhielten zudem durch Betastrahlung Hautdosen von 400 bis 500 Gray , die zu schweren Verbrennungen führten. Die meisten der Verstorbenen starben an Infektionen infolge der Verbrennungen. 13 Personen mit einem akuten Strahlensyndrom wurden mit einer Knochenmarktransplantation behandelt. Nur eine der behandelten Personen überlebte. Bei den Liquidator*innen und in der Bevölkerung wurden nach den vorliegenden Berichten keine akuten Strahlenschäden beobachtet. Später auftretende gesundheitliche Folgen In Folge des Reaktorunfalls erhielten die Liquidator*innen und die im Umkreis lebende Bevölkerung erhöhte Strahlendosen, die zu später auftretenden Strahlenschäden geführt haben können bzw. in Zukunft immer noch führen können. Die Höhe der Strahlendosen kann sich stark unterscheiden: Liquidator*innen erhielten in Folge ihrer Aufräumarbeiten im Zeitraum von 1986 bis 1990 im Mittel eine zusätzliche effektive Dosis von 120 Millisievert . Die Dosiswerte variierten von weniger als 10 bis mehr als 1000 Millisievert . Für 85% von ihnen lag sie im Bereich von 20 bis 500 Millisievert . Evakuierten Personen erhielten im Mittel eine zusätzliche effektive Dosis von 33 Millisievert . 6 Millionen Menschen in den kontaminierten Gebieten erhielten im Zeitraum von 1986 bis 2005 eine effektive Dosis von durchschnittlich 9 Millisievert . Bei 70% der Menschen lag die zusätzliche effektive Dosis unter 1 Millisievert , bei 20% zwischen 1 und 2 Millisievert , bei 2,5% lag die effektive Dosis über 50 Millisievert . 98 Millionen Menschen auf dem Gebiet der Ukraine, Belarus und den 19 betroffenen Oblasten in Russland erhielten im Mittel eine vergleichsweise geringe zusätzlich effektive Dosis (im Zeitraum von1986 bis 2005) von insgesamt 1,3 Millisievert . Zum Vergleich: Auf dem Gebiet der Ukraine, Belarus und den 19 betroffenen Oblasten in Russland wurde für denselben Zeitraum eine Hintergrundstrahlung von 50 Millisievert geschätzt. Die ermittelten zusätzlichen effektiven Dosen stellen damit in Teilen eine deutliche Erhöhung gegenüber der Hintergrundstrahlung dar. Wie viele Menschen wegen der erhöhten Strahlendosen in Folge des Reaktorunfalls erkrankten oder starben, lässt sich nicht genau angeben. Das Tschernobyl-Forum schätzte 2005, dass ungefähr 4.000 Todesfälle auf die zusätzlichen Strahlendosen zurückzuführen sind. Medien zum Thema Mehr aus der Mediathek Tschornobyl (russ. Tschernobyl) Was geschah beim Reaktorunfall 1986 in Tschornobyl? In Videos berichten Zeitzeugen. Broschüren und Bilder zeigen die weitere Entwicklung. Stand: 10.02.2025
Atombomben auf Hiroshima und Nagasaki: Bedeutung für den Strahlenschutz Im August 1945 wurden in der Endphase des Zweiten Weltkrieges zum ersten und einzigen Mal Atomwaffen in einem militärischen Konflikt eingesetzt. Die erste von zwei amerikanischen Atombomben wurde am 6. August über der japanischen Stadt Hiroshima abgeworfen. Der zweite Bombenangriff auf die Stadt Nagasaki erfolgte drei Tage später. Das heutige Wissen über die gesundheitlichen Risiken ionisierender Strahlung basiert überwiegend auf den Beobachtungen an den Überlebenden der Atombombenabwürfe. Insbesondere auf den Ergebnissen der sogenannten Life Span Study, einer epidemiologischen Kohortenstudie an den Atombombenüberlebenden. Die Studienergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für den Strahlenschutz, insbesondere für die Festlegung von Grenzwerten. Auch in Zukunft sind wichtige Erkenntnisse aus dieser Studie zu erwarten. Historie Atombombenabwürfe: Auswirkungen Historie Friedensdenkmal in Hiroshima: Gedenkstätte für den ersten kriegerischen Einsatz einer Atombombe Während des Pazifikkriegs zwischen Japan und China beschloss die amerikanische Regierung, den Export von Erdöl und Stahl nach Japan einzuschränken, um die Kriegsausweitung nach Südostasien zu verhindern. Dieses wirtschaftliche Embargo führte am 7. Dezember 1941 zum japanischen Angriff auf Pearl Harbor und zur Ausweitung des Pazifikkrieges auf Amerika. Die USA begannen daraufhin im Jahr 1942 mit der Entwicklung und dem Bau der Atombombe ("Manhattan Project"), die im Juli 1945 in Los Alamos erfolgreich getestet wurde ("Trinity Test"). Nach fast vier Jahren andauernder Kriegsführung und der Ablehnung eines Kapitulationsultimatums seitens Japans bat die US-Militärführung um die Erlaubnis für den Einsatz der Atombombe. Obwohl viele an der Entwicklung beteiligte Wissenschaftler davon abrieten, wurde 1945 beschlossen, die Atombombe einzusetzen. Als Ziel für den Abwurf am 6. August wurde Hiroshima gewählt. Es war Sitz des Hauptquartiers der 2. Hauptarmee Japans und diente gleichzeitig zur Lagerung kriegswichtiger Güter. Zudem befand sich dort kein Kriegsgefangenenlager (mit US-Insassen). Als Ziel für den Abwurf der zweiten Atombombe am 9. August war ursprünglich die für die Rüstungsindustrie wichtige Stadt Kokura vorgesehen. Wegen schlechter Sicht wurde jedoch Nagasaki angeflogen, das Sitz des Rüstungskonzerns Mitsubishi war. Atombombenabwürfe: Auswirkungen Durch die Druck- und Hitzewellen (von mindestens 6.000 °C ) waren Sekunden nach den Abwürfen 80% der Innenstädte völlig zerstört. Die daraufhin aufsteigenden Atompilze bestanden aus aufgewirbeltem Staub und Asche, an die sich radioaktive Teilchen anhefteten. Diese Staubwolke ging ca. 20 Minuten später als radioaktiver Niederschlag (sogenannter Fall-out ) auf die Umgebung nieder. Die Opfer der Atombombenabwürfe kamen zum einen unmittelbar durch die Explosion ums Leben, zum anderen verstarben sie an den Akut- und Spätschäden der ionisierenden Strahlung. Eine eindeutige Unterscheidung der Todesursachen nach Verbrennungen, Verletzungen oder Strahlung war unmöglich, da auch die Druck- und Hitzewellen eine Rolle spielten. Da alle wichtigen Aufzeichnungen und Register in den Städten zerstört wurden, ist die genaue Anzahl der durch die Explosion Getöteten bis heute unklar. Nach Schätzungen starben in Hiroshima bis zu 80.000 und in Nagasaki bis zu 40.000 Menschen direkt, ebenso viele wurden verletzt. Abschätzung der Einwohnerzahl sowie der akuten Todesfälle in beiden Städten zum Zeitpunkt des Abwurfes bis 4 Monate danach Stadt Geschätzte Einwohnerzahl zum Zeitpunkt der Abwürfe Geschätzte Anzahl akuter Todesfälle Hiroshima 340.000 bis 350.000 90.000 bis 166.000 Nagasaki 250.000 bis 270.000 60.000 bis 80.000 Quelle: www.rerf.jp Die Anzahl der Überlebenden, die ionisierender Strahlung ausgesetzt waren, wurde in einem Zensus der japanischen Regierung auf etwa 280.000 Personen geschätzt. Als Maß für die Strahlenbelastung der Überlebenden verwendet die Radiation Effects Research Foundation (RERF) die mittlere, gewichtete Strahlendosis des Darms (Gewichtung: Gamma- Dosis des Darms + 10*Neutronen- Dosis des Darms). Diese hängt vom Aufenthaltsort zum Zeitpunkt der Explosion ab und steigt mit der Nähe zum Zentrum der Explosion (dem sogenannten Hypozentrum) stark an. Schätzung der mittleren gewichteten Strahlendosis der Überlebenden in Abhängigkeit von der Distanz zum Hypozentrum in beiden Städten Gewichtete Strahlendosis des Darms in Gray ( Gy ) Distanz Hypozentrum Hiroshima Distanz Hypozentrum Nagasaki 0,005 Gy 2.500 m 2.700 m 0,05 Gy 1.900 m 2.050 m 0,1 Gy 1.700 m 1.850 m 0,5 Gy 1.250 m 1.450 m 1 Gy 1.100 m 1.250 m Quelle: www.rerf.jp Epidemiologische Studien Um die Effekte von ionisierender Strahlung auf den Menschen zu erforschen, wurde 1950 eine Kohortenstudie ( Life Span Study ) begonnen, in die ca. 120.000 Überlebende einbezogen wurden. Zudem wurden mit Teilen dieser Kohorte folgende kleinere Kohortenstudien durchgeführt: eine Studie mit 20.000 Teilnehmenden, die regelmäßig körperlichen Untersuchungen unterzogen werden ( The Adult Health Survey ) eine Studie mit 77.000 Nachkommen von Überlebenden (F1-Studie) eine Studie mit 3.600 Teilnehmenden, die der ionisierenden Strahlung vor ihrer Geburt (in utero) ausgesetzt waren (In-utero study ) sowie eine Studie, in der anhand von 1.703 vorhandenen Blutproben von Überlebenden genetische Veränderungen erforscht werden. Die Life Span Study hat wegen ihrer großen Studienpopulation, einer relativ präzisen individuellen Dosisabschätzung, einem langen Beobachtungszeitraum und der Beobachtung zahlreicher Krankheiten eine große Bedeutung für die Erforschung der gesundheitlichen Auswirkungen ionisierender Strahlung . Im Jahr 2009 waren insgesamt ca. 38 % der Studienpopulation noch am Leben (Altersdurchschnitt 78 Jahre). Von denen, die zum Zeitpunkt der Abwürfe unter 10 Jahre alt waren, lebten im Jahr 2009 noch ca. 83 % . 2 Akute Strahlenschäden (deterministische Strahlenwirkungen) Unmittelbar nach den Atombombenabwürfen erlitten die Betroffenen akute Strahlenschäden, sogenannte deterministische Strahlenwirkungen . Dabei handelt es sich um Gewebereaktionen, die durch das massive Absterben von Zellen verursacht werden und erst oberhalb einer Schwellendosis auftreten. Zu den deterministischen Strahlenwirkungen gehören beispielsweise die akute Strahlenkrankheit und Fehlbildungen nach Bestrahlung in-utero. Spätschäden (stochastische Strahlenwirkungen) Jahre bis Jahrzehnte nach den Atombombenabwürfen traten bei den Überlebenden Spätschäden, sogenannte stochastische Strahlenwirkungen (wie z.B. Krebs, Leukämien und genetische Wirkungen ), auf. Diese können auch von Strahlendosen verursacht werden, die unterhalb der Schwelle für deterministische Strahlenwirkungen liegen. Sie resultieren aus DNA -Mutationen (Schädigungen der Erbsubstanz der Zellen), die Krebs oder Leukämien auslösen können und die erst nach Jahren als klinisches Krankheitsbild in Erscheinung treten. Mutationen in den Keimzellen können in den nachfolgenden Generationen Fehlbildungen oder Erbkrankheiten zur Folge haben. In den epidemiologischen Studien werden diese stochastischen Strahlenwirkungen untersucht. Bedeutung für den Strahlenschutz Die Daten aus verschiedenen epidemiologischen Studien werden von nationalen und internationalen wissenschaftlichen Gremien, wie der japanisch-amerikanischen Radiation Effects Research Foundation (RERF), ausgewertet und spielen eine wichtige Rolle für die Bewertung des Strahlenrisikos, z. B. durch das wissenschaftliche Komitee über die Effekte der atomaren Strahlung der Vereinten Nationen ( UNSCEAR ) und auch durch die deutsche Strahlenschutzkommission ( SSK ). Die Ergebnisse der Life Span Study , der größten Studie an Atombombenüberlebenden, bilden eine wichtige Grundlage für die Abschätzung strahlenbedingter Risiken und die Ableitung von Grenzwerten für Strahlenbelastungen und Strahlenschutzregelungen. Da die Atombombenüberlebenden jedoch einer hohen akuten Strahlenexposition ausgesetzt waren, ist die Abschätzung der Risiken durch niedrige oder chronische Strahlenexpositionen (wie sie heute eher relevant sind) aufgrund dieser Daten schwierig und wird bis heute kontrovers diskutiert. Die Aussagekraft der Life Span Study steigt mit zunehmender Beobachtungsdauer und es ist mit einer noch genaueren Beschreibung der Dosis-Wirkungs-Beziehung zu rechnen ( z. B. hinsichtlich Alters- und Geschlechtsunterschieden bei der Wirkung ionisierender Strahlung ). Literatur 1 Hsu, W. L., D. L. Preston, M. Soda, H. Sugiyama, S. Funamoto, K. Kodama, A. Kimura, N. Kamada, H. Dohy, M. Tomonaga, M. Iwanaga, Y. Miyazaki, H. M. Cullings, A. Suyama, K. Ozasa, R. E. Shore and K. Mabuchi (2013). The incidence of leukemia, lymphoma and multiple myeloma among atomic bomb survivors : 1950-2001 . Radiat Res 179(3): 361-382. 2 Grant, E. J., A. Brenner, H. Sugiyama, R. Sakata, A. Sadakane, M. Utada, E. K. Cahoon, C. M. Milder, M. Soda, H. M. Cullings, D. L. Preston, K. Mabuchid and K. Ozasa (2017). Solid Cancer Incidence among the Life Span Study of Atomic Bomb Survivors: 1958–2009. Radiat Res 187(5): 513-537. 3 Preston, D. L., E. Ron, S. Tokuoka, S. Funamoto, N. Nishi, M. Soda, K. Mabuchi and K. Kodama (2007). Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998 . Radiat Res 168(1): 1-64. 4 Ozasa, K., Y. Shimizu, A. Suyama, F. Kasagi, M. Soda, E. J. Grant, R. Sakata, H. Sugiyama and K. Kodama (2012). Studies of the mortality of atomic bomb survivors, Report 14, 1950-2003: an overview of cancer and noncancer diseases . Radiat Res 177(3): 229-243. Stand: 01.08.2023
Im Vorhaben soll die Langzeitwirkung von Strahlung, insbesondere bei Radonexposition, näher untersucht werden. Neben den Risiken (genetischen Effekten) werden auch die für den therapeutischen Nutzen wichtigen immunmodulierenden Mechanismen, knochenmetabolische Veränderungen und die Schmerzlinderung analysiert werden. Zu diesem Zweck ist geplant, primäre Zellen, Gewebe-(Äquivalente) und wt bzw. polyarthritische Mäuse in radonhaltiger Atmosphäre zu exponieren und Studien an Radonpatienten durchzuführen. Die geplante Laufzeit des Verbundprojektes beträgt 3,5 Jahre. Das Gesamtziel des Verbundes knüpft an die Notwendigkeit der Aufklärung biologischer Mechanismen im Niedrigdosis-Bereich an. Der Schwerpunkt wird auf die Wirkung von Radon gelegt, dessen radioaktiver Zerfall und Inkorporation von Tochternukliden durch den Menschen etwa 30% der mittleren Strahlenbelastung pro Jahr ausmacht. Andererseits wird eine hohe Zahl an Patienten, die unter chronischen, degenerativen, entzündlichen und schmerzhaften Erkrankungen leiden, in dafür ausgewiesenen Heilbädern mit Radon therapiert. Die Arbeiten des beantragten Projektes sollen dazu beitragen, Risiken und Nutzen einer Radon-Exposition auf wissenschaftlicher Basis besser abwägen zu können.
Die genauen Mechanismen, die zur Bildung von strahleninduzierten Tumoren führen, sind noch weitgehend ungeklärt. Kenntnisgewinne über den genetischen Hintergrund strahleninduzierter Veränderungen in Brustzellen sowie über ihr Auftreten in Mammakarzinomen können zu einer Verbesserung der Abschätzung des Brustkrebsrisikos durchionisierende Strahlung führen. Das Ziel des FV besteht darin, strahleninduzierte Brustkrebsfälle anhand spezifisch veränderter Gen- oder Expressionsmuster erkennen zu können und dies an geeigneten Personenkollektiven zu validieren. Zudem soll anhand mechanistischer Untersuchungen die Rolle dieser Biomarker in der Strahlenkarzinogenese untersucht werden. Bisher wurden in zwei aufeinander abgestimmten Studien zu dieser Thematik in Kooperation zwischen der Abteilung Strahlenzytogenetik am Helmholtz Zentrum München (Leitung: Prof. Dr. Horst Zitzelsberger) mit dem Research Center for Radiation Medicine, Kiew ( Dr. Sergy Klymenko ) an Kollektiven von Brustkrebspatientinnen, die durch den Tschernobyl-Unfall entweder als Liquidatorinnen oder als Evakuierte aus hoch kontaminierten Gebieten bestrahlt wurden, und aus einem angepassten Kontrollkollektiv von Brustkrebspatientinnen aus der Ukraine entscheidende Grundlagen geschaffen und mögliche strahlenspezifische Marker auf Genom-, Chromosomen- und Expressionsebene in Tumorgewebe identifiziert. An einem Kollektiv von Brustkrebspatientinnen aus der Mayak-Kohorte besteht jetzt die Möglichkeit die bisher gefundenen Ergebnisse zu überprüfen. Die Mayak-Kohorte beinhaltet frühere Arbeiterinnen der Plutoniumfabrikationsstätte Majak (Tscheliabinsk). Da für die Mayak-Arbeiterinnen genaue Dosisabschätzungen vorliegen, lassen sich auch hier Dosis-Wirkungs-Zusammenhänge untersuchen. Zudem besteht die Möglichkeit festzustellen, in wieweit im Normalgewebe von exponierten Personen eine genetische Prädisposition nachweisbar ist.
Das Bundesamt für Strahlenschutz führt eine Kohortenstudie an ca. 64 000 ehemaligen Beschäftigten der Fa. Wismut durch. Ziel ist die Abschätzung des Gesundheitsrisikos durch Strahlung, Staub und andere Noxen. Im Rahmen des UFO-Plans wurden bereits drei Mortalitäts-Follow-Ups zu den Stichtagen 31.12.1998, 31.12.2003 und 31.12.2008 durchgeführt. Im vorliegenden Vorhaben wird in einem vierten Mortalitäts-Follow-Up der Vitalstatus von 34 128 Kohortenmitgliedern der Wismut-Kohortenstudie zum Stichtag 31.12.2013 ermittelt und für verstorbene Personen die Todesursache eruiert. Der Follow-Up-Zeitraum der Kohortenstudie wird also um weitere 5 Jahre verlängert und ermöglicht dadurch Risikoanalysen zur strahleninduzierten Mortalität über einen im Vergleich zu anderen Bergarbeiterstudien sehr langen Zeitraum (1946-2013).
In diesem Projekt werden die Methoden und das Software Programm ProZES (Programm zur Berechnung der Zusammenhangswahrscheinlichkeit einer Erkrankung und einer Strahlenexposition) entwickelt um abzuschätzen, welchen Anteil die Strahlenexposition einer Person an einer späteren Krebsentstehung hat. Das aktuelle Projekt führt Entwicklungen aus einer ersten Phase (Vorhaben 3607S04570) fort. Es sollen in diesem Projekt nun alle Krebsarten berücksichtigt werden sowie hoch-LET1) Strahlung mit Einflüssen von Latenzzeit, Expositionsraten und weiteren Faktoren. Der Risikotransfer auf die deutsche Bevölkerung verlangt zuverlässige und aktuelle Krebsinzidenz- und Bevölkerungsstatistiken. Diese Daten werden im Rahmen dieses Projektes gesammelt und aufbereitet. Das Software Programm ProZES implementiert die Methoden in einer berechnungseffizienten Form als Windows Anwendung mit graphischer Oberfläche und graphischer oder numerischer Ausgabe. Die ProZES Entwicklung im aktuellen Projekt konzentriert sich insbesondere auf die Implementation neuer Krebsmodelle sowie weiterer Verbesserung der Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit der Anwendung.
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| Bund | 21 |
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| Förderprogramm | 15 |
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