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Radon - die unterschätzte Gefahr
Kurze Einleitung
Radon mit der chemischen Abkürzung Rn ist ein natürlicherweise vokommendes Edelgas, das instabil ist und bei seinem Zerfall u.a. die sehr gefährlichen Alphastrahlen abstrahlt.
Die Strahlenbelastung durch Radon macht etwa die Hälfte der gesamten natürlichen Strahlenbelastung aus und ist z.B. für die Entstehung von Lungenkrebs mit verantwortlich.
Großes Aufsehen erregte der Physiker Gioacchino Giuliani, als er anhand eines erhöhten Radonaustritts das Erdbeben am 6. April 2009 in den italienischen Abruzzen (LÀquila) vorhersagte.
Allerdings halten viele Erdbebenforscher diese Voraussage für zufällig, da sie die erhöhte Radonfreisetzung durch kleinste Spalten im Erdinneren nicht für ein sicheres Zeichen eines drohenden Erdbebens ansehen.
Allgemeine Vorbemerkungen
Die Ordnungszahl eines Elements im Periodensystem der Elemente gibt die Anzahl an Protonen im Atomkern des jeweiligen Elements an.
So besitzt z.B. Wasserstoff (Symbol: H) die Ordnundszahl 1, Helium (Symbol: He) die Ordnungszahl 2 oder Sauerstoff (Symbol: O) die Ordnungszahl 8.
Neben den positiv geladenen Protonen befinden sich im Atomkern noch die elektrisch neutralen Neutronen. Die Ordnungszahl wird meist durch ein Z symbolisiert und die Neutronenanzahl durch eiin N.
Die Summe aus beiden ist die Massenzahl des jeweiligen Elements:
M = Z + N
Wie gesagt: jedes Element besitzt eine feste Anzahl an Protonen. Aber die Anzahl der Neutronen desselben Elements differiert oft erheblich. So gibt es Wasserstoff mit keinem Neutron im Kern, mit einem und mit zwei.
Aber alle drei Atome sind Wasserstoff mit der Ordnungszahl 1 und mit den Massenzahlen 1, 2 und 3.
Man bezeichnet die verschiedenen Atome des Wasserstoffs als Nuklide und zusammen mit den Elektronen der Atomhülle als Isotope. Sofern ein Nuklid instabil ist wird es als Radionuklid bezeichnet.
Die Symbole für die drei Nuklide bzw. Isotope des Wasserstoffs sind: H 1, H 2 oder H 3. Es sei erwähnt, dass H 2 auch als Deuterium und H 3 als Tritium bezeichnet werden.
Besonders Interessierte seien darauf hingewiesen, dass es auf künstlich hergestelltem Wege auch H 4, H 5 oder H 6 gibt - mit extrem kleinen Halbwertszeiten.
Übrigens ist das Tritium radioaktiv und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12,33 Jahren über einen Betaminuszufall in Helium (He3).
Der in der Natur vorkommende Wasserstoff besteht insgesamt zu 99,9885% aus H1, zu 0,0115% aus H2 und nur zu 10-15% (= Billiardestel) aus H3.
Was ist Radon, wie entsteht es und wie zerstrahlt es?
Radon (Symbol: Rn) ist ein Edelgas und besitzt im Periodensystem der Elemente die Ordnungszahl 86. Es ist nicht sichtbar sowie geruchs- und geschmacklos.
In der Erdatmoshäre ist es das seltenste natürlich vorkommende Gas überhaupt. So kommt nur 1 Radonatom auf rund 1021 Luftatome.
Beim Radon sind die Isotope bzw. Nuklide von Rn 200 bis Rn 226 bekannt. Alle diese Isotope sind instabil, also radioaktiv und zerfallen bzw. zerstrahlen weiter bis zum stabilen Endprodukt dem Blei (Pb).
Dasfür eine Strahlenbelastung des Menschen wichtige Radon 222 entsteht aus dem Alphazerfall des Radiums 226 (Ra 226) mit einer Energie von 4,785 MeV;
das Radium besitzt eine Halbwertszeit von 1.620 Jahren und entsteht aus dem in der Erdrinde vorkommenden Thorium und Uran.
Die Halbwertszeiten aller Isotope des Radons - mit Ausnahme des Rn 222 - liegen im Bereich von Sekunden und Minuten. Außerdem beträgt der Anteil des Rn 222 am vorkommenden Radon rund 90%.
Daher spielt nur dieses Isotop - und vor allem seine Folgeprodukte - für die Strahlenbelastung des Menschen eine erwähnenswerte Rolle.
Es sei erwähnt, dass Rn 219 rund 1%, Rn 220 rund 9% und rn 222 rund 90% aller Isotope des Radons ausmachen.
Die anderen Isotope des Radons sind entweder künstlich erzeugt oder kommen nur in extrem geringen Spuren vor.
Die Halbwertszeit des Rn 222 beträgt 3,825 Tage. Es zerfällt über einen Alphazerfall mit einer Energie von 5,49 MeV in Polonium 218, das seinerseits wiederum instabil ist und weiter zerfällt
Zerfallsarten einiger Radon-Nuklide bzw. Isotope
| Nuklid/Isotop | Vorkommen | Halbwertszeit | Art des Zerfalls | Energie der Strahlung | Zerfallsprodukt |
|---|---|---|---|---|---|
| Rn 200 | künstlich erzeugt | 1 Sekunde | α - Zerfall | 6,91 | Polonium 216 |
| Rn 208 | künstlich erzeugt | 24,4 Minuten | α - Zerfall | 6,3 MeV | Polonium 204 |
| Rn 217 | künstlich erzeugt | 0,54 Millisekunden | α - Zerfall | 7,89 MeV | Polonium 213 |
| Rn 218 | natürlich vorkommend - in Spuren | 0,35 Millisekunden | α - Zerfall | 7,26 MeV | Polonium 214 |
| Rn 219 | natürlich vorkommend - 1% | 3,96 Sekunden | α - Zerfall | 6,95 MeV | Polonium 215 |
| Rn 220 | natürlich vorkommend - 9% | 55,6 Sekunden | α - Zerfall | 6,4 MeV | Polonium 216 |
| Rn 221 | künstlich erzeugt | 25 Min. | β− - Zerfall | α - Zerfall: rund 6 MeV | über β− - Zerfall: |
| Rn 222 | natürlich vorkommend - 90% | 3,825 Tage | α - Zerfall | 5,49 MeV | Polonium 218 |
| Rn 223 | natürlich vorkommend - in Spuren | 43 Minuten | β− - Zerfall | rund 1 Mev | Francium 223 |
| Rn 226 | künstlich erzeugt | 6 Minuten | β− - Zerfall | Francium 226 |
Vorkommen von Radon in Deutschland
Die Radonkonzentrationen sind besonders in folgenden Regionen:
Bayerischer Wald
Eifel
Erzgebirge
Fichtelgebirge
Harz
Schwarzwald
Thüringer Wald
In der Luft im Freien beträgt die Radonkonzentration in Deutschland je nach Region zwischen 8 und 30 Bq (Becquerel) pro m³.
Aber direkt über dem Boden kann es - wie in der Abbildung ersichtlich - zu erheblich höheren Werten kommen.
Das aus dem Boden freiwerdende Edelgas Radon gelangt vor allem über undichte Fundamente, rissiges Mauerwerk, Mediendurchführungen in Gebäude. Daher ist die Radonkonzentration im Keller und den untersten Stockwerken am höchsten. Radon aus Wasser oder dem Mauerwerk selber spielen dabei kaum eine Rolle. Es sei erwähnt, dass bei Radonkonzentrationen in der Bodenluft unter ca. 20 kBq (k = kilo = 1.000)
nicht mit erhöhten Radonkonzentrationen in der Raumluft zu rechnen ist!
Die mittlere Radon-Konzentration beträgt in Deutschland in Wohnräumen etwa 50 Bq pro m³, wobei die Schwankungsbreite von wenigen Bq pro m³ bis zu vielen Tausend reicht. Nur ca. 7% der Wohnräume in Deutschland weisen in Wohnräumen jedoch Werte von mehr als 100 Bq pro m³ und 0,07% über 1.000 Bq pro m³ auf. In der Luft unmittelbar über radonreichen Böden können dagegen Konzentrationen von über 100.0000 Bq pro m³ auftreten - beim Spielen von Kindern oder dem "Gassigehen" von (kleinen) Hunden sollte das berücksichtigt werden.
Grenzwerte
Nach einer Empfehlung des Bundesamtes für Strahlenschutz sollten ab einer Konzentration von 100 Bq pro m³ im Jahresmittel unbedingt Sanierungsarbeiten vorgenommen werden.
Bei neuen Gebäuden sollte von vornherein diese Konzentration durch bauliche Maßnahmen nicht überschritten werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass undichte Stellen im Gebäude regelrecht zu einer Art Kamindeffekt führen können und dass damit das Radon regelrecht aus der Umgebung angesaugt wird.
Wirkungen auf den Menschen
Bekanntlich ist Alphastrahlung eine für Lebewesen besonders gefährliche Strahlung, die auf kleinstem Raum zu starken Ionisationsprozessen und damit zu Schäden an der DNA führt. Die Folgen davon kann eine Krebserkrankung sein.
Um die Gefährlichkeit des Radons einschätzen zu können, sei erwähnt, dass die gesamte jährliche Strahlenbelastung aus natürlich vorkommender Strahlung des Menschen von etwa 2,2 mSv (Millisievert) sich wie folgt zusammensetzt:
kosmische Strahlung: rund 0,3 mSv
terrestrische Strahlung: rund 0,5 mSv
inkorporierte Radionuklide (ohne Radon) : rund 0,3 mSv
inkorporiertes Radon: 1,1 mSv
Die mittlere jährliche Strahlenbelastung durch in den Körper aufgenommenen (inkorporiert) Radon 222 ist damit genauso groß wie die Belastung durch alle anderen Strahlenquellen zusammen.
Allerdings ist weniger das Radon selber für die Entstehung von Lungenkrebs so gefährlich, sondern seine kurzlebigen Folgeprodukte - wie Polonium und das über mehrere Zerfallsstufen entstehende Wismut. Diese Schwermetalle lagern sich dann u.a. an in der Luft befindliche Aerosole oder auch Feinstaubteilchen an und gelangen über die Atmung in das Lungengewebe, wo die Alphastrahlung zu erheblichen Schäden z.B. in der DNA führen kann. Es gilt als gesichert, dass das Lungenkrebsrisiko proportional (linear) mit der Radankonzentation in Wohnräumen steigt.
Weiterhin ist gesichert, dass bei einer Verdopplung der Radonkonzentration auch das Lungenkrebsrisiko doppelt so groß wird. Radon ist wahrscheinlich für etwas weniger als 10% der vorkommenden Lungenkrebse verantwortlich. außerdem weiß man, dass bei einer 100 Bq höheren Radonkonzentration das Lungenkrebsrisiko um ca. 10% steigt. Man schätzt aufgrund von neueren Studien, dass in Deutschland ca. 1.900 bis 2.000 Menschen aufgrund der Wirkung des Radons an Lungenkrebs versterben. Die Gefährdung durch Radon sollte daher sehr ernst genommen werden.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass sich Rauchen und Radon in ihren Wirkungen gegenseitig verstärken. so steigt das Risiko für einen Raucher um den Faktor 25 gegenüber einem Nichtraucher an - sofern beide längere Zeit der gleichen Radonexposition ausgesetzt sind.
Beispiel
In Deutschland - und den meisten europäischen Ländern - sterben rund 41 Nichtraucher pro 10.000 Menschen bis zu ihrem 75. Lebensjahr an den Folgen von Lungenkrebs. Sofern dieser Personenkreis einer Radonbelasung von 100 Bq mehr ausgesetzt wäre, so stiege die Anzahl an Lungenkrebstoten auf 45 pro 10.000.
Messungen in Privathäusern
Wer in besonders radonbelasteten Regionen wohnt und sich Sorgen um die eigene Gesundheit und vor allem die seiner Kinder macht, der kann bei sich von den folgenden Institutionen eine Messung vornehmen lassen. Das gilt auch für Schulen oder Kitas. Dabei ist aber zu berücksichtigen, dass eine Messung der Raumluft in Wohnräumen über viele Wochen oder gar Monate vorgenommen werden muss, da die Radonkonzentration im Laufe eines Tages und mit der Jahreszeit stark schwanken kann und eine Einzelmessung daher wenig über die jährliche Radonbelasung aussagt:
Landesamt für Umwelt und Geologie
Referat 44
Zur Wetterwarte 11
01109 Dresden
Tel.: 0049 - (0)351 - 892 84 34
www.umwelt.sachsen.de/lfug
Beratungsstelle für radongeschütztes Bauen
Curiestr. 3
08301 Schlema
Tel.: 0049 - (0)3772 - 242 14
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