Radioaktive Stoffe 
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Tafel 4-9: Radioaktivität 
Radioaktivität ist die Eigenschaft von Atomkernen, sich ohne äußere Einwirkung und spontan unter Aussendung ionisie 
render Strahlung solange umzuwandeln, bis ein stabiler Endkern entsteht. Bei der Umwandlung (o. a. Zerfall) der Radioiso 
tope ändert sich die Zusammensetzung (Teilchenstrahlung, z. B. a- oder ß-Strahlung) oder der Energiezustand des Kerns 
(-^-Strahlung); diese ionisierenden Strahlungsarten unterscheiden sich u. a. hinsichtlich ihrer Durchdringungsfähigkeit und 
Strahlenwirkung. 
Die Halbwertszeit eines Radionuklids ist die Zeit, nach der die Hälfte aller vorhandenen Kerne zerfallen ist. Die Halbwertszeit 
der bekannten Radionuklide erstreckt sich über einen sehr weiten Zeitbereich von ps bis mehr als 10 21 Jahre. 
Die meisten der über 40 bekannten natürlichen Radionuklide zählen zu den schwersten Elementen (Ordnungszahlen 81 
bis 92), von denen nur Uran (92) und Thorium (90) in größeren Mengen in der Natur Vorkommen. Sie lassen sich weiter in pri 
mordiale und kosmogene Nuklide unterteilen. Die primordialen Isotope sind mit dem Weltall entstanden und aufgrund extrem 
langer Halbwertszeiten noch nicht zerfallen. Zu diesen gehören Kalium-40, Rubidium-87 sowie die Mutternuklide Uran-238, 
Uran-235, Thorium-232 mit den Zwischenprodukten der drei natürlichen Zerfallsreihen. Kosmogene Nuklide wie Tritium, 
Beryllium-7 und Kohlenstoff-14 werden durch kosmische Höhenstrahlung ständig nachgebildet und aus der Atmosphäre ins 
Meer eingetragen. 
Künstliche Radionuklide fallen bei der Kernspaltung aus Uran oder Plutonium an. Sie gelangen vor allem durch nukleare 
Wiederaufbereitungsanlagen, in geringen Mengen auch beim Betrieb von Kernkraftwerken über Abluft und Abwasser in die 
Umwelt. Einige der bei der Kernspaltung anfallenden Nuklide, wie Tritium oder C-14, entstehen auch durch natürliche Pro 
zesse. Weiterhin entstehen durch die bei der Kernspaltung auftretende Neutronenstrahlung in Materialien durch den Prozess 
der Neutronenaktivierung kurz- und langlebige Radionuklide, die sog. Aktivierungsprodukte. Beispiele hierfür sind Mn-54, 
Co-60 und Pu-239 (aus U-238). Eine weitere Quelle für künstliche Radionuklide stellt der medizinische Bereich dar, z. B. 
werden in der Diagnostik häufig die Radionuklide Tc-99m und 1-131 verwendet. Inzwischen sind weit über 2000 künstliche 
Radionuklide bekannt. 
Niederschlagsraten sind ein Maß für die in einem Zeitintervall anfallende Regenmenge, aus der sich nicht ohne weiteres 
ergibt, wie nass der Durchschnittsmensch wird. Genauso wenig sind die gemessenen Zerfallsraten (Bq) der verschiedenen 
Radionuklide mit der Strahlenwirkung und daraus resultierenden Belastung biologischer Systeme gleichzusetzen. Die 
Strahlenwirkung hängt zunächst von der vom Gewebe absorbierten Energie - der Energiedosis - ab, die in J/kg oder Gray 
(Gy) angegeben wird. Da die verschiedenen Strahlungsarten bei gleicher Energiedosis unterschiedliche Wirkungen zeigen, 
wurden von der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) aus strahlenepidemiologischen Untersuchungen abgelei 
tete Strahlungswichtungsfaktoren festgelegt. Ferner wurden Gewebewichtungsfaktoren eingeführt, welche die unterschied 
liche Strahlenempfindlichkeit der verschiedenen Organe und Gewebe berücksichtigen. Diese dimensionslosen Dosisfaktoren 
werden mit der Energiedosis zur effektiven Dosis verknüpft, die (zur Unterscheidung von der Energiedosis) in Sievert (Sv) 
angegeben wird. 
Die effektive Dosis aus allen natürlichen und künstlichen Strahlenquellen beträgt für einen Einwohner in Deutschland im 
Mittel 5 mSv im Jahr. Diese Dosis stammt etwa jeweils zur Hälfte aus der natürlichen und der medizinischen Strahlenexposi 
tion, insbesondere aus der Röntgendiagnostik (KOELZER 2013). Die natürliche, innere Strahlenexposition liefert einen Beitrag 
von 1,4 mSv, dabei haben das eingeatmete Radon und seine Folgeprodukte den größten Anteil. Demgegenüber beträgt die 
Gesamtaktivität des Standardmenschen 9000 Bq und ergibt sich zu über 95 % aus den Zerfallsraten von K^tO (4200 Bq), 
C-14 (3800 Bq) und Rb-87 (650 Bq) (VOLKMER 2007). 
Die Überwachung künstlicher Radioaktivität durch das BSH erstreckt sich in der Nordsee seit 
Jahren schwerpunktmäßig auf die Nuklide Tritium, "Tc, 137 Cs, 90 Sr und einige Transurane 
( 238 Pu, < 239+24 °>Pu, 241 Am und 244 Cm), die im Periodensystem oberhalb des schwersten natür 
lichen Elements 92 Uran stehen (Nies und Herrmann 2008). Diese Nuklide zeichnen sich durch 
eine hohe Isobarenausbeute bei der Spaltung oder Neutronenaktivierung der Kernbrennstoffe 
235 Uran und 239 Pu aus und gelten als radiologisch relevant für eine mögliche Strahlenexposi 
tion des Menschen über den Meerespfad. Aufgrund mangelnder Personalkapazität konnten 
in den Jahren 2008 bis 2011 Aktivitätsmessungen für 99 Tc nicht durchgeführt werden. 
Im Jahre 2008 wurde die Deutsche Bucht mittels zweier Seefahrten im März und Oktober 
beprobt, seit dem Jahr 2009 nimmt das Sachgebiet Radioaktivität an der Großaufnahme der 
Nordsee im Sommer teil, wodurch sich neue Stationspositionen und bessere Möglichkeiten 
zur Beschreibung der Herkunft und des Transportweges der diversen Radionuklide ergeben.