Seit dem vereitelten Anschlag von Detroit stehen Körperscanner wieder zur Debatte. Nicht in den kommenden Wochen, aber vielleicht noch vor Ende diesen Jahres ist wird der Fluggast durch einen weiteren Sicherheitscheck geleitet werden.
Doch welche Gefahren bergen die gefürchteten Nacktscanner? Schauen wir uns doch mal an, wie so ein Gerät funktioniert. Genau wie Röntgengeräte aber auch Kernspintomographen bedienen sich Nacktscanner der Methode der Spektroskopie. Das heißt, kurz gesagt: Ein Teilchen wird erst energetisch angeregt und die zur Anregung benötigte Energie wird gemessen. Diese Anregungsenergie ist deswegen aussagekräftig, weil jedes Molekül, spezifische Energieniveaus und somit charakteristische Energiedifferenzen besitzt.


Das Teilchen befindet sich entweder im unteren oder oberen Zustand, man nennt ihn den „angeregten Zustand”. Um vom unteren in den oberen Zustand zu gelangen, benötigt ein Teilchen genau die Energiedifferenz (dE) zwischen den beiden Zuständen, nicht mehr und natürlich auch nicht weniger. Es ist also nur möglich, das Teilchen mit der exakten Energie dE anzuregen. Dieses dE ist für alle Teilchen verschieden und wirkt somit wie ein „Fingerabdruck”.

Im Falle des Röntgens – wird die gleichnamige Strahlung verwendet. Die energiereiche Röntgenstrahlung regt hauptsächlich das Calcium in unseren Knochen an. Beim MRT wird energiearme Radiostrahlung benutzt. Nichts anderes als diese beiden Spektroskopiemethoden tut ein Nacktscanner: Die verwendete Energie liegt im Bereich der Terahertzstrahlung, auch fernes Infrarot genannt. Sie wurde weder neu entdeckt, wie manche Medien behaupten, noch ist ihr Einsatz im Bereich der Spektroskopie eine komplett neue Erfindung. Sie regt Moleküle zum Schwingen an. Vor allem Biomoleküle, also Gewebemoleküle, werden von dieser Energie in Schwingung versetzt, während Stoffe, aus denen unsere Kleidung besteht, aber auch Metalle diese Strahlung einfach „ignorieren”.

Doch Moleküle weilen nicht ewig im angeregten Zustand, irgendwann fallen sie wieder in das untere Energieniveau herab. Die Energie wird also wieder abgegeben. Ein Detektor, in unserem Fall der Nacktscanner, misst diese abgegebene Energie.
Nun schwingen die Moleküle unseres Körpers jedoch auch schon ohne, dass wir uns vorher bestrahlen lassen müssten. Immer wieder nehmen Moleküle Energie aus der Umgebung auf und andere Moleküle geben Energie ab, „strahlen” dabei Terahertzstrahlung. Ein stets vorhandener, natürlicher Prozess. So kann man auch ein Bild erstellen, ohne den Körper erst bestrahlen zu müssen. Dies ist das Prinzip des Passivscanners.

Warum also Aktivscanner verwenden? Je mehr Strahlung ich meinen Körper aussetze, desto mehr angeregte Moleküle weist er auf, die dann wieder „runterfallen” und dabei Energie abgeben, strahlen und somit das Bild das auf dem Körperscanner-Monitor erscheint verbessern, ganz so wie ein Foto kontrastreicher wird, wenn ich die Lichtquelle verbessere (zum Beispiel ein Blitz im geschlossenen Raum).
Metalle und nicht-biologische Materialien verhindern, dass der Detektor die vom Körper abgestrahlte Terahertzstrahlung erfassen kann. Das Prinzip gleicht dem einer dimmbaren Lampe: Je stärker sie gedimmt wird, desto weniger Lichtstrahlen gibt sie ab, desto dunkler wird es. Ohne Dimmung hingegen, gibt die Lampe mehr Lichtstrahlen ab, es wird heller und wir sehen besser. Das Metall entspricht in dem Fall dem Dimmer, der verhindert, dass unser Körper stark „strahlt”.

So wird es erkannt und so hofft man, Waffen und Sprengstoffe am Körper von Terroristen zu entdecken, bevor sie ihren Absichten nachgehen können.
Und wie steht es mit unserer gesundheitlichen Belastung? Passivscanner nehmen ein Bild auf – wie eine Fotokamera, nur eben durch Wärme. Mir scheint die Gefahr, die von Passivscannern ausgeht, nicht größer zu sein, als die Gefahr, die ein Fieberthermometer auslöst. Aktivscannern oder gar Röntgenscannern hingegen können wir die potenzielle Gefahrenquelle nicht ohne weiteres absprechen. Die Terahertzstrahlung habe „merkwürdige Eigenschaften” und die von ihr ausgehenden Gefahren seien aufgrund der großen Spanne des Frequenzbereiches nicht abschätzbar, informiert uns die Süddeutsche Zeitung. Merkwürdige Eigenschaften? Eigentlich nicht, Terahertzstrahlung tut genau das, was jeder Chemiker oder Physiker von ihr erwartet: Sie regt Moleküle zum Schwingen an. Und eine große, unüberschaubare Frequenzspanne? Terahertzstrahlung reicht „von zehn Gigahertz (zehn Milliarden Schwingungen pro Sekunde), und endet erst beim Tausendfachen, also etwa zehn Terahertz.” Ein Faktor von 1000 also. Genauso groß ist die Spanne der Energiebereiche der Mikrowellen, der Röntgenstrahlung sowie der hochenergetischen Gammastrahlung. Dieser Faktor ist so bekannt, dass die meisten Chemiestudenten den Wert kennen, bei der die Radiowellen beginnen und davon ausgehend in jeder Prüfung zurückrechnen. Diese Energiebereiche sind über die Eigenschaften der Schwingungen bestimmt. Daher weiß man sehr wohl, was die Strahlung in erster Linie tut: das Molekül zum Schwingen anregen. Was sie darüber hinaus noch tut, ist jedoch noch unbekannt. So bin auch ich von der neusten Idee der Sicherheitspolitik wenig begeistert.

Während in Deutschland über Terahertz-Scanner diskutiert wird, sind laut FAZ.net in den USA auch Röntgengeräte im Einsatz. Für solche Röntgengeräte beträgt die Strahlenbelastung (ein Maß, das die „Gefahr” durch die Strahlung der man sich exponiert messen soll) laut Informationen der Süddeutschen Zeitung nur 0.2 Mikrosivert, während ein achtstündiger Transatlantikflug uns mit 40 Mikrosivert belastet. Zum Vergleich: Einmal Lunge röntgen belastet den Körper mit 1,0 Millisivert, eine Computertomographie des Gehirns mit 45 Millisivert. (Quelle: Radiologie im Gesundheitszentrum Hamburg-Harburg.

Nach diesen Angaben wäre die Strahlendosis also so gefährlich wie die Höhenstrahlung die wir in 14.4 Sekunden Flugzeit erfahren oder anders: 5000 Mal müssten wir den Röntgenscanner passieren, um der Strahlenbelastung einer medizinischen Röntgenaufnahme ausgesetzt zu sein.

Da Terahertzstrahlung weniger energiereich und im Gegensatz zur Röntgenstrahlung nicht in der Lage ist, Biomoleküle zu ionisieren, ist davon auszugehen, dass die gesundheitliche Belastung bei der für Deutschland debattierten Form der Körperscanner noch geringer ist.

Kommentare (23)

  1. #1 Christian W
    Januar 18, 2010

    Aha.

    :-)

  2. #2 Ludmila Carone
    Januar 18, 2010

    Ähm.
    1. Sorry, dass ich ein bisschen meckern muss. Aber Dein Text ist sehr schwer zu lesen, weil die Formatierung unglücklich ist. Im Internet meine ich, sollte man stärker gliedern. So als Tipp: Mehr Platz zwischen den Absätzen und mehr Absätze würden die Lesbarkeit erhöhen. Was meinen denn die anderen Leser?
    2. Obwohl ich von dem Thema Ahnung habe, war ich beim Lesen Deines Textes mehrfach verwirrt. Gibt es denn Aktivscanner mit Terrahertzstrahlung? Ich dachte diese Strahlung kommt nur in Passivscannern zum Einsatz? Denn wenn es keine Aktivscanner mit THz-Strahlung gibt, dann hat sich die Hälfte des Zeitwissen-Artikel erledigt, der anscheinend von einem völlig Ahnungslosen verfasst wurde. (Oh Mann, warum schreibt man Wissen drüber, wenn der Autor im Grunde nur seine komplette Ahnungslosigkeit und seine dumpfe Angst daraus thematisiert?)

  3. #3 Christian W
    Januar 18, 2010

    Ludmila, 1. ist Geschmackssache. Ich zum Beispiel habe mich gefreut, endlich einmal nicht einen Text vorgesetzt zu bekommen, in dem abwechselnd nach jedem und jedem zweiten Satz ein den Lesefluss störender – in meinen Augen überflüssiger – Absatz eingebaut war.
    2. habe ich genauso verstanden wie du: Aktivscanner mit THz-Strahlung gibt es nicht, bzw. werden nicht hergestellt/benutzt.

  4. #4 miesepeter3
    Januar 18, 2010

    Wie funktionieren Nacktscanner?

    Jedenfalls nicht so gut, dass der letzte aufgeflogene Terrorist von den Dingern entdeckt worden wäre!!

  5. #5 ali
    Januar 18, 2010

    Ich gehöre zur Mehr-Absatzraum-Fraktion. Habe es aber trotzdem geschafft den Artikel zu lesen 😉

  6. #6 Ilona Baldus
    Januar 18, 2010

    @ Ludmilla: Ich hab deinen Rat mal beherzigt und den Text ein wenig auseinander gezogen.
    zu den Aktivscannern. Die Zeit schreibt: “Andere Scanner durchleuchten den Körper aktiv mit Terahertz-Strahlung” , also ja: hier wird der Körper Terahertzstrahlung ausgesetzt, bevor die abgegebene Strahlung wieder gemessen wird. Es wird ja das gleiche Prinzip für Aktiv- und Passivscanner verwendet: Terahertzstrahlung, die der Körper absorbiert wird gemessen. Der Unterschied liegt darin, dass beim Aktivscanner die ohnehin vom Körper absorbierte Strahlung verstärkt wird, indem man den Körper genau der gleichen Strahlung aussetzt, damit er diese wieder abgeben kann.

  7. #7 Ludmila
    Januar 18, 2010

    @Ilona:

    Die Zeit schreibt: “Andere Scanner durchleuchten den Körper aktiv mit Terrahertz-Strahlung”.

    Gibt es dafür ne andere Quelle als die Zeit?
    Hier steht es schon wieder ganz anders.
    http://www.faz.net/s/Rub594835B672714A1DB1A121534F010EE1/Doc~EFB52E1C2D8084CE19E6FF7243D35C12F~ATpl~Ecommon~Scontent.html

    Und soweit ich mich erinnere, ist es überhaupt nicht so einfach eine THz-Quelle für Spektrospkopie zu betreiben. Ich schau mal, ob ich die Kollegen zu fassen kriege, die das hier an der Uni in der Astronomie machen. Vielleicht können die sagen, ob es inzwischen Aktivscanner mit THz-Strahlung gibt. Ich bin da ehrlich gesagt eher skeptisch.

  8. #8 Eva
    Januar 18, 2010

    Hallo- jetzt muss ich doch mal nachfragen :-)
    Ist die Verwendung von Sievert hier sinnvoll? Ich bin “nur” Biologe, aber Sievert beziehe ich auf ionisierende Strahlung, was die THz-Strahlung ja eben nicht ist.
    Bei den Werten auf der SZ (0,2 Mikrosievert) geht’s ja auch um einen Röngtenscanner – warum der allerdings im Artikel erwähnt wird – keine Ahnung.
    Und zur “Gefährlichkeit” – klar werden Moleküle angeregt, aber doch in weitaus geringerem Maße als bei jedem Aufenthalt im Freien – UV-Strahlung ist doch deutlich energiereicher und dringt damit stärker in die Haut ein.

  9. #9 Fabian
    Januar 18, 2010

    @ Eva:

    Die Strahlenbelastung im Artikel bezieht sich auf aktive Röntgenscanner (z.B. http://www.rapiscansystems.com/rapiscan-secure-1000-single-pose.html). Er wird in dem Artikel erwähnt, da er ja ebenfalls in die Katgorie der Körperscanner gehört, deren eventueller Einsatz ja aktuell diskutiert wird. Zu dieser Technik sind die biologischen Risiken bekannt, was auch dargestellt ist.

  10. #10 Eva
    Januar 18, 2010

    @Fabian:
    Meines Wissens sind die Röntgenscanner in der EU nicht in der Diskussion (sondern nur die aktiven und passiven THz-Scanner), oder hat sich da was geändert?

  11. #11 Fabian
    Januar 18, 2010

    @Ludmilla:

    Es gibt in der Tat aktive Terahertzscanner, wenn du dannach googlest ist auch in zig Artikeln die Rede davon. Aber hier mal eine echte Quelle:

    http://stl.uml.edu/PubLib/DickinsonDSS2006.pdf

  12. #12 @ Eva
    Januar 18, 2010

    Ok, hab mich etwas missverständlich ausgedrückt. In Deutschland ist ein Röntgenscanning derzeit nur für medizinische Zwecke erlaubt. Der Einsatz solcher Scanner ist zumindest (nach meinem Wissen) in der EU nicht geplant. Als Reisender kann es aber schonmal vorkommen, dass man einen Nicht-EU-Flughafen benutzt. Und wie das z.B. in USA mit der Gesetzeslage aussieht weiß ich nicht. Aber da diverse amerikanische Firmen fleißig Röntgenscanner entwerfen, könnte ich mir durchaus vorstellen, dass sie dort auch evt. zum Einsatz kommen.
    Und wie gesagt, wäre hierbei die Wirkunsdosis schon im Vergleich zur Höhenstrahlung während des Fluges vernachlässigbar.
    Und da, wie du auch schon sagtest, Terahertzstrahlung nicht ionisierend ist (da >200nm) sondern höchstens ein paar Moleküle zum sanften Schwingen bringt, wäre ein Einsatz von aktiven Terahertzscanner aus medizinischer Sicht wahrscheinlich ungefährlich.

    Aber auch hier gibt es wieder saulustige esoterische Interpretationen zu:

    http://beyondmainstream.de.tl/Terahertz-Strahlen.htm :-)

  13. #13 Ludmila
    Januar 18, 2010

    @Fabian: Danke für den Link. Ok, dann hat es sich weiterentwickelt. Ich traue Presseartikeln inzwischen nur bedingt. Es wird viel zu viel Falsches abgeschrieben.

  14. #14 Fabio Valeri
    Januar 18, 2010

    Danke für den Artikel. Ich schliesse mich der Frage von Eva an. Warum wird der Strahlung eine gewichtete Strahlendosis (Sievert) zugewiesen, wenn Terahertzstrahlung nicht ionisiert?

  15. #15 Fabian
    Januar 18, 2010

    @Ludmilla:

    Kann ich vertehen, die Anmerkungen zu Aktivscannern in der Presse sind eher wirr und shen alle aus wie voneinander abgeschrieben.

    @Fabio:

    Hab ich in einem vorherigen Kommentar. Ist in diesem Eintrag etwas missverständlich formuliert. Die Angabe in Sievert bezieht sich auf Röntgenstrahlung von modernen Röntgenscannern. (siehe auch Originallink).

  16. #16 Ilona Baldus
    Januar 18, 2010

    ich hab mich mal um mehr Klarheit bemüht. Hoffe, es wird jetzt deutlich: Sievert wird tatsächlich nur als Maß für ionisierende Strahlung verwendet.
    @ Eva: Terahertzstrahlung sollte aufgrund ihrer geringeren Energie deutlich weniger gefährlich sein. Jedoch reicht die Energie alleine als Maß für die Gefahr nicht aus, denn die energetisch noch geringere Mikrowellenstrahlung kann dem Körper ja auch schaden. Nur erhitzen Mikrowellen Wassermoleküle, im schlechtesten Fall auch diese im menschlichen Körper. Daher schließen die befragten Experten mögliche Gefahren nicht aus.
    Rapiscan Systems stellt nach eigenen Angaben Körperscanner her, die auf Röntgenstrahlung basieren. Diese werden in den USA eingesetzt – und auch in Italien wird ihr Einsatz laut FAZ derzeit diskutiert.

  17. #17 Ludmila
    Januar 18, 2010

    denn die energetisch noch geringere Mikrowellenstrahlung kann dem Körper ja auch schaden.

    Nur wenn der Mangel an Energie mit höherer Intensität wettgemacht wird. Unsere Mikrowellen funktionieren auch nur deswegen, weil die ständig hin- und hergespiegelt werden. Im Übrigen muss man auch immer mit der natürlichen Hintergrundstrahlung vergleichen. Es ist ja nicht so, als ob wir im strahlungsfreien Raum leben.

  18. #18 Odysseus
    Januar 19, 2010

    Wäre auch mal eine Überschlagsrechnung wert: Im Flugzeug sitzt man dicht an dicht mit zig Menschen, alles lebende THz-Strahler. Die Dosis, die man über mehrere Stunden Flugzeit (oder auch auf Volksfesten, in öffentlichen Verkehrsmitteln etc.) abbekommt, kann man doch sicher abschätzen und mit der Belastung vergleichen, die ein fünfsekündiger Scan erzeugt. Sollte mich nicht wundern, wenn der Umgang mit vielen Menschen gesundheitsgefährdend ist^^

  19. #19 Gluecypher
    Januar 19, 2010

    Die energiereiche Röntgenstrahlung regt hauptsächlich das Calcium in unseren Knochen an

    Muss mal hier ein bisschen Korinthen ausscheiden, so als Werkstoffwissenschaftler, also als Viertel-Chemiker sozusagen. Der oben zitierte Satz trifft zwar zu, aber vor allem in der Medizintechnik wird ja eher die Absorption der Knochen (bzw. der Quotient der Absorption zwischen verschieden dichten Materialen) für die Darstellung verwendet. Bei den RFA-Methoden wäre wirklich der Hauptteil der analysierten Strahlung auf das Ca in den Knochen zurückzuführen. Aber die werden – soweit ich informiert bin – nicht für die Durchleuchtung von Personen verwendet.

  20. #20 Fabian
    Januar 19, 2010

    @Gluecypher:

    Tatsächlich ist es es genau diese Anregung des Calciums in den Knochen, durch die die Röntgenstrahlung absorbiert wird, und dadurch Knochen im klassisch medizinischen Röntgen als stärkerer Kontrast erscheinen, als es der Unterschied der spezifischen Dichte zu der des restlichen Körpergewebes erklären würde.

  21. #21 Ilona Baldus
    Januar 19, 2010

    @Gluecypher: Dadurch dass die Knochen (dichtes Gewebe und auch das darin vorhandene Calcium) die Röntgenstrahlung aufnehmen, wird diese nicht komplett durchgelassen sondern in alle Richtungen gestreut. Daher ist die Strahlung, die den Röntgenfilm trifft an den Stellen, wo Knochen sind schwächer als dort, wo die Strahlung ungehindert durch den Körper treten kann. Daher kommt der Kontrast zustande.

  22. #22 scientist
    Januar 29, 2010

    Das mit der Anregung von Calcium ist in der Tat etwas unglücklich ausgedrückt. Ansonsten ist das mit den Scanner aber korrekt beschrieben. Es wird eben auch darum an der Entwicklung von aktiven THz-Scannern gearbeitet, weil man den Einsatz von Röntgenstrahlung vermeiden möchte.

  23. #23 Meinungsmacher
    Mai 30, 2012

    Meine Frage ginge in eine andere Richtung: Wenn Strahlung nur gering ist und man kaum etwas zu befürchten hat. Wie wäre es dann, wenn wir statt die ganze Zeit am Auspuff zu schnüffeln, nur alle 2 Tage für 10 Sekunden daran schnüffeln. Fakt ist, dass Langzeitstudien NICHT existieren.

    Wie momentan die Diskussionen verlaufen, sieht es eher danach aus, Röntgenscanner einzuführen, damit im Hintergrund irgendwelche Lobbyisten verarztet werden.

    Wenn man es vermeiden KANN, sollte man eine Bestrahlung auch vermeiden. Egal, wie gering die Wahrscheinlichkeit für gesundheitliche Veränderungen bestehen.