Generell kann Strahlung Zellen, Lebewesen und auch Material auf viele verschiedene Weisen schädigen. Manchmal geht es schnell, ist einfach zu erkennen und manchmal kommen die Auswirkungen erst nach Jahren oder Jahrzehnten zum Tragen. Letztendlich sind gesundheitliche Strahlenschäden natürlich DER springende Punkt, wenn es um die Verwendung von Strahlung (in welcher Form auch immer) geht, so dass wir eigentlich nicht genug darüber reden könnten. Denn wäre Atomenergie harmlos (und damit meine ich jetzt nicht “sicher”, sondern tatsächlich ungefährlich), dann hätte ja wohl keiner was dagegen. Leider ist das natürlich nicht so.

Grundsätzlich unterscheiden wir zwischen elektromagnetischer Strahlung und Partikelstrahlung. Partikelstrahlung sind kleine Teilchen, wie Neutronen, ganze Helium- oder Kohlenstoff-Kerne. Wegen ihrer hohen Energie sind sie immer ionisierend, das heißt, wenn sie auf ein Molekül treffen, dann brechen sie existierende Verbindungen auf und ändern so die Chemie des Moleküls. Innerhalb einer menschlichen Zelle ist das schlimmer als an der Wand eines Stahlrohres, kann aber meist von der Zelle eigenständig repariert werden.

Bei elektromagnetischer Strahlung gibt die Wellenlänge die Art der Strahlung vor, die von Funkwellen bis zu (radioaktiver) Gammastrahlung reicht.

1176px-Electromagnetic_spectrum_c.svg

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetisches_Spektrum#mediaviewer/File:Electromagnetic_spectrum_c.svg

Grundsätzlich können auch alle elektromagnetischen Strahlen Zellschäden verursachen, wobei bei Frequenzen bis ca. 5GHz (d.h. Mikrowellen, Funk, Fernsehen und MRT) dies fast ausschließlich durch einen Wärmeeintrag in die Zelle geschieht.

Es gibt dazu viele Elektrosmog-Diskussionen, auf die ich hier (noch) keine Zeit und Lust habe, aber generell entstehen dadurch solche Missverständnisse wie im Fall des MRT. Da Magnetresonanztomographie keine ionisierende Strahlung benutzt (im Gegensatz zu CT(Röntgen)) gilt sie generell als harmlos. Trotzdem können durch die Anregungen im UKW-Bereich (Funk) und die Wechsel der Gradientenfelder(1) durchaus Leistungsdepositionen von mehreren W/cm³ erreicht werden, was wiederum definitiv Zellschäden verursachen würde, wenn man nicht aufpasst – und das in regulären MRT-Geräten bauarttechnisch verhindert.

Im sichtbaren Bereich (wobei ich ultraviolettes Licht auch “sichtbar” nenne, obwohl Menschen es nicht sehen können) gibt es sowohl Schäden durch Wärmeeintrag (man denke nur an Laserschwerter oder Beauty-Haarentfernungsbehandlungen) als auch ionisierende Effekte auf die Zell-DNA (2). Zum Glück sind wir mit unserer Haut recht gut gegen diese ionisierenden Effekte geschützt, denn unsere DNA ist recht sensibel gegenüber UV-Licht, was uns als Einzeller früher in der Evolution mal einen Vorteil gebracht hat (viele Mutationen), mittlerweile aber out ist (solange man sich von den Sonnenstudios in den Innenstädten fernhält).

Bleibt nun nur noch die ganze “klassische” radioaktive Strahlung, sprich Alpha, Beta, Gamma und Neutronen. Diese sind ebenfalls allesamt ionisierende Strahlen und ändern durch die Wechselwirkung mit Materie deren chemische Bindungen. Alpha, Beta und Neutronen sind Partikelstrahlen, während Gammas elektromagnetische Strahlen sind. Der Name “radioaktiv”, zeigt nur an, wo sie herkommen (nämlich aus Kernzerfällen) und sagt pauschal erstmal nichts über die Art der Strahlung aus.

Eigentlich müssen auch andere, exotischere Partikelstrahlen dazugezählt werden. Da man aber in der freien Wildbahn aber eher selten mit Protonenstrahlen beschossen wird – es sei denn, man ist ein Gespenst in Ghost Busters (oder ein Krebspatient in der Protonentherapie)) lassen wir die einfach mal außen vor.

Zellschäden durch Wärmeeintrag sind natürlich auch nicht schön, aber meist recht offensichtlich, wie der eben erwähnte Laser bei der Haarentfernung. Die ionisierenden Effekte können da schon wesentlich gefährlicher sein, weil man sie meist nicht direkt bemerkt und sie auch längerfristig Krebs auslösen können. Wie das passiert und was dabei so in der Zelle vor sich geht, wenn sie mit ionisierender Strahlung beschossen wird, das erzähle ich das nächste Mal in Strahlenschäden II – Zellschäden durch ionisierende Strahlung.

 

(1) Graf, H., Steidle, G. and Schick, F. (2007), Heating of metallic implants and instruments induced by gradient switching in a 1.5-Tesla whole-body unit. J. Magn. Reson. Imaging, 26: 1328–1333. doi: 10.1002/jmri.21157
(2) Elsner, P., Hölzle, E., Diepgen, T., Grether-Beck, S., Hönigsmann, H., Krutmann, J., Scharffetter-Kochanek, K., Schwarz, T. and Luger, T. (2007), Recommendation: Daily sun protection in the prevention of chronic UV-induced skin damage. JDDG: Journal der Deutschen Dermatologischen Gesellschaft, 5: 166–173. doi: 10.1111/j.1610-0387.2007.06099.x

Kommentare (42)

  1. #1 michael
    12. Januar 2015

    Schön, ein neuer Blog mit einem interessanten Thema.

  2. #2 Florian Freistetter
    12. Januar 2015

    Hey! Willkommen bei den ScienceBlogs!

  3. #3 MartinB
    12. Januar 2015

    Ein neuer Blog?
    Sehr schön, herzlich willkommen.

  4. #4 Tobias Cronert
    12. Januar 2015

    Vielen Dank für die netten Grüße.
    Ich fühle mich sehr geehrt dabei zu sein.

    Ich werde mich mal ein wenig umschauen und mich möglichst bald vernünftig vorstellen.

  5. #5 Gerry
    12. Januar 2015

    Prima. Neues Jahr, neues Blog. Und auch noch eines mit einem Thema das mich interessiert.

    Vielleicht gibt’s ja auch mal nen Artikel der klärt ob sowas hier nur dümmliche Propaganda ist oder den aktuellen Forschungsergebnissen entspricht:
    http://nuklearia.de/2015/01/11/strahlenangst-mit-fakten-bekaempfen/

  6. #6 wiener
    12. Januar 2015

    Gerry.
    hab mal druebergeschaut. Schwierig. Die LNT wird immer wieder diskutiert. Sagen wir mal: das ist mindestens genauso richtig wie Greenpeacepublkationen zu dem Thema. Ich finde das hier sehr schoen beschrioeben: http://www.scilogs.de/quantenwelt/strahlenschutz-und-das-ewige-lnt-modell/

  7. #7 rolak
    12. Januar 2015

    Einen guten Start ins SB-Leben!

    Ein wenig Verwirrung gabs heute früh schon, da der comment-feed nicht geladen wurde und somit auch nicht in die Reihe der zu belauschenden Datenquellen eingegliedert werden konnte (was jetzt erledigt ist). Der Automatismus scheint die absolut reine Essenz des Nichts zu liefern, solange noch kein einziger Kommentar im blog geschrieben ist.

    Wäre vielleicht ein Tipp für neu dazukommende Autor*en, einen ~Blindkommentar unter ihren Erstlings-post zu schreiben, auf daß der Import des feeds machbar werde.

  8. #8 Tobias Cronert
    12. Januar 2015

    Ist auf jeden Fall sehr interessant und ich schreibe es mir definitiv mal auf meine “2do”-Liste.
    Allerdings kann ich jetzt schon sagen, dass ich es für grundsätzlich falsch halte da rein Logisch heranzugehen. Jemand, der Angst hat wird sich nur schwerlich durch das Zitieren von Papern umstimmen lassen.
    Ich sehe da große Parallelen zur Elekrtrosmog-Diskussion (http://www.buergerwelle.de), die ich definitiv auch noch auf dem Schirm habe.

  9. #9 Cornelius Courts
    12. Januar 2015

    Moin Tobi
    und herzlich willkommen hier. Cool,daß das geklappt hat!
    Viel Erfolg und bis bald mal!

  10. #10 Johannes
    Wien
    12. Januar 2015

    Da man aber in der freien Wildbahn aber eher selten mit Protonenstrahlen beschossen wird (es sein denn man ist ein Gespenst in Ghost Busters (oder ein Krebspatient in der Protonentherapie)) […]

    … oder man ist Anatoli Bugorski, der seinen Kopf in einen Protonenstrahl gehalten hat :-)

  11. #11 Tobias Cronert
    12. Januar 2015

    “Kopf im Protonenstrahl”, hört sich auf jeden Fall mal sehr besonders an … und leider auch gar nicht so weit hergeholt.
    Früher war es wohl mal en vogue mit der Hand in den offenen Neutronenstrahl zu packen, aber davon bekommt man nur Krebs und kein Loch in der Hand.

    @Corn: Merci. Bislang finde ich deine Idee noch sehr gut *g*. Hertzlichen Glückwunsch btw

  12. #12 LasurCyan
    12. Januar 2015

    Wie rolak schon erwähnte,

    Der Automatismus scheint die absolut reine Essenz des Nichts zu liefern

    ist irgendwie noch ein WordPressTeufel am Werk, Tobias. Meine unverfängliche Begrüssung bei ‘Bin neu, brauche Obstkiste’ wurde gleich in die Mod geschickt (btw, ich mäkele nicht rum, will nur den Start erleichten) und abonnieren per mail gibt’s auch nicht. ABER: die Vorschau funktioniert tadellos 😉

  13. #13 LasurCyan
    12. Januar 2015

    Diese Form von ZeitStrahlung ist aber auch interessant 😉

  14. #14 Tobias Cronert
    12. Januar 2015

    Ich werde mich sicher noch ein wenig durch das BackEnd kämpfen, aber solange das Web-Interface funktioniert ist ja schon mal für ein wenig Zulauf gesorgt.
    Den Tip mit dem Blindkommentar kann man ja auf jeden Fall mal ohne größere Probleme ausführen. Merci

    • #15 rolak
      13. Januar 2015

      ohne größere Probleme ausführen

      Für andere vielleicht, für Dich ists unmöglich geworden, Tobias: Nucular ist nicht mehr kommentarfrei 😉

  15. #16 Anonym
    13. Januar 2015

    Uh, Sie haben “radioaktive Strahlung” geschrieben… Das ist die Sprache unserer Gegner!

    • #17 Tobias Cronert
      13. Januar 2015

      na dann ist es ja gut, dass ich mich ausdrücklich keiner “Seite” anschließen möchte 😉

  16. #18 strahlenbiologe
    13. Januar 2015

    Willkommen! Dein Blog wird ab nun von mir mit Adleraugen beobachtet.

  17. #19 wiener
    13. Januar 2015

    @anonym: Als naechstes reden wir dann von “Atomkraft”. Obwohl – ausser den Deutschen macht das auch die IAEA….
    Ich finbde diesen Sprachkrieg immer etwas albern. Aber es ist eine traurige Wahrheit, dass man – je nachdem welches Wort man da nimmt – sofort in der entsprechenden Schublade landet……

  18. #20 Tobias Cronert
    13. Januar 2015

    Noch mal Danke für die ganzen Willkommensgrüße.

    @Strahlenbiologe: Gerne komme ich auf das Angebot zurück. Gerade habe ich “Strahlenschäden II – Zellschäden durch ionisierende Strahlung” in der Bearbeitung und könnte in der Tat gut einen Korekturleser gebrauchen. Ich geb Bescheid, wenn es fertig ist.

    @Sprachkrieg: Ja! Worte haben Macht. Hat die “Lügenpresse”-als Wort des Jahres gerade mal wieder bewiesen. Als Wissenschaftler möchte man irgendwie immer gerne Definitionen ohne emotionale Konnotation, was aber irgendwie ziemlich unmöglich ist.

  19. #21 Ludger
    13. Januar 2015

    Sehr gut! Da habe ich Nachholbedarf. Vielleicht verstehe ich dann irgendwann den Sinn davon, Rad und Rem bzw. Gy und Sv zu unterscheiden.

  20. #22 Ludger
    13. Januar 2015

    #21:
    hr Kommentar wird moderiert.

    Nur der Spamfilter scheint noch etwas zu empfindlich eingestellt zu sein.

  21. #23 Hobbes
    14. Januar 2015

    #20
    Naja das Wort des Jahre war “Lichtgrenze” 😉

  22. #24 Hans-Werner Bertelsen
    14. Januar 2015

    Danke für den schönen Artikel. Ich bin mit dem Vorsitzenden der Strahlenkommission der BR, Prof. Alexander Lerchl in heftigen Streit geraten, weil dieser die Harmlosigkeit von hochfrequenter Strahlung mit einem Tiermodell (Ratten!) nachzuweisen versucht. Ich denke, man hätte besser Kakerlaken genommen, um eine vermeintliche Harmlosigkeit zu dokumentieren. Dein Artikel unterstützt die Forderung nach einem Cyto-Modell.

    Gruß aus Bremen:

    Hans-Werner Bertelsen

  23. #25 wiener
    14. Januar 2015

    @Ludger: Ausserdem gibt es noch UNTERSCHIEDLICHE Arten von Sv. Nur damit es nicht zu einfach wird. Am liebsten mag ich immer noch das gute alste “Mache”….irgendwie kein Wunder, dass sich da kein Journalist mehr auskennt…..

  24. #26 Tobias Cronert
    14. Januar 2015

    Ich denke du beziehst dich auf die UKW-EM-Strahlung in MRT-Geräten, oder? Da kommt es halt sehr stark darauf an, welche Wirkung mann sich angucken möchte. Wenn man sich NUR den Wärmeeintrag angucken möchte, dann sollte mann mMn gar nicht mit Lebenwesen testen (Ethik). Soweit ich weiß ist gekochter, ungeschälter Spargel, der in einen Knoten gebunden wurde, ein super Phantom für solche Messungen. Natürlich bringt das nichts, wenn man auf DNA Schäden oder ROS-Produktion hin untersuchen möchte.

  25. #27 Hans-Werner Bertelsen
    14. Januar 2015
  26. #28 Tobias Cronert
    14. Januar 2015

    Ich habe mir mal gerade seine Publikationsliste angeguckt https://www.jacobs-university.de/directory/alerchl
    Da werden offensichtlich noch jede Menge andere Sachen außer Wärmedeposition untersucht. Ich bin zur Zeit einfach nicht gut genug im Thema drin um eine qualifizierte Aussage zu treffen ob sowas nötig ist (wie gesagt ist Medizin nur so ein Hobby von mir *g*). Ich werde Elektrosmog etc. sicher noch mal in einem halben Jahr oder so aufgreifen, wenn ich mich vernünftig auf das Thema vorbereitet habe.

  27. #29 hinrich7
    14. Januar 2015

    Hi! Dumme Frage zur Strahlung: Wann hört der Spiegel eigentlich auf zu spiegeln, und warum?

    hinrich7

  28. #30 Hans-Werner Bertelsen
    15. Januar 2015

    @Tobias

    Prima! Hochfrequenzen haben neben einer Wärmeinduktion stets mutilierendes Potential – das steht ausser Frage. Daher halte ich die Aussage, Hochfrequenztechnik sei “ungefährlich”, für undiffenrenziert und auch für falsch. Festgelegte Grenzwerte sind stets vor dem Hintergrund wirtschaftlicher Rahmenbedingungen Rahmenbedingungen definiert. Gesundheitliche Aspekte werden für eine Grenzwertfestlegung nicht priorisiert.

  29. #31 Tobias Cronert
    15. Januar 2015

    @Spiegel: Keine dumme frage, aber auch nicht einfach und pauschal zu beantworten. Kommt eben ganz auf das Matrial an, aus dem der Spiegel ist. Grundsätzlich können die meisten Strahlen gespiegelt werden und sogar für Partikel, wie Neutronen gibt es sog. Supermirrors in Neutronenleitern. Les dir doch einfach mal den Wikipediartikel zu Spiegeln durch und wenn du dann noch spezielle Fragen hast, schreib mir wieder.

    @Hans Werner: Gesundheitliche Aspekte werden vielleicht bei strickt kommerziellen Produkten nicht priorisiert, aber zum Beispiel beim MRT wird viel Zeit und Geld investiert um die Anwendungen sicher zu machen. In der Medizingruppe an der Uni-Klinik Köln haben wir uns damals recht viel Mühe gegeben, aber das ist auch auch eine Bildungseinrichtung und keine Firma.

  30. #32 Hobbes
    15. Januar 2015

    @hinrich7:
    Ist bei mir schon eine Weile her aber ich hoffe ich bekomme das noch richtig auf die Reihe.

    Der Auskopplungsspiegel (wo der Laser austritt) ist Teildurchlässig. Er hört also nicht auf sondern lässt immer einen Teil durch und wirft einen Teil zurück. Der zurückgeworfene Teil geht wieder durchs aktive Medium und hält die Kettenreaktion aufrecht. (Das ganze ist dann der Resonator) Meist läuft das so ab das die emittierten Photonen welche für die Kettenreaktion geeignet sind gespiegelt werden und alle die nicht geeignet sind den Spiegel passieren.

    Bei Pulslasern könnte ich mir zudem noch vorstellen das man Spiegel “schaltet”. Ich weiß aber nicht in wie fern das praktikabel ist.

  31. #33 Hans-Werner Bertelsen
    15. Januar 2015

    @Tobias

    Bei medizischen Geräten wird selbstverständlich alles gemacht, was möglich ist. Warum? Die Kosten werden “umgelegt” und der Entwickler holt sich das Geld beim Nutzer. Der Nutzer holt sich das Geld von den Versicherungen. Die Versicherungen freuen sich über die Umsatzsteigerung, weil sie sich ja “nur 7 %” für Verwaltungszwecke in die Tasche stecken und holen sich das Geld schon wieder herein: Sie buchen fröhlich vom Konto der Versicherten ab.

    Güter, die im medizinischen Bereich eingesetzt werden sind aus diesem Grund (“Komm – wir verbraten das Geld der Anderen!”) stets zehnmal teurer, als anderweitig eingesetzte Produkte. Aber ein MRT ist kein Konsum- oder Massenprodukt.

  32. #34 strahlenbiologe
    15. Januar 2015

    @hans-Werner Bertelsen
    Was meinen sie mit mutilierend? Ich selbst habe nur mit ionisierender Strahlung geforscht, kenne aber auch Kollegen die UMTS und andere “Funkstrahlung” untersucht haben, vor allem in Bezug auf DNA-Schäden, Zellzyklusverhalten etc.
    Ca. 90% der Studien sagen –> keinen Einfluss/Gefahr. Und diese Kollegen wurden nicht von der Industrie bezahlt, sondern saßen auf Landesstellen oder DFG/BMBF Drittmittelstellen.

  33. #35 Ludger
    15. Januar 2015

    Mutilation = Verstümmelung

  34. #36 strahlenbiologe
    15. Januar 2015

    Das Wort selbst kenne ich, nur was genau sollen “Hochfrequenzen” verstümmeln?

  35. […] haben ein neues Blog: Nucular wird sich unter anderem mit Strahlen beschäftigen. Tobias Cronert ist Physiker, kommt […]

  36. #38 wiener
    16. Januar 2015

    @strahlenbiologe
    Ist mir auch nicht klar. Alles ausser der thermischen Wirkung ist ja – vorsichtig gesagt – umstritten. Solange ich mich also nicht in die Mikrowelle setze…..

  37. #39 Hans-Werner Bertelsen
    16. Januar 2015

    Dass Radioaktivität Schäden anrichtet, wissen heute auch Kinder. Wer sich für die Schädlichkeit von Hochfrequenz interessiert, kann sich beim EMF-Portal informieren:

    http://www.emf-portal.org/viewer.php?l=e&aid=17612

  38. #40 wiener
    16. Januar 2015

    @Hans-Werner Bertelsen: Radioaktivitaet? Was soll denn das in dem Zusammenhang? Ich dachte wir reden hier ueber nicht ionisierende Strahlung? Wir koennen uns hier bitte gegenseitig ernst nehmen! Und ja natuerlich – wenn ich die Dosis beliebig erhoehe geht irgendwann etwas kaputt. Das BfS informiert da recht gut: http://www.bfs.de/de/elektro/hff/wirkungen/weitere_moegliche_wirkungen.html
    Aber ich glaube, die ganze Elektrosmogdebatte fuehren wir dann unter dem entsprechenden Artikel…..

  39. #41 strahlenbiologe
    16. Januar 2015

    Die Studie auf die sie verlinken ist ein schönes Beispiel, dort nimmt man den alkalinen Cometassay um Aussagen über DNA-Schäden zu machen. Gerade der alkaline Comet ist ein sehr schlechtes Messsystem, da dort sowohl Einzel-, Doppelstrangbrüche, A-basische-Stellen, Heat-Lable Sites, Replikationsgabeln, Transkriptionsgabeln usw usw usw miterfasst werden und als meist als “DNA-Schäden” miss-interpretiert werden. Stellen sie sich vor sie haben 2 Schalen mit Zellen, in der einen Schale haben sie 40% G1-Phase-Zellen 30%-S-Phase und 30%-G2/M-Phase–> das gibt ihnen das einen gewissen Comet-Tail. Schon gänzlich ohne irgendeine Bestrahlung. In der zweiten Schale ist die Zellzyklusverteilung nicht mehr 40-30-20 sondern, 35-35-20, so wird die zweite Schale einen deutlich größeren Comet-Tail aufweisen. Deshalb muss man bei solchen Experimenten vor allen auf gute Kontrollexperimente achten.

  40. #42 Marcus Anhäuser
    20. Januar 2015

    Na, das lässt sich ja gut an hier, einen Fachmann für Strahlung kann man immer genrauchen. Herzlich Willkommen auf den Scienceblogs, lieber Tobias. Ich bin etwas spät, Pardon.