Radon: Nutzen und Risiko
Alexander Kaul, Wolfenbüttel
1. Radon als Heilmittel


Indikationen und klinisch kontrollierte Studien
• 1.1
AAAAAAAAA
1.2 Wirkungsmechanismus
BBBBBBBBBB
 • 1.3
Strahlenbedingtes Risiko für Patient und Personal

Medikamentös bedingtes Risiko und Risikovergleich
• 1.4
AAAAAAAAA
2. Geogen
bedingte Radonexposition und Risiko
• AAAAAAAAA

2.1 Diffusion von Radon in die Umwelt

2.2 Messung von Radon in Luft

2.3 Dosis und Risiko
14. Sommerschule für Strahlenschutz, Berlin, 20. - 24. Juni 2005
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
• AAAAAAAAA
1. Radon als Heilmittel:
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
1.1
Indikationen und klinische
• AAAAAAAAA
Studien
• AAAAAAAAA
Chronisch rheumatische Erkrankungen
 Spondylarthritis ankylopoetica (Morbus Bechterew)
 Spondylosen
 Spondylarthrosen
• AAAAAAAAA
 Osteochondrosen
•
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
Ziele
der Therapie
• AAAAAAAAA
 Schmerzlinderung
 Behebung funktioneller Einschränkungen
 Verminderung des Medikamentenverbrauchs
Wesentliche Indikationen und Ziele der Radon-Therapie
 Über die Haut (Diffusion durch die Epidermis)
 Wannenbad mit radonhaltigem Wasser
 Radon-Trockengasbad
 Radon-Dunstbad
• AAAAAAAAA
 Über die Lunge (Diffusion durch die Lungenepithelien)
• Heilstollen
BBBBBBBBBB
• Thermal-Heilstollen
AAAAAAAAA
 Radongas-Therapie
• AAAAAAAAA
 Über den Magen-Darm-Trakt (Diffusion durch die
Magenschleimhaut)
Applikationsformen der Radon-Therapie und Diffusionswege des Radons
3 Studien mit Radon-Thermalwasserbädern:
prospektive, randomisierte, placebo-kontrollierte DoppelblindStudien
2 Studien im Radon-Stollen:
randomisierte klinische Studien
• AAAAAAAAA
Therapie:
degenerative Wirbelsäulenerkrankungen, rheumatische
• BBBBBBBBBB
Arthritis, ankylosierende Spondylitis (Morbus Bechterew)
• AAAAAAAAA
Zielparameter: Schmerzausmass, d.h. Druckschmerzschwellen,
• AAAAAAAAA
funktionelle Einschränkungen und Medikamentenverbrauch
Metaanalyse ( 378 Patienten): Einfluss von Radon auf das
Schmerzausmass und den Medikamentenverbrauch
Klinisch kontrollierte Studien zur Radon-Therapie (540 Patienten)
Autor, Jahr
Pratzel et al.,
1993; 1999
Erkrankung
degeneratives
HWS-Syndrom
Anzahl Patienten,
Art der Therapie
46
Best'sche Wanne,
3 kBq L-1,
bzw. Leitungswasser
9 x 20 min
Zielparameter
Druckschmerzschwelle
der paravertebralen
Muskulatur
2 - 4 Monate nach der
Rn-Therapie
signifikanter
schmerzlindernder
Effekt
Druckschmerzschwelle
bzw. Schmerzintensität
2 bzw. 4 Monate nach
der Rn-Therapie
signifikante, länger
andauernde
Schmerzlinderung
Schmerzintensität und
funktionelle
Einschränkung
6 Monate nach RnTherapie signifikant
besseres Ergebnis
• AAAAAAAAA
Pratzel et al.,
1999
•
52
BBBBBBBBBB
Best'sche Wanne,
degenerative
Wirbelsäulen- oder
Gelenkbeschwerden
0,8 kBq L-1,
bzw. Leitungswasser
8 x 20 min
• AAAAAAAAA
Franke et al.,
2000
• AAAAAAAAA60
Rheumatoide
Arthritis
Best'sche Wanne,
1,3 kBq L-1 222Rn
+ 1,6 g L-1 CO2;
alleinige
CO2 - Bäder;
15 Bäder
Befund
Ergebnisse kontrollierter klinischer Doppelblind-Studien zur RadonTherapie rheumatologischer Erkrankungen
Autor, Jahr
Lind Albrecht,
1994; 1999
Erkrankung
Anzahl
Patienten,
Art der
Therapie
262
• AAAAAAAAA
Morbus
Bechterew
•
(100 in random.
Studie)
Radonstollen,
30 - 130 kBq m-3
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
Tubergen et
al., 2000
Morbus
Bechterew
120
randomisiert drei
Behandlungen
zugeführt;
Radongruppe:
RadonThermalstollen;
44 kBq m-3
• AAAAAAAAA
Zielparameter
Befund
Schmerzausmass,
FunktionseinSchränkung,
Medikamentenverbrauch
Monate (auch>12)
anhaltender, z.T.
signifikant
günstigerer Effekt
der Rn-Therapie
Schmerzintensität
und Dauer der
Morgensteife
6-9
Monate nach
Studienbeginn
Zielparameter
signifikant besser
nur noch bei der
Radongruppe
Ergebnisse kontrollierter randomisierter klinischer Studien zur RadonTherapie rheumatologischer Erkrankungen
Untersuchung des Schmerzausmasses und des
Medikamentenverbrauchs als Funktion der Zeit nach
Therapie
Ergebnisse
• AAAAAAAAA

•
Unmittelbar nach der Behandlungsphase kein
BBBBBBBBBB
signifikanter
Unterschied zwischen RadonTherapie und Kontrollgruppen
• AAAAAAAAA
•
In
der Folgezeit nach 3 Monaten (p=0,02) und
AAAAAAAAA
6 Monaten (p=0,002) war das Schmerzausmass bei
den mit Radon behandelten Patienten und damit
der Medikamentenverbrauch signifikant geringer
Ergebnisse der Metaanalyse der klinisch kontrollierten Studien
(378 Patienten)
Kontrollierte klinische Studien, soweit prinzipiell möglich als
prospektiv randomisierte, placebo-kontrollierte Doppelblind• AAAAAAAAA
studien durchgeführt,
zeigen, dass die Wirksamkeit der balneologischen
Radon-Therapie in Form anhaltender Schmerz• BBBBBBBBBB
linderung und verminderten Medikamentenverbrauchs im
Vergleich •zu AAAAAAAAA
Kontrollen über viele Monate nach Therapieende signifikant erhalten bleibt.
• AAAAAAAAA
Zusammenfassung
1. Radon als Heilmittel:
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
1.2
Wirkungsmechanismus
• AAAAAAAAA
• AAAAAAAAA
Biokinetik des Radons und seiner kurzlebigen Zerfallsprodukte
 physikalische Diffusion von Rn in die Epidermis, das subbasale
Hautgewebe und die Blutkapillaren des Hautgewebes
 Adsorption von kurzlebigen Zerfallsprodukten an der Epidermis
 Lösung des Radons im Blut, Verteilung im gesamten Körper
• AAAAAAAAA
entsprechend
seiner spezifischen Löslichkeit in den einzelnen
Geweben, Transport der durch Zerfall im Organismus
• BBBBBBBBBB
gebildeten Zerfallsprodukte
• AAAAAAAAA im Diffusionsgleichgewicht:
 Verteilungskoeffizienten
0,43 für Blut/Luft
• AAAAAAAAA
11,2 für Fettgewebe/Blut
0,66 für Niere/Blut
0,71 für Leber/Blut
0,36 für Knochen
 Ausscheidung des Rn durch Exhalation und Diffusion über die Haut
Aufnahme, Verteilung und Ausscheidung von Radon und Zerfallsprodukten im Organismus (Biokinetik) am Beispiel Radon-Badekur
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
• AAAAAAAAA
Exhalation von Radon während der Therapie im Wannenbad
(v. Philipsborn, 2000)
Fluenz (Alphateilchen von 5 MeV Anfangsenergie, Energiedosis in der Epidermis ≤ 2 mGy): 80/mm2
Zellquerschnitt: 100 μm2 = 0,0001 mm2
→bei diesen sehr niedrigen Energiedosen werden die weitaus meisten
Zellen von keinem Alphateilchen getroffen
• AAAAAAAAA
BBBBBBBBBB
LET (α, 5• MeV):
750 keV/μm
• 5AAAAAAAAA
Zelldicke:
μm
→etwa 25 •000AAAAAAAAA
Ionisationsprozesse, d.h. sehr hohe lokale
Energiedeposition und damit starke biologische Wirkungen in den getroffenen Zellen und in deren Nachbarschaft (Reichweite der α-Teilchen etwa 35 μm und Bystander-Effekt durch Botenstoffe)
Energiedeposition von Alphateilchen in Zellen der Epidermis
Energiedeposition von Alphateilchen in einem kleinen
Bruchteil der Zellen der Epidermis
• AAAAAAAAA
Herunterregulierung
der transendothelialen Leukozytenmigration (Wanderung der weissen Blutzellen durch
• BBBBBBBBBB
die zelluläre Innenauskleidung der Blutgefässwände) sowie
der Makrophagenund Neutrophilenaktivitäten (enzyma• AAAAAAAAA
tischer Abbau von phagozytierten Zellen zu kleineren Molekülen)•mitAAAAAAAAA
Hilfe anti-inflammatorischer Zytokine mit einer
schützenden Rolle bei Entzündungen (Zytokine: durch
Zellen produzierte Proteine, die als Botenstoffe das Verhalten anderer Zellen beeinflussen)
Molekularer und zellulärer Reaktionsweg der Schmerztherapie
chronischer Entzündungen bei der Radon-Badetherapie
Forschungsergebnisse zur Immunmodulation mit UV-B-Strahlung
• durch strahlenbedingte Zell-Apoptose bei den apoptotischen
Zellen selbst oder bei phagozytischen Nachbarzellen
Auslösung der Sezernierung anti-inflammatorischer Zytokine
• AAAAAAAAA
(Apoptose: programmierter Zelltod aufgrund der Akti-
• BBBBBBBBBB
vierung
eines zellinneren enzymatischen Abbauprozesses)
• AAAAAAAAA
Forschungsergebnisse von Untersuchungen mit Alphateilchen
• AAAAAAAAA
• Schmerzlinderung durch Radonbehandlung bei Morbus
Bechterew korreliert mit einer vermehrten Aktivität eines
Zytokins mit regulierender Funktion für Immunreaktionen
Experimentelle Hinweise für eine radonbedingte Immunmodulation
Als molekularer und zellulärer Mechanismus des nachhaltigen Thera-
AAAAAAAAA
pieerfolges•lässt
sich die Herunterregulierung der zellulären Immunantwort als •Folge
der Zell-Apoptose durch geringe AlphateilchenBBBBBBBBBB
Dosen und der anschliessenden Freisetzung entzündungshemmender
• AAAAAAAAA
Botenstoffe erkennen.
• AAAAAAAAA
Zusammenfassung
1. Radon als Heilmittel:
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
1.3• AAAAAAAAA
Strahlenbedingtes Risiko für
Patient und Personal
• AAAAAAAAA
1.3.1 Patienten
Patientenschutz
• Die mit der therapeutischen Anwendung des Radons verbundene
Strahlendosis des Patienten und das daraus möglicherweise re-
sultierende Strahlenrisiko gegen den Nutzen der Therapie abzuwägen (= Aufgabe des Arztes)
• AAAAAAAAA
• BBBBBBBBBB
Schutz
des Personals
AAAAAAAAA
• Die• Strahlenschutzmassnahmen
bei der therapeutischen Anwendung
Radons so zu optimieren, dass beim Personal die ge• des
AAAAAAAAA
setzlich geforderten Grenzwerte der Dosis möglichst weit unterschritten werden, ohne den Nutzen der therapeutischen Massnahme
in Frage zu stellen (= Aufgabe der für den Strahlenschutz verantwortlichen Personen)
Aufgaben des Strahlenschutzes bei der Radon-Therapie
Wannenbad-Kur
Thermal-Heilstollen-Kur
662 Bq 222Rn/L, 10x20 min
44 kBq 222Rn/m3, 10x1h
0,1 μGy
1,6–2,2 μGy
Muskeln, Gonaden,
Knochen
3,3-8,8 μGy
rotes Knochenmark,
Nebenniere, Leber,
0,3-0,5 μGy
3 μGy
Knochen
•
•
•
800 μGy
(425 μGy
Leber,Muskel,
AAAAAAAAA
Blut, Gonaden,
Niere
BBBBBBBBBB
Lunge, tracheobronchialer
AAAAAAAAA
Bereich
Epidermis
• AAAAAAAAA
Haut)
effektive Dosis 0,2 mSv
Blut
22 μGy
Niere
410 μGy
Lunge, tracheobronchialer Bereich
495 μGy
Epidermis
(265 μGy
Haut)
effektive Dosis 1 mSv
Werte der Energiedosis in Organen/Geweben (berechnet nach Daten
von Hofmann, 1999) und der effektiven Dosis einer Kur
Bruchteil der
Applikationsform Äquivalentdosis Effektive
jährl. nat.
(mSv)
Dosis Strahlendosis
(mSv)
von 2,1 mSv
(%)
Lunge
Epidermis
• AAAAAAAAA
Badekur, 10x20 min
Bad Gastein, 662 Bq/L
•
0,05
BBBBBBBBBB
0,1
Bad Schlema, 1 550 Bq/L
20
0,2
10
50
0,5
25
10
1
50
4
0,05
2
• AAAAAAAAA
Inhalationskur, 10x1h
10
• AAAAAAAAA
Bad Gastein, 44 kBq/m3
Luftbadekur
Bad Gastein, 140 kBq/m3
0,0001
Äquivalentdosis von Lunge und Epidermis sowie effektive Dosis von
Patienten bei unterschiedlichen Arten der Radon-Therapie (1-malige Kur)
Vergleich der effektiven Dosen
 Badekur: maximal 0,5 mSv
 Thermalstollen-Inhalationskur: maximal 2 mSv
Jährliche natürliche Strahlendosis: 2,1 mSv
• (Variationsbreite
AAAAAAAAA
1 – 10 mSv)
• BBBBBBBBBB
Vergleich des Lungenkrebsrisikos
• AAAAAAAAA
 Thermalstollen-Inhalationskur: Lungendosis 10 mSv
• AAAAAAAAA
Lungenkrebsrisiko (LNT-Modell, ICRP 60):
10 x 10-3 Sv x 85 x 10-4 Sv-1 = 0,01%
Bevölkerung (Nichtraucher und Raucher): etwa 5%
Bewertung von Strahlendosis und Strahlenrisiko des Patienten
(1-malige Kur)
Patienten
6 Kuren (Mittelwert)
8 Stunden mittl. Aufenthaltsdauer im Stollen pro Kur
44 kBq/m3 Radon-Aktivitätskonzentration (Mittelwert)
Exposition: 6 x 8 x 44 000 Bq/m3 = 2,1 x 106 Bq h/m3
Bevölkerung
75 Jahre mittlere Lebenserwartung
• AAAAAAAAA
•
19 h/d Aufenthaltsdauer in Wohnungen
BBBBBBBBBB
5 h/d Aufenthaltsdauer im Freien
• AAAAAAAAA
40 Bq/m3 in Wohnungen (Median)
10 Bq/m3 im Freien (Median)
• AAAAAAAAA
Exposition: 75 x 365 x (19 x 40 + 5 x 10) Bq h/m3 = 2,2 x 107 Bq h/m3
Verhältnis der Radon-Exposition
Patient/Bevölkerung: < 10 %
Bewertung der Radon-Exposition des Patienten
(mehrmalige Thermalstollen-Inhalationskur)
6 Kuren, 8h mittlere Aufenthaltsdauer im Stollen pro Kur, mittlere 222RnAktivitätskonzentration 44 kBq/m3
Exposition: 2,1 x 106 Bq h/m3, d.h. 10% der Exposition durch Radon in
Wohnungen in 75 Jahren
• AAAAAAAAA
Lungenkrebsrisiko (berechnet auf der Grundlage der LNT-Hypothese und
nach Angaben• vonBBBBBBBBBB
S. Darby et al., 2005)
 Nichtraucher: 0,1 x 0,413% = 0,04% (gem. Risikokoeff. von ICRP: 0,05%)
AAAAAAAAA
 Raucher: 0,1• x 10,7%
= 1,07%
• AAAAAAAAA
Zusätzliches Lungenkrebsrisiko durch Radon-Balneotherapie und Radon
in Wohnungen
Nichtraucher: (0,413 + 0,04)% = 0,417%
Raucher: (10,7 + 1,07)% = 11,77%
222Rn-Exposition
und rechnerisches Lungenkrebsrisiko von Patienten
nach mehrmaligen Kuren in einem Radon-Thermalstollen
Das auf der Grundlage der „linear non-threshold“ – Hypothese LNT des
prospektiven •Strahlenschutzes
unter dem Vorsorgeaspekt berechnete
AAAAAAAAA
Lungenkrebsrisiko einer einmaligen Radon-Thermalstollen-Inhalations-
•
BBBBBBBBBB
Kur beträgt auf der Grundlage der Risikokoeffizienten der ICRP maximal
• AAAAAAAAA
0,01% im Vergleich
zum spontanen Lungenkrebsrisiko der Bevölkerung
von etwa 5%.•
AAAAAAAAA
Zusammenfassung
Die effektive Dosis des Patienten einer 1-maligen radon-balneotherapeutischen Kur liegt mit 0,05 bis 2 mSv deutlich unter bzw. maximal bei dem
Wert der mittleren effektiven jährlichen Strahlendosis von 2,1 mSv
(Variationsbereich: 1-10 mSv).
• AAAAAAAAA
Die Gesamtexposition
des Patienten einer mehrmaligen Inhalationskur
imThermal-Heilstollen beträgt maximal 10 % der Radon-Exposition
einer Person •der BBBBBBBBBB
Bevölkerung über eine Lebenszeit von 75 Jahren bei
einem Aufenthalt in Wohnungen und im Freien mit Medianwerten der
• AAAAAAAAA
Radon-Aktivitätskonzentration
von 40 bzw. 10 Bq/m3.
• AAAAAAAAA
Das hypothetische Lungenkrebsrisiko von Patienten (Nichtraucher und
Raucher) als Folge von mehreren radon-balneotherapeutischen Kuren in
einem Thermal-Heilstollen ist rechnerisch um maximal 10% gegenüber
dem durch Radon in Wohnungen erhöht.
Zusammenfassung
1. Radon als Heilmittel:
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
1.3• AAAAAAAAA
Strahlenbedingtes Risiko für
Patient und Personal
• AAAAAAAAA
1.3.2 Personal
Applikationsform
Eff. Jahresdosis
(mSv)
Bruchteil des
Grenzwertes
berufl.
Strahlenexp. von
20 mSv/a
(%)
Badekur
• AAAAAAAAA
Sibyllenbad
800 Bq/m3 Raumluft,
2 000 h/a Aufenthalt
450 Bq/m3 Raumluft,
400 h/a Aufenhalt
260 Bq/m3 Raumluft,
KohlesäuerlingMischbad
•
max 2,5
10
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
0,25
1
0,2
1
• AAAAAAAAA
Inhalationskur
Bad Gasteiner
Thermalstollen,
44 kBq/m3
Bad Schlema, Rn-GasTherapie, 500 Bq/m3
Raumluft
8 (Ärzte)
- 15 (Lokführer)
1,5
< 50 – 75
< 10
Effektive Jahresdosis des Personals bei verschiedenen
therapeutischen Applikationsformen von Radon
Die jährliche effektive Dosis des Personals liegt abhängig vom Therapieverfahren und der Aufenthaltsdauer im Therapieraum zwischen 0,2 und
• AAAAAAAAA
15 mSv und damit maximal bei 75% des Grenzwertes der jährlichen be-
• BBBBBBBBBB
ruflichen Strahlenexposition.
Die Strahlendosis des Personals kann bei
der Radon-Balneotherapie
im Thermal-Heilstollen im Sinne einer Opti• AAAAAAAAA
mierung des Strahlenschutzes durch einfache Strahlenschutzmassnahmen
• AAAAAAAAA
weiter reduziert werden.
Zusammenfassung
1. Radon als Heilmittel:
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
1.4 Medikamentös
bedingtes Risiko
• AAAAAAAAA
und
Risikovergleich
• AAAAAAAAA
Prostaglandine PG (Gewebshormone): Mediatoren der Entzündungsreaktion und Schmerzempfindung
Hemmung der Biosythese der PG: antiinflammatorische und anal-
getische Wirkung
Schlüsselenzym
der Biosynthese der PG: Cyclooxygenase COX,
• AAAAAAAAA
insbesondere der konstitutiven für die Magenschutzfunktion wichtigen
•
COX-1
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
D.h., weitere wichtige Bedeutung der PG: Schutzfunktion für die Magen-
• u.a.
AAAAAAAAA
schleimhaut
durch Drosselung der Magensäuresekretion
→ Hemmung der Biosynthese der PG durch ein Medikament stellt eine
unmittelbare Gefahr für die Integrität der Magenschleimhaut dar
Wirkungsmechanismus der nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAR)
Unerwünschte Wirkungen der NSAR
 oberflächliche Schleimhautläsionen: 70 %
• AAAAAAAAA
 blutende Ulcera (Magen- oder Zwölffingerdarmgeschwüre): 20 %
•
BBBBBBBBBB
 Perforation
(Magendurchbruch): 2 %
• AAAAAAAAA
• AAAAAAAAA
→ Erwartete Todesfälle in Deutschland:
1 100-2 200 pro Jahr
Medikamentös bedingtes Risiko schmerzstillender und
entzündungshemmender NSAR
Strahlenbedingtes hypothetisches Lungenkrebsmortalitätsrisiko:
< 0,01%
Medikamentös bedingtes reales Mortalitätsrisiko durch nicht-
• AAAAAAAAA
steroidale Antirheumatika
NSAR (berechnet aus der Zahl jährlich mit
NSAR •behandelter
Patienten und der Zahl jährlich erwarteter
BBBBBBBBBB
Todesfälle in Deutschland):
• AAAAAAAAA
0,05%
→
• AAAAAAAAA
Strahlenbedingtes / medikamentös bedingtes Risiko
1:5
Vergleich des strahlenbedingten hypothetischen Risikos durch Radon
und des beobachteten medikamentös bedingten Risikos durch NSAR
Das medikamentös
bedingte reale Mortalitätsrisiko durch nicht• AAAAAAAAA
steroidale Antirheumatika liegt mit etwa 0,05% um den Faktor
•
BBBBBBBBBB
von wenigstens 5 über dem hypothetischen strahlenbedingten
• AAAAAAAAA
Lungenkrebsrisiko von 0,01%.
• AAAAAAAAA
Zusammenfassung
Die Ergebnisse
Mortalitätsrisiko der NSAR etwa 5-fach höher als das hypothetische
strahlenbedingte Lungenkrebsrisiko von Radon-Patienten
• AAAAAAAAA
und
•
BBBBBBBBBB
hypothetisches strahlenbedingtes Lungenkrebsrisiko von RadonPatienten •maximal
10% des rechnerischen Risikos der Bevölkerung
AAAAAAAAA
durch Radon in Wohnungen
• AAAAAAAAA
sind neben der Indikation Grundlage für die Entscheidung des Arztes
bei der Wahl der Therapie bei Patienten mit Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises.
Zusammenfassung
2. Geogen bedingte
Radonexposition
und Risiko:
• BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
• AAAAAAAAA
• AAAAAAAAA
2.1 Diffusion von Radon in die Umwelt
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
• AAAAAAAAA
Entstehung und Transport von Radon in geologischen Formationen (nach
A. Kaul in „Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)
• AAAAAAAAA
e.g.15 Bq/m3
•
e.g.50 Bq/m3
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
e.g.120 Bq/m3
• AAAAAAAAA
e.g.300 Bq/m3
e.g.2000 Bq/m3
Diffusion von Radon in Häuser und Verteilung in Wohnungen (nach A. Kaul
in „Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)
2. Geogen bedingte
• AAAAAAAAA
Radonexposition
und Risiko:
•
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
2.2 Messung von Radon-Aktivitäts• AAAAAAAAA
konzentrationen
in Luft
Cover
Cover
Gasket
Filter
Drying agen t
Filter
Detector
Carbon
• AAAAAAAAA
absorber
•
BBBBBBBBBB
Method
Measured
radiation
Detector
• AAAAAAAAA
g-rays
g-spectrometer
Absorption of
radon in a carbon
filter
Absorption of
radon in a carbon
collector
with entrance filter
Diffusion chamber
with entrance filter
• AAAAAAAAA
g-rays or
g-spectrometer
Diffusion chamber
with entrance filter
a-particles
a-particles
ionising
charged
particles
or liquid
scintillation
counter
etched track
detector (CR39, LR-115 etc.)
electret
detector
Lower
detection limit
Influenced
by
Main
application
~ 5 Bq m-3
in 0.5m3 air
air humidity
temperature
short time
measurement
~ 10 Bq m-3
(3 h
measurem.)
air humidity
temperature
short time
measurement
up to 3 d
~ 105 Bq h m-3
air pressure,
temperature
~ 103 Bq h m-3
air pressure,
dose rate, gradiation
long time
measurement
1-12 months
long time
measurement
1w–1a
Passive Detektorsysteme für die Messung von Radon in Luft (nach G. Dietze
in “Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)
Pump
Filter
P
Drying
filter
Chamber
wall
Pump
P
Filter
Detector
ZnS
• AAAAAAAAA
Quartz
glass
PM
•
BBBBBBBBBB
Amplifier
• AAAAAAAAA
Amplifier
• AAAAAAAAA
HV
Counter
Electrometer
Lucas-Kammer
Ionisations-Kammer
Multichannelanalyser
Diffusions-Kammer
Aktive Detektorsysteme für die Messung von Radon in Luft (nach G. Dietze
in „Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)
Method
Measured
radiation
Detector
Ionisation
chamber with
entrance filter
a- and bparticles
charge or
charge pulse
measurement
Multi-wire
ionisation
chamber with
entrance filter
Scintillation
chamber with
entrancefilter
aparticles
charge pulse
measurement,
aspectrometry
ZnS(Ag)
scintillator
Chamber with
entrance filter,
electrostatic
deposition
Diffusion
chamber with aspectromery
aparticles
Two filter
method
(also for thoron)
activity of
nd
2 filter
• AAAAAAAAA
a•
particles
BBBBBBBBBB
silicon
surface
barrier
detector
silicon
surface
barrier
detector
activity
determination
of filter,
various
detectors
• AAAAAAAAA
aparticles
• AAAAAAAAA
Lower detection
limit
Influenced
by
~ 5 Bq m
3
3
(10 cm
volume, 3 h
measurem.)
-3
~ 5 Bq m
3
3
(10 cm
volume, 3 h
measurem.)
-3
~ 20 Bq m
3
(250 cm
volume, 3 h
measurem.)
-3
~ 5 Bq m
3
3
(10 cm
volume, 3 h
measurem.)
-3
~ 100 Bq m
2
3
(10 cm
volume, 3 h
measurem.)
-3
~ 10 Bq m
5
3
(10 cm
volume, 10 h
measurem.)
air
humidity
single or
continuous
measurement
air
humidity
vibration
single or
continuous
measurement
-3
Main
application
single or
continuous
measurement
air
humidity
single or
continuous
measurement
air
humidity
single or
continuous
measurement
single
measurement
Eigenschaften aktiver Detektorsysteme für die Messung von Radon in Luft (nach
G. Dietze in „Radiological Protection“, Springer 2005, Hrsg. A. Kaul, D. Becker)
Passive und aktive Detektorsyteme erlauben es, therapeutisch oder
• AAAAAAAAA
geogen bedingte Radon - Aktivitätskonzentrationen bzw. - Expositio-
• sowie
BBBBBBBBBB
nen im Freien
in Wohnungen ab etwa 5 Bq/m3 bzw. 103 Bq h/m3
zu messen.•Integrierende
Detektorsysteme können Radon-ExpositioAAAAAAAAA
nen über Messzeiten von bis zu 12 Monaten erfassen.
• AAAAAAAAA
Zusammenfassung
2. Geogen bedingte
• AAAAAAAAA
Radonexposition
und Risiko:
•
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
2.3 Dosis
• AAAAAAAAA
und Risiko
• AAAAAAAAA
•
BBBBBBBBBB
• AAAAAAAAA
• AAAAAAAAA
In 90% der untersuchten Wohnungen liegt die 222Rn-Aktivitätskonzentration unter 100 Bq/m3
Häufigkeitsverteilung der 222Rn-Aktivitätskonzentration in Wohnungen
Effektive Dosis: Heff = a x F x t x heff
a: Radon-Aktivitätskonzentration in Bq m-3
F: Gleichgewichtsfaktor für die potentielle α-Energiekonzentration von
222Rn und seinen kurzlebigen Zerfallsprodukten
t: Aufenthaltsdauer in Räumen bzw. im Freien in h a-1
• AAAAAAAAA
heff: Effektive Dosis pro Einheit Exposition in nSv (Bq h m-3)-1
•
BBBBBBBBBB
Medianwert der effektiven Dosis Heff (μSv a-1)
• AAAAAAAAA
a: 40 Bq m-3 (in Wohnräumen); 10 Bq m-3 (im Freien)
• AAAAAAAAA
F: 0,4 (in Wohnräumen); 0,6 (im Freien)
t: 7 000 h a-1 (in Wohnräumen); 1 760 h a-1 (im Freien)
heff: 9 nSv (Bq h m-3)-1
Heff = 1 095 μSv a-1 (durch Radon in Wohnräumen und im Freien)
Berechnung der effektiven Dosis durch Inhalation von 222Rn
(„epidemiological approach“; nach UNSCEAR 2000)
Medianwert der 222Rn – Aktivitätskonzentration: 40 Bq/m3
Mittlere jährliche Aufenthaltsdauer: 7 000 h/a
• AAAAAAAAA
• BBBBBBBBBB
Exposition während
einer Zeit von 75 Jahren: 2,1 x 107 Bq h/m3
• AAAAAAAAA
Lungenkrebsrisiko bis zum Alter von 75 Jahren (berechnet auf der
• AAAAAAAAA
Grundlage der LNT-Hypothese und nach Angaben von S. Darby et al.,
2005)
Nichtraucher: 0,41% + 0,0007% (Bq/m3)-1 x 40 Bq/m3 = 0,413%
Raucher: 10,1% + 0,0147% (Bq/m3)-1 x 40 Bq/m3 = 10,7%
Exposition und rechnerisches Lungenkrebsrisiko durch 222Rn
in Wohnungen
In mehr als 90% der Wohnungen beträgt die 222Rn – Aktivitätskonzentration weniger als 100 Bq/m3; der Medianwert liegt bei 40 Bq/m3.
• AAAAAAAAA
Unter der Annahme
der LNT-Hypothese ohne Schwelle, d.h. ohne
• BBBBBBBBBB
Berücksichtigung von biologischen Anpassungsmechanismen bei
niedrigen Strahlendosen
und -dosisleistungen im Schwankungsbereich
• AAAAAAAAA
der natürlichen Strahlenexposition, ergibt sich das Lungenkrebsrisiko
von Nichtrauchern
• AAAAAAAAA
durch Radon in Wohnungen über eine Lebenszeit von
75 Jahren zu weniger als 0,5%, von Rauchern zu etwa 10%.
Zusammenfassung

Radon: Nutzen und Risiko