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.
Quelle: https://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
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