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Die radioaktive Strahlung hat einerseits einen natürlichen Ursprung durch kosmische Strahlung und durch die generell vorhandenen natürlichen Radionuklide und wird andererseits künstlich erzeugt, z.B. durch Kernspaltung in Kraftwerken, bei Kernwaffenversuchen oder durch andere technische Prozesse. Die Gefahren der Strahlung bestehen darin, dass in Abhängigkeit der Intensität und Dauer einer Bestrahlung irreversible Schäden eintreten können, wobei die biologische Wirkung bei natürlicher und künstlicher Strahlung gleich ist. Einmal freigesetzte Radionuklide können sich über große Entfernungen – auch von Kontinent zu Kontinent - auswirken und über die Nahrungskette weitere Verbreitung finden. Ebenso kann ihre Lebensdauer (Strahlungsaktivität) sich über sehr lange Zeiträume erstrecken, so dass eine Strahlung noch nach Generationen nachweisbar ist.

• Radioaktivität und ionisierende Strahlung
• Allgemeine Überwachung der Radioaktivität in Nordrhein-Westfalen
• Überwachung der Umweltradioaktivität in Nordrhein-Westfalen nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz
• Wie wird die Radioaktivität überwacht?
• Ergebnisse der amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität
• Kleines Wörterbuch
• Lesen Sie zum Thema Radioaktivität auch den im Rahmen des Umweltberichts 2009 erschienenen Beitrag "Umwelt und Sicherheit".

Radioaktivität und ionisierende Strahlung

Radioaktivität ist die Eigenschaft bestimmter Atomkerne sich umzuwandeln und ionisierende Strahlung ( Alpha-, Beta- oder Gammastrahlung) auszusenden.
Man unterscheidet zwischen

• radioaktiven Stoffen, die natürlichen Ursprungs sind und seit Entstehung der Erde existieren (wie z. B. Uran-238, Radon-222 oder Kalium-40) oder durch Einwirkung der ionisierenden Sonnenstrahlung entstehen, und
• künstlicher Radioaktivität, die z.B. durch Kernspaltung in Kernkraftwerken und bei Kernwaffenversuchen sowie in Beschleunigern entsteht. Sie findet Anwendung in Medizin, Technik und Forschung.

Die mittlere Belastung der Bevölkerung durch natürliche Strahlung (kosmische und terrestrische Strahlung, Aufnahme von Nahrungsmitteln, die natürliche radioaktive Stoffe enthalten und Inhalation von Radon beträgt etwa zwei Millisievert (mSv) pro Jahr.
Die mittlere jährliche zivilisatorische Strahlenbelastung liegt ebenfalls bei ca. zwei mSv pro Jahr. Die zivilisatorische Strahlenexposition ergibt sich maßgeblich durch die Anwendung radioaktiver Stoffe und ionisierender Strahlung in der Medizin.
Die oberirdischen Kernwaffenversuche in den fünfziger und sechziger Jahren und das Reaktorunglück von Tschernobyl 1986 tragen noch heute zur Belastung der Umwelt durch radioaktive Strahlung bei. Langlebige radioaktive Stoffe wie Strontium-90 und Cäsium-137 sind heute noch nachweisbar. Die hierdurch hervorgerufene Strahlenbelastung der Bevölkerung in Deutschland beträgt derzeit jährlich etwa 0,025 Millisievert.

Mittlere effektive Jahresdosis durch ionisierende Strahlung, gemittelt über die
Bevölkerung Deutschlands (Grafik: Bundesamt für Strahlenschutz)

Allgemeine Überwachung der Radioaktivität in Nordrhein-Westfalen

Zum Schutz von Mensch und Umwelt vor möglichen Gefahren radioaktiver Substanzen hat der Gesetzgeber eine Reihe gesetzlicher Regelungen getroffen, für deren Umsetzung in Nordrhein-Westfalen folgende Ministerien bzw. deren nachgeordneten Behörden zuständig sind:

• Ministerium für Wirtschaft, Energie, Bauen, Wohnen und Verkehr als atomrechtliche Genehmigungs- und Aufsichtsbehörde nach dem Atomgesetz für kerntechnische Anlagen einschließlich der Überwachung der diesen Anlagen zuzuordnenden radioaktiven Emissionen und Immissionen (Umgebungsüberwachung).
  Beispiel: Urananreicherungsanlage Gronau, Forschungszentrum Jülich, Zwischenlager Arhaus. Ein kommerzielles Atomkraftwerk ist in Nordrhein-Westfalen nicht mehr am Netz.
• Ministerium für Arbeit, Integration und Soziales für den Strahlenschutz nach der Strahlenschutzverordnung, z. B. Umgang mit radioaktiven Stoffen in der Medizin und Technik
• Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz für den Vollzug des Strahlenschutzvorsorgegesetzes und damit insbesondere zuständig für die Überwachung der Umweltradioaktivität.

Überwachung der Umweltradioaktivität in Nordrhein-Westfalen nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz

Die Überwachung der Umweltradioaktivität ergab sich ursprünglich aus der Notwendigkeit der Untersuchung des radioaktiven Fallouts nach den oberirdischen Kernwaffenversuchen in den 50er und 60er Jahren. Sie begann in Deutschland bereits im Jahre 1954. Aufgrund des Euratomvertrages von März 1957 wurde europaweit ein Überwachungssystem für Radioaktivität aufgebaut, um großräumige Auswirkungen von Kernwaffentests feststellen zu können. Die Cäsium-137-Aktivitätskonzentration des Niederschlags in Offenbach (DWD) lag beispielsweise 1963 in der gleichen Größenordnung wie 1986 nach dem Reaktorunfall von Tschernobyl. Nach 1963 - in dem Jahr wurde der Vertrag über das Verbot oberirdischer Kernwaffentests abgeschlossen - ging die Radioaktivität in der Umwelt kontinuierlich zurück. Mit dem Beginn der großtechnischen, friedlichen Nutzung der Kernenergie verschob sich ab Beginn der 70er Jahre das Schwergewicht von der allgemeinen Überwachung der Umwelt auf kerntechnische Anlagen und ihre Emissionen. Infolge des Reaktorunfalls von Tschernobyl im April 1986 verabschiedete die Bundesregierung 1986 das Strahlenschutzvorsorgegesetz. Hauptziel war es, die Erfassung und Bewertung der Radioaktivität in unterschiedlichen Umweltbereichen nach einheitlichen Kriterien durchzuführen.
Das Strahlenschutzvorsorgegesetz wurde nach dem Unfall in Tschernobyl verabschiedet. Zweck des Gesetzes ist es, zum Schutz der Bevölkerung

• die Radioaktivität in der Umwelt zu überwachen und
• im Fall von Ereignissen mit nicht unerheblichen radiologischen Auswirkungen, die Strahlenexposition des Menschen und die radioaktive Kontamination in der Umwelt so gering wie möglich zu halten.

Im Strahlenschutzvorsorgegesetz sind die Aufgaben von Bund und Ländern in Bezug auf die Überwachung der Umweltradioaktivität genau geregelt:
Aufgabe des Bundes ist die Ermittlung der Radioaktivität

• in der Luft
• in Niederschlägen
• in Bundeswasserstraßen
• in Nord- und Ostsee
• sowie der Gammaortsdosisleistung

Die Federführung hat das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ( BMU).
Darüber hinaus ist Aufgabe des Bundes die Entwicklung und Festlegung von Probenahme-, Mess- und Berechnungsverfahren sowie die Dokumentation und Bewertung der vom Bund und den Ländern übermittelten Messergebnisse. In Zusammenhang mit den Ländern hat der Bund ein integriertes Mess- und Informationssystem (IMIS) aufgebaut.
Aufgabe der Bundesländer ist die Ermittlung der Radioaktivität in

• Lebensmitteln, Tabakerzeugnissen, Bedarfsgegenständen und Arzneimitteln,
• Futtermitteln,
• Trinkwasser, Grundwasser und den oberirdischen Gewässern mit Ausnahme der Bundeswasserstraßen,
• Abwässern, Klärschlamm und in Abfällen,
• im Boden und in Pflanzen.

In Nordrhein-Westfalen werden im Rahmen eines Routinemessprogramms jährlich ca. 1.800 Proben auf ihre Gehalte an radioaktiven Stoffen hin untersucht. Für die Lebensmittelüberwachung werden Proben beim Erzeuger, bei Großhändlern und im Handel genommen. Die restlichen Proben werden direkt in der Umwelt bzw. in der entsprechenden Anlage genommen.
Dieses Programm dient einerseits dazu, die Radioaktivität in der Umwelt genau zu messen, um zuverlässige Vergleichswerte für die radioaktive Kontamination in der Umwelt zu gewinnen, zum anderen zu Übungszwecken für den Ereignisfall.
Die von den Ländern ermittelten Daten werden an die Zentralstelle des Bundes für die Überwachung der Umweltradioaktivität beim Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS) übermittelt.
Die Bewertung der ermittelten Daten obliegt nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ( BMU). Das BMU entscheidet auch über die sich aus der Bewertung ergebenden Maßnahmen.

Überwachung der Radioaktivität in den verschiedenen Medien

Das Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz in Nordrhein-Westfalen ist für die Koordinierung der Durchführung des Strahlenschutzvorsorgegesetzes zuständig. Für die Messung vor Ort ist in jedem Regierungsbezirk eine amtliche Messstelle zuständig und zwar

• das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz,
• das Chemische und Veterinäruntersuchungsamt Ostwestfalen-Lippe in Detmold,
• der Landesbetrieb Mess - und Eichwesen Nordrhein-Westfalen, Betriebsstelle Eichamt Dortmund,
• das Landesinstitut für Gesundheit und Arbeit Nordrhein-Westfalen in Düsseldorf und
• das Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Münsterland-Emscher-Lippe.

Messfahrzeug mit in-situ-Gammaspektrometer

Wie wird die Radioaktivität überwacht?

Die Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt beginnt mit der Probenahme und endet mit der Übermittlung der Daten vom Land an das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ( BMU). Im Rahmen des Routinemessprogramms werden in Nordrhein-Westfalen bei den jährlich anfallenden Proben gammaspektrometrische Messungen, Strontium-90 Bestimmungen, in situ gammaspektrometrische Messungen, Tritium-Bestimmungen sowie alphaspektrometrische Messungen durchgeführt. Die Ergebnisse werden von den Messstellen an die dv-technische Zentralstelle des Bundes übermittelt und nach einer fachlichen Plausibilitätsprüfung durch die medienspezifischen Leitstellen des Bundes an das BMU weitergeleitet.
Die Landesmessstellen erstellen jährlich einen Bericht über die Messergebnisse aus Nordrhein-Westfalen.
Im Ereignisfall erfolgt im Rahmen des Intensivmessprogramms eine zeitliche und örtliche Verdichtung der Probenahme, vorrangig an den Orten, die bereits im Routineprogramm festgelegt sind. Mit Hilfe der Bundes- und Ländermessnetze lässt sich eine radioaktive Kontamination mit Radionukliden bundesweit sehr genau beobachten. Im Fall von Ereignissen, bei denen Radioaktivität in die Umwelt gelangt, erhält man somit einen schnellen aktuellen Überblick über die Lage in der Bundesrepublik und kann Sofortmaßnahmen ergreifen.

Ergebnisse der amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität

Im Rahmen des Strahlenschutzvorsorgegesetzes werden in Nordrhein-Westfalen von den fünf amtlichen Messstellen zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt regelmäßig unter anderem Lebensmittel, Futtermittel, Trinkwasser, Abwässer und Pflanzen untersucht. Die Ergebnisse der Messungen zeigen, dass die in Nordrhein-Westfalen untersuchten Lebens- und Futtermittel, die im Handel und bei den Erzeugern entnommen werden, nur noch äußerst geringe Gehalte künstlicher Radioaktivität aufweisen, zum größten Teil unterhalb der Nachweisgrenze. Dass dagegen bei wildwachsenden Pilzen und bei Wildschweinen aus den Wäldern Radioaktivität nachgewiesen werden kann, liegt an der unterschiedlichen Beschaffenheit von Waldböden und landwirtschaftlich genutzten Flächen und der damit zusammenhängenden Fixierung des Cäsiums im Boden. Im Wald reichert sich das Cäsium in der Humusschicht an und kann so über die Wurzeln in Pilze und andere Pflanzen gelangen. Da Wildschweine bei der Nahrungssuche auch im Boden liegende Pilze und Wurzeln ausgraben, ist die radioaktive Belastung der Tiere vermutlich auf ihre Nahrung zurückzuführen. Auf landwirtschaftlichen Flächen wird das Cäsium dagegen durch die Bearbeitung und Düngung des Bodens fest an Bodenbestandteile gebunden, und steht damit den Wurzeln praktisch nicht mehr zur Verfügung.
Die Messergebnisse der Radioaktivitätsüberwachung der Umwelt in Nordrhein-Westfalen sind in den Jahresberichten der Messstellen aufbereitet:

• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2010 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 2.94 MB)
• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2009 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 3.17 MB)
• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2008 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 1 MB)
• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2007 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 824 KB)
• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2006 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 1.01 MB)
• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2005 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 668 kB)
• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2004 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 5.11 MB)
• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2003 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 1.85 MB)
• Strahlenschutzvorsorge in Nordrhein-Westfalen: Gemeinsamer Jahresbericht 2002 der Amtlichen Messstellen für Umweltradioaktivität laden (PDF, 809 KB)

Kleines Wörterbuch der Fachbegriffe:

Äquivalentdosis
Produkt aus der Energiedosis und einem Bewertungsfaktor. Die Maßeinheit ist das Sievert (Sv)

Äquivalentdosis, effektive
Summe der gewichteten mittleren Äquivalentdosen in den einzelnen Organen und Geweben

Aktivität
Anzahl der in einem Zeitintervall auftretenden Kernumwandlungen eines Radionuklids oder Radionuklidgemisches dividiert durch die Länge des Zeitintervalls

Alpha (α)-Strahlen
Strahlen bestehend aus 2 Protonen und 2 Neutronen (Heliumkern), die beim radioaktiven Zerfall ausgesandt werden

Atom
Kleinster Baustein eines chemischen Elements

Becquerel (Bq)
Einheit für die Aktivität. Eine radioaktive Substanzmenge hat die Aktivität von 1 Bq, wenn in ihr pro Sekunde ein Atomkern zerfällt

Beta (β)-Strahlen
Strahlen bestehend aus Elektronen (ß--Strahlen), die durch Umwandlung von Neutronen oder aus Positronen (ß+-Strahlen), die durch Umwandlung von Protonen im Kern freigesetzt werden

Dosis
Menge der absorbierten ionisierenden Strahlung in Materie. Man unterscheidet zwischen Ionen-, Energie- und Äquivalentdosis

Dosis, effektive
Kurzbezeichnung für effektive Äquivalentdosis

Dosisleistung
Quotient aus Dosis und Zeit

Energiedosis
Quotient aus der Energie, die durch ionisierende Strahlung auf das Material in einem Volumenelement übertragen wird und der Masse in diesem Volumenelement, Einheit: Gray

Gamma-Ortsdosisleistung
siehe Ortsdosisleistung

Gamma (γ)-Strahlen
Hochenergetische, kurzwellige, elektromagnetische Strahlung, die von radioaktiven Stoffen ausgesandt wird.

Gray
Einheit für die Energiedosis 1 Gy = 1 Joule/kg (= 100 rad)

Halbwertzeit
Charakteristisches Zeitintervall, in dem die Aktivität eines Radionuklids auf die Hälfte abfällt

Ion
Ein elektrisch positiv oder negativ geladenes atomares Teilchen

Ionendosis
Quotient aus der Anzahl der durch ionisierende Strahlung in Luft in einem Volumenelement gebildeten Ionenpaare und dem Volumen dieses Volumenelementes

Ionisation
Erzeugung eines Ionenpaares

Isotop
Atome des gleichen chemischen Elements, die unterschiedliche Zahl von Neutronen im Atomkern und daher verschiedene Massen haben

Kontamination
Durch radioaktive Stoffe verursachte Verunreinigung

Nuklid
Ein durch seine Protonen- und Neutronenzahl charakterisierter Atomkern

Ortsdosis
Äquivalentdosis für Weichteilgewebe, gemessen an einem bestimmten Ort

Ortsdosisleistung (ODL)
Quotient aus Ortsdosis und Zeit

Radioaktivität
Die Eigenschaft von Radionukliden, sich spontan ohne äußere Einwirkung umzuwandeln und dabei eine charakteristische Strahlung auszusenden.

Radionuklid
Instabiles Nuklid, das sich spontan ohne äußere Einwirkung unter Strahlungsemission umwandelt

Röntgen
Einheit für die Ionendosis in Luft 1 R = 2 Milliarden Ionenpaare pro cm3

Sievert
Einheit für die Äquivalentdosis 1 Sv = 1.000 mSv (= 100 rem)

Strahlendosis
Siehe Dosis

Strahlenexposition
Einwirkung ionisierender Strahlen auf den menschlichen Körper. Externe Strahlenexposition ist die Strahlenexposition durch Strahlenquellen außerhalb des Körpers, interne Strahlenexposition ist die Strahlenexposition durch Strahlenquellen innerhalb des Körpers

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