Kluge Vorsicht
Für den Optimisten ist die Sache klar: Vielen Menschen geht es durch die Fortschritte in fast allen Bereichen durch die vergangenen Jahrhunderte immer besser, trotz aller zwischenzeitlichen Rückschläge wie Kriege, Pandemien oder Naturkatastrophen. Es lief bis hierher sehr gut, und auch in Zukunft werden die Menschen die anstehenden Probleme lösen, auch die KI-Entwicklung wird dabei helfen.
Für den Pessimisten dagegen bewegen wir uns sehenden Auges auf einen Abgrund zu, für ihn hat die Menschheit angesichts der drohenden Gefahren des Klimawandels, der weltweiten Aufrüstung und der atomaren Bedrohungslage keine Zukunft. Auch die Kontrolle über die Entwicklung von künstlicher Intelligenz wird den Menschen entgleiten und sich eher gegen sie richten, als zu helfen, die globalen Probleme zu lösen.
Dazu gehören vielleicht ein warmer Schlafsack, eine Notration Lebensmittel und Medikamente, ein Wassersack mit Filter, aber definitiv auch ein Geigerzähler.
Natürlich kann man sich nicht gegen alle Gefahren schützen, dazu sind sie zu vielfältig und treten meistens auch völlig überraschend auf. Ganz plötzlich bedrohte das Coronavirus unsere Leben, völlig überraschend überrannte ein Tsunami das Atomkraftwerk in Fukushima und brachte es zur Explosion, ganz unerwartet brach ein Krieg an Europas Ostgrenze aus, dessen Folgen für uns noch nicht absehbar sind.
Und genauso unerwartet explodierte 1986 das ukrainische Atomkraftwerk in Tschernobyl. Die entstandene radioaktive Wolke erreichte Österreich und Südostbayern und zog dann nach Norden über Polen bis nach Schweden und Finnland, wo der meiste Fallout in dünn besiedeltem Gebiet niederging, etwas weniger ging dann später in Nordengland und Schottland nieder. Dass damals der Wind von Ost auf Nord drehte und die radioaktiven Wolken nicht über den dicht besiedelten Westen Europas zogen, war für deren Einwohner einfach nur Glück. Aber auch heute noch, fast 40 Jahre nach dem Unglück, sollten keine Pilze aus Südosteuropa oder Rentierfleisch aus Skandinavien verzehrt werden.
Da man Radioaktivität nicht sehen, schmecken, hören oder riechen kann, ist es sinnvoll, sich mit einem Gerät auszustatten, das radioaktive Strahlung messen kann. Denn wenn etwas passiert, hat man damit einen deutlichen Informationsvorsprung gegenüber den allgemeinen Verlautbarungen und kann die Aufnahme von radioaktiven Stoffen möglichst vermeiden oder sich auch von radioaktiven Quellen entfernen.
Wenn man nicht weiß, dass ein radioaktiver Stoff in der Nähe ist, dann ist der Körper dieser zerstörerischen Strahlung von außen, aber auch von innen ausgesetzt, da durch die Atemluft, das Trinkwasser und durch die Nahrung radioaktive Stoffe in den Körper gelangen.
Besonders schädlich bei der Inkorporation sind Alpha- und Betastrahler, da sie wegen ihrer begrenzten Reichweite dann in unseren Körpern auch ihre gesamte Energie abladen können. Gammastrahlung dagegen dringt durch einen Körper hindurch und hinterlässt innere Wunden, aber die Strahlungsbelastung ist in dem Moment vorbei, sobald man sich weit genug von der Strahlungsquelle entfernt hat. Der Körper muss dann "nur" mit den erlittenen Verletzungen klar kommen und hat eine relative Chance auf Regeneration, bei inkorporierten und im Körper abgelagerten Alpha- und Betastrahlern hat er diese nicht.
Alphateilchen tragen eine höhere Energie als die meisten Beta- und Gammastrahlen, aber da sie eine größere Masse (vier Nukleonen: zwei Protonen und zwei Neutronen) und eine doppelte positive Ladung haben, haben sie nur eine sehr kurze Reichweite und verlieren ihre Energie schnell, wenn sie auf Materie treffen. Um sich die enorm hohe Energie eines Alphateilchens besser vorstellen zu können, lassen sich einige Vergleiche heranziehen:
Quelle: Original: Stefan-Xp (talk · contribs) / Vectorization: Wondigoma (talk · contribs), CC BY-SA 3.0
Quelle: IAEA Imagebank, CC BY-SA 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0, via Wikimedia Commons
Wasserstoffbombe, Bikini-Atoll 1954, Quelle: USDE, Public domain, via Wikimedia Commons https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=129560320
Nach einer atomaren Explosion sind die unmittelbaren Spaltprodukte zunächst hauptsächlich Beta- und Gammastrahler. Über die Zeit hinweg entstehen jedoch durch radioaktiven Zerfall und Transmutation zahlreiche Alphastrahler. Beispielhaft steht dafür die Zerfallsreihe von Uran-238, dem Brennstoff in Kernkraftwerken. Es ist eine Kettenreaktion, die mehrere Schritte umfasst, in denen Uran-238 in verschiedene Tochterisotope zerfällt, bis ein stabiles Isotop erreicht wird.
Hier folgt eine vereinfachte Darstellung der Zerfallsreihe:
01. Uran-238 (U-238) zerfällt durch Alpha-Zerfall zu Thorium-234 (Th-234).
02. Thorium-234 zerfällt durch Beta-Zerfall zu Protactinium-234 (Pa-234).
03. Protactinium-234 zerfällt durch Beta-Zerfall zu Uran-234 (U-234).
04. Uran-234 zerfällt durch Alpha-Zerfall zu Thorium-230 (Th-230).
05. Thorium-230 zerfällt durch Alpha-Zerfall zu Radium-226 (Ra-226).
06. Radium-226 zerfällt durch Alpha-Zerfall zu Radon-222 (Rn-222).
07. Radon-222 zerfällt durch Alpha-Zerfall zu Polonium-218 (Po-218).
08. Polonium-218 zerfällt durch Alpha-Zerfall zu Blei-214 (Pb-214).
09. Blei-214 zerfällt durch Beta-Zerfall zu Bismut-214 (Bi-214).
10. Bismut-214 zerfällt durch Beta-Zerfall zu Polonium-214 (Po-214).
11. Polonium-214 zerfällt durch Alpha-Zerfall zu Blei-210 (Pb-210).
12. Blei-210 zerfällt durch Beta-Zerfall zu Polonium-210 (Po-210).
13. Polonium-210 zerfällt durch Alpha-Zerfall zu Blei-206 (Pb-206), das stabil ist.
Ein Alphateilchen mit 5 MeV hat ungefähr die gleiche Energie wie die thermische Energie von etwa 80.000 Molekülen bei Raumtemperatur (ca. 25°C). Das zeigt, wie konzentriert die Energie eines Alphateilchens auf atomarer Ebene ist.
Ein Alphateilchen mit 5 MeV hat ungefähr die kinetische Energie eines fliegenden Mosquitos. Obwohl diese Energie winzig erscheint, ist sie auf atomarer Ebene enorm, da sie in einem winzigen Volumen von wenigen Atomen konzentriert wird.
Die meisten Alphastrahler existieren nicht natürlich, sondern entstehen beim radioaktiven Zerfall in Kernkraftwerken oder bei atomaren Explosionen. Plutonium (Pu) zum Beispiel ist ein solcher Vertreter künstlich erzeugter Elemente, die bei ihrem Zerfall Alpha-Teilchen emittieren (als Pu-238, -239, -240, 241) und die bei der Kernspaltung massenhaft entstehen. Als Pu-239 wird es in Atomwaffen und bedingt auch als Kernbrennstoff verwendet. Plutonium lagert sich bevorzugt in den Knochen, der Leber und den Nieren ab. Die Strahlung verursacht dort über die Zeit Organschäden. In den Knochen führt dies zu Knochenkrebs oder Störungen der Blutzellenproduktion.
Plutonium gilt als eines der stärksten bekannten Gifte für lebende Organismen und besitzt eine sehr lange Halbwertzeit von etwa 24.100 Jahren – das heißt, dass nach 24.100 Jahren von einem Gramm immer noch ein halbes Gramm vorhanden ist und hunderttausende von Jahren weiter strahlt.
Gefährliche Strahlungsintensitäten für den Menschen
Hintergrundstrahlung:
0,0001 mSv/h - 0,0003 mSv/h: Die natürliche Hintergrundstrahlung, der wir täglich ausgesetzt sind, liegt in diesem Bereich. Sie ist ungefährlich und Teil unseres normalen Lebens.
Sichere Exposition:
Kleiner als 0,1 mSv/h: Solche Dosisraten gelten als sicher für langfristige Exposition. Es sind keine gesundheitlichen Effekte zu erwarten.
Medizinische Diagnostik:
Röntgenaufnahme der Brust: ~0,1 mSv (kurze Exposition, nicht kontinuierlich) CT-Scan des Abdomens: ~10 mSv (kurze Exposition, nicht kontinuierlich)
Erhöhte Exposition:
0,1 mSv/h - 1 mSv/h: Bei einer Exposition in diesem Bereich könnten nach längerer Zeit (Monate bis Jahre) leichte Gesundheitsrisiken bestehen, insbesondere ein geringfügig erhöhtes Krebsrisiko.
1 mSv/h - 10 mSv/h: Eine kurzfristige Exposition (Stunden bis Tage) in diesem Bereich kann zu akuten Strahlenschäden führen, wenn die Gesamtdosis hoch genug ist. Es können erste Symptome einer Strahlenkrankheit auftreten.
Gefährliche Exposition:
10 mSv/h - 100 mSv/h: Bei Expositionen in diesem Bereich sind akute gesundheitliche Effekte wahrscheinlich, einschließlich Übelkeit und Veränderungen im Blutbild nach wenigen Stunden bis Tagen.
Lebensbedrohliche Exposition:
100 mSv/h - 1000 mSv/h: Kurze Exposition (Minuten bis Stunden) kann zu schwerer Strahlenkrankheit führen. Eine Gesamtdosis von 1 Sv kann zu schwerer Krankheit führen, mit Symptomen wie Übelkeit, Erbrechen und Haarausfall. Das Risiko von Krebs und anderen langfristigen Gesundheitsproblemen ist hoch.
Tödliche Exposition:
Größer als 1000 mSv/h: Sehr hohe Strahlungsintensitäten sind lebensbedrohlich, selbst bei kurzer Exposition (Minuten). Eine Gesamtdosis von mehreren Sievert (z.B. 4000 - 5000 mSv) führt häufig zum Tod innerhalb von Wochen.
Katastrophenbereiche:
Fukushima, unmittelbare Nähe: Bis zu 1000 mSv/h unmittelbar nach dem Unfall.