Biological aspects

Zusammenfassung

Einer kurzen Darlegung der allgemeinen strahlenbiologischen Prinzipien über die Wirkung kleiner und kleinster, über längere Zeiträume wirksamer Dosen, folgt eine Abschätzung der von den Kernstrahlungen im geophysikalischen Raum zu erwartenden biologischen Effekte (somatische Effekte und genetische Effekte). Es wird gezeigt, daß diese Abschätzung nur auf Grund von Extrapolationen der mit viel höheren Dosen gewonnenen experimentellen Befunde möglich ist, und es wird gefolgert, daß bisher, selbst bei Beachtung des Schwellenwertproblem- Komplexes, keine eindeutige Beziehung zwischen biologischen Effekten, wie Krebshäufigkeit, Leukemiafällen, Lebenszeitverkürzung z. B. und den im erdnahen Raum anzutreffenden Strahlendosen nachgewiesen werden konnte. Selbst die spontane Mutationsrate beim Menschen kann nach den besten zur Zeit vorliegenden Schätzungen nur etwa zu 6% auf einen möglichen Einfluß der Umgebungsstrahlung zurückgeführt werden. Für die im Weltenraum anzutreffenden hohen Strahlendosen (van Alien-Gürtel, partikulare Höhenstrahlung, solare Eruptionen) gelten die strahlenbiologisch gut studierten und gesicherten Beziehungen zwischen Strahlendosis und Strahleneffekt im Dosenbereich von 25 r bis zu vielen Tausenden von r.

In bezug auf die vom Menschen geschaffene radioaktive Umweltverseuchung (man-made environmental contamination) liegen besondere Verhältnisse vor, die vorwiegend Fallout-Effekte, Beseitigung und Unschädlichmachung von radioaktiven Abfallprodukten und die mit dem Betrieb von Reaktoren und sonstigen Kernanlagen verbundenen Gefahren und Verseuchungsmöglichkeiten betreffen. Der größte Teil der Strahlungen von Fallout stammt von den Fissionprodukten, die bei und in thermonuklearen Großversuchen erzeugt und mit der Explosionswolke hoch in die Stratosphäre getragen werden. Der „Ausfall” dieser Produkte, die mehr oder weniger schnelle Rückkehr zur Erde, erfolgt nach sehr komplizierten Gesetzen und hängt von mehreren Faktoren ab, so z. B. von der geographischen Breite, der Höhe der ursprünglichen Explosionswolke, Regenverhältnissen, Jahreszeiten und thermodynamischen Bedingungen. Im allgemeinen werden die geringsten Fallout-Mengen in der äquatorialen Zone gefunden; in höheren Breiten scheinen die ausfallenden Mengen in den westlichen Ländern etwas höher zu sein als in den nicht-westlichen Zonen. Die Fallout-Produkte verseuchen die Nahrungsstoffe von Mensch und Tier, und biologisch wichtige Isotope werden vorwiegend über die Kette — Pflanze, Tier (Kuh, Milch), Mensch — in den Körper eingeführt und teilweise in lebenswichtigen Organen gespeichert: 1–131 in der Schilddrüse, Cs-137 im Gewebe, Sr-90 im Knochen. Diät und Menge der täglich inkorporierten Nahrungsmittel sind ausschlaggebend für Art und Menge der im Körper verweilenden radioaktiven Isotope. Für Sr-90 scheinen nach den bisher vorliegenden Messungen des Strontiumgehaltes menschlicher Knochen keine großen Unterschiede für die verschiedenen Teile der Erde und große Bevölkerungsgruppen zu bestehen.

Werden die im U. K. gemessenen Gesamt dosen von Fallout als Grundlagen und Richtlinien für die gesamte Erde genommen, so kann gefolgert werden: die von äußerer Fallout-Strahlung und von im Körper abgelagerten Cs-137 an das Knochenmark und die Geschlechtsorgane gelieferten Dosen betragen nur einen kleinen Bruchteil der natürlichen Umgebungsstrahlungsdosen, die hinwiederum viel geringer sind als die von der I. C. R. P. für die Gesamtbevölkerung empfohlenen maximal zulässigen Dosen.

Die bei der technischen Verwertung der Atomenergie entstehenden Abfallprodukte sind so verschieden in ihrer Aktivität und chemischen Form, daß keine für alle Fälle brauchbare Methode zu ihrer „Unschädlichmachung” und Beseitigung empfohlen werden kann. Hochaktive Abfälle werden im allgemeinen — zur Volumverminderung — konzentriert und in auf Dichtigkeit geprüften Spezial- behältern „gelagert”; mittel- und wenig aktive Abfälle werden, da Konzentration zu kostspielig würde, unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen in Abfallgruben, Bergstollen oder Höhlen deponiert, in die See versenkt oder fein in die Luft verteilt. Dies erfordert absolut zuverlässige Überwachungsmethoden, die, strikt eingehalten, es möglich gemacht haben, daß bisher die gesamte genetische Dosis von allen Abfallbeseitigungen, Abwässern und Abgasen klein ist im Vergleich zu den von Atomwaffenversuchen gelieferten Dosen, die ihrerseits klein sind im Vergleich zur Strahlenbelastung durch die natürlichen Umgebungsstrahlungen.

Die Gefahren, die durch Freiwerden radioaktiver Isotope in Reaktorbetrieben und anderen Kernanlagen entstehen können, werden in Einzelheiten diskutiert, und Beispiele für die maximal zulässigen Mengen spezieller Isotope die durch Fabrikschornsteine verschiedener Höhen in die Atmosphäre abgeblasen werden können, werden gegeben. Bei dieser Gelegenheit wird die Ergänzung der I. C. R. P. Empfehlungen durch weitere experimentelle Untersuchungen über atmosphärische Diffusion, Verhalten kleiner Kerne und verwandte Probleme erörtert. Beob-achtungen der tatsächlich in die Atmosphäre entweichenden Radioaktivitäten unter normalen Betriebsbedingungen sowohl als auch in Unglücksfällen, führen ebenfalls zur weiteren Untermauerung der Schutzbestimmungen, wie am Wind- scale-Reaktor-Unfall, im Oktober 1957, diskutiert und dargelegt wird. Auf Grund dieser und anderer Unfallerfahrungen werden Richtlinien für die Wahl des Standortes und der Lage künftiger Reaktoren und anderer Kern-Großanlagen entwickelt. Die ständige Überwachung und Revision dieser Richtlinien an Hand neu gewonnener Erkenntnisse und Erfahrungen ist eine unumgängliche Forderung.