Alles eine Frage der Dosis
In Deutschland geht wieder die Strahlenangst um, wie damals nach Tschernobyl. Was aber droht denn heute aus Japan?
Von Jörg Albrecht, Sonja Kastilan und Volker Stollorz
Die Firma Conrad hat unter Bastlern einen guten Ruf. Man kann dort blinkende Ostereier, Kabel, Akkus oder elektronische Bauteile aller Art kaufen. Eine Rubrik bei Conrad heißt: "Das interessiert unsere Kunden aktuell." Und das sind zurzeit vor allem Geigerzähler. Sie kosten zwischen 299 und 499 Euro. Will man einen davon bestellen, schaut man allerdings in die Röhre. Lieferbar sind sie erst wieder Anfang Juni. Die Herstellerfirma Gamma-Scout in Schriesheim kommt mit der Produktion nicht mehr nach.
Schnappen die Deutschen jetzt wieder über? Hat sie die Strahlenhysterie erfasst? In der benachbarten Schweiz sieht es nicht viel anders aus. Dort schiebt man bei der Sicher-Satt AG Nachtschichten und stellt für 280 Franken ein Notfallpaket mit Lebensmitteln her, die einen Monat lang reichen sollen. "Es ist recht abgegangen", sagt der Geschäftsführer Reto Schätti. Wasserfilter und Petroleumlampen sind ebenfalls begehrt. Und Jodtabletten werden knapp.
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"Wieder so ein Blödsinn", sagt Peter Jacob, Leiter des Instituts für Strahlenschutz am Helmholtz-Zentrum München. Es gäbe überhaupt keinen Grund, sich mit Jod einzudecken. Im Zweifelsfall wären die Pillen aus der Apotheke auch viel zu schwach dosiert. Wer sich allerdings jetzt schon hohe Dosen zuführt, um seine Schilddrüse vor drohendem Fallout zu schützen, tut sich auch nichts Gutes. Er riskiert, ein Jod-Basedow-Syndrom zu entwickeln oder wird vielleicht ein Opfer des Wolff-Chaikoff-Effekts. "Beides nicht sehr schön", sagt die Molekularpathologin Geraldine Thomas vom Department of Surgery and Cancer am Imperial College London.
Die unsichtbare Bedrohung
Nach menschlichem Ermessen sei es ausgeschlossen, dass die Reaktorkatastrophe von Fukushima eine radioaktive Gefahr für Deutschland heraufbeschwören könnte, beteuern nun alle Fachleute. Das Problem ist, dass ihnen kaum jemand über den Weg traut. Denn auch die Vorgänge in Fukushima waren nach menschlichem Ermessen ausgeschlossen worden. Spätestens, wenn die ersten Partikel aus Japan in Europa nachgewiesen werden, wird sich die breite Öffentlichkeit in ihrer Strahlenfurcht bestätigt sehen. Das ist angesichts der Empfindlichkeit der Messmethoden nur eine Frage der Zeit. Was aber heißt es, wenn in Zukunft hier und da ein paar Nanosievert mehr auftauchen?
Zum Thema
* Strahlenbelastung: Fukushima ist noch weit von Tschernobyl entfernt
* Was sagen die Strahlungsmesswerte in Japan über die gesundheitliche Gefährdung aus?
Radioaktivität ist eine unsichtbare Bedrohung, das macht sie intuitiv schwer fassbar. Nur extrem hohe Dosen zeigen akute Wirkung. 100 Sievert beispielsweise führen zu schweren Verbrennungen und dem Versagen des zentralen Nervensystems; der Tod tritt nach Stunden oder wenigen Tagen ein. Bei einer Dosis von 10 Sievert wird der Magen-Darm-Trakt irreparabel geschädigt, nach ein bis zwei Wochen kommt es zum Exitus. Fünf Sievert töten immer noch die Hälfte aller Bestrahlten, selbst wenn sie medizinisch behandelt werden. Bis hinunter zu einer Dosis von drei Sievert wird Knochenmark zerstört, manchmal können dann Transplantationen helfen. Die Opfer einer akuten Verstrahlung, die nicht unmittelbar zum Tode führt, leiden unter Blutungen, Übelkeit und Durchfällen, die Haare fallen aus, und die Infektionsgefahr ist erhöht.
Beim bisher schlimmsten Reaktorunfall, der Katastrophe von Tschernobyl, starben 28 Menschen innerhalb der ersten drei Monate. Sie gehörten zu den 600 Arbeitern, die sich am Tag nach der Explosion auf dem Reaktorgelände befunden hatten. Weitere 106 entwickelten eine akute Strahlenkrankheit und mussten über Jahre hinweg behandelt werden. Die Strahlendosen der unmittelbar Betroffenen reichten von 0,8 bis 16 Gray, hervorgerufen durch die harte Gammastrahlung der glühenden Reaktorschmelze. In den Jahren danach waren mehr als 530 000 Helfer aus allen Teilrepubliken der Sowjetunion an den Aufräumarbeiten beteiligt. Nach einem Bericht des United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) wurden sie dabei ebenfalls belastet, mit unterschiedlich hohen Dosen zwischen 10 und 1000 Millisievert.
„Konservative“ Werte
Welchen Strahlenwerten die "Helden von Fukushima" zurzeit ausgesetzt sind, kann man einstweilen nur ahnen. Nur ein einzelner der mit Dosimetern ausgestatteten Arbeiter soll nach Angaben der japanischen Atomenergiebehörde während seiner Schicht eine Dosis von 106,3 Millisievert abbekommen haben. Das sei verblüffend gering, sagt der deutsche Strahlenschutzexperte Peter Jacob. Der erlaubte Grenzwert in kerntechnischen Anlagen liegt in Japan normalerweise bei 50 und in Deutschland bei 20 Millisievert pro Jahr; die japanische Regierung hat ihn aktuell auf das Fünffache erhöht.
Im Jargon der Atomtechniker gelten solche Werte als "konservativ". Gemeint ist damit: Wir liegen in jedem Fall auf der sicheren Seite. Denn erst 100 Millisievert insgesamt gelten als die Dosis, von der man überhaupt einen nachweisbaren Effekt erwarten würde, bezogen auf die Gesamtbevölkerung. Die Folgen solcher vergleichsweise niedrigen Dosen treten nämlich nicht zwangsläufig ein, sondern sind nur statistisch zu erfassen. "Wenn zum Beispiel 100 Menschen eine Dosis von 100 Millisievert erhalten, würde man statistisch einen zusätzlichen Krebsfall und vielleicht eine schwere Herz-Kreislauf-Erkrankung beobachten", sagt Peter Jacob.
Heißt das nun, dass unterhalb von 100 Millisievert alles in Ordnung ist? Mit dieser Frage begibt man sich auf vermintes Gelände. Über die Auswirkungen radioaktiver Niedrigstrahlen wird seit Jahrzehnten erbittert gestritten. Wie immer, wenn es um epidemiologische Probleme geht, wird die Studienlage sehr schnell unübersichtlich. Grundsätzlich belastet jede Art und Dosis radioaktiver Strahlung biologische Zellen und Gewebe. Betroffen sind nicht nur Organe wie Haut, Lungen, Schilddrüse oder Knochenmark. Sondern auch die Moleküle des Erbguts. Und hier wird es kompliziert. Auch sehr niedrige Dosen ionisierender Strahlen können auf der Ebene der DNA zufällige Treffer erzielen. Allerdings verfügen menschliche Zellen über einen recht wirksamen Abwehrmechanismus. Das ist kein Wunder, denn im Laufe der Evolution haben sie sich mit der natürlichen Hintergrundstrahlung auf dem Planeten Erde arrangieren müssen. Sie beträgt in Deutschland zwischen zwei und fünf Millisievert pro Jahr, kann aber in Extremfällen wie in bestimmten Regionen des Himalaja bis auf zehn Millisievert und mehr steigen. Vor diesem Hintergrund kommt es bei der Zellteilung immer wieder zu radioaktiv ausgelösten Mutationen. Bestimmte Reparaturenzyme sorgen dafür, dass die meisten davon wieder ausradiert werden. Die Frage, um die sich alles in der Diskussion um die "low level radiation" dreht, ist nur, wie hoch die zusätzliche Belastung durch künstlich erzeugte Radionuklide sein darf, bis die Reparaturmechanismen versagen.
Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten
Eine Notreparatur nach einer kurzfristigen Strahlenexposition kann in einer Zelle sogar weitere Mutationen verursachen, die dann an die nächste Zellgeneration weitergegeben werden. Auf komplexen Wegen kann so über längere Zeit Krebs entstehen. Manchmal bilden sich auch subtilere körperliche Schäden aus. Wenn sich eine Mutation zufällig in Spermien oder Eizellen ereignet, kann sie selbst noch nach Generationen für ein erhöhtes Krankheitsrisiko sorgen.
Weil solche "stochastischen" Prozesse nicht zu eindeutigen Kausalbeziehungen zwischen Ursache und Wirkung führen, gilt in der Strahlenbiologie die Faustregel, dass eine Zunahme der Strahlungsdosis nur die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass eine biologische Wirkung eintritt, nicht aber die Schwere des Schadens. Eine Folge dieser Betrachtungsweise ist, dass auch im untersten Dosisbereich ein linearer Zusammenhang zwischen Strahlung und Mutationen vermutet wird. Theoretisch gibt es - abgesehen von null - keinen Schwellenwert, unterhalb dessen man von ungefährlicher Strahlung reden könnte.
Da es nach dem Abwurf der ersten Atombombe aber nirgendwo auf der Welt mehr Orte gibt, an denen die zusätzliche Strahlenexposition null wäre, ist man auf Langzeitbeobachtungen angewiesen, die einen möglichen Strahleneffekt in größeren Bevölkerungsgruppen aufspüren können. Berühmtestes Beispiel sind die Überlebenden von Hiroshima und Nagasaki. In Hiroshima töteten die enorme Hitze und der Strahlenblitz der Atombombe auf der Stelle zwischen 150 000 und 200 000 Menschen. Die andere Hälfte der Bevölkerung überlebte. Exakt 86 611 von ihnen wurden seit 1950 in einer sogenannten "Life Span Study" beobachtet. Erfasst wurde dabei auch eine Gruppe besonders stark Verstrahlter, die sich innerhalb einer kreisrunden Zone von 2,5 Kilometern zum Detonationsort aufgehalten hatte. Deren Angehörige wurden mit einer weiteren Gruppe von Menschen verglichen, die zwischen 2,5 und 10 Kilometer entfernt überrascht wurden und die damals nur "vernachlässigbare" Strahlendosen erhalten haben sollen. Insgesamt wurden sieben Dosis-Gruppen gebildet. Danach hatten in Hiroshima 38 509 Überlebende eine Energiedosis von weniger als fünf Millisievert abbekommen, 23 427 weitere zwischen fünf und 50 Millisievert; immerhin 624 wurden mit mehr als zwei Gray verstrahlt. Welche Folgeschäden hatte das?
„Absence of evidence“
Auf der Basis der Erhebungen von Hiroshima lässt sich abschätzen, dass bis zum Jahr 2020 rund 800 der ursprünglich knapp 87000 Überlebenden, also etwa ein Prozent mehr, an Krebs gestorben sein werden, als es in der normalen Bevölkerung zu erwarten gewesen wäre. Die Zahl der zusätzlich an Krebs Erkrankten dürfte, bezogen auf alle Arten von Tumoren, um rund zehn Prozent angestiegen sein. Unter den Atombomben-Überlebenden mit einer effektiven Strahlendosis von weniger als 100 Millisievert scheint sich zumindest die Zahl der Krebstoten nicht erhöht zu haben.
Die "Life Span Study" von Hiroshima hat nur die manifesten Schäden unter die Lupe genommen, die sich medizinisch nachweisen lassen. Einzelne Mutationen im Erbgut ließen sich zu Beginn der Studie noch gar nicht feststellen und können im Nachhinein auch nicht mehr rekonstruiert werden. Nötig wäre dazu eine komplette Erbgut-Entzifferung. Ein fehlender Nachweis schädlicher Wirkung ist allerdings noch kein Beweis, dass solche Schäden fehlen. In der Sprache der Logik wird dieser Einwand als "argumentum ad ignorantiam" bezeichnet. Auf Englisch heißt es: "Absence of evidence is not evidence of absence." Auf Deutsch: Wenn jemand seinen Schlüsselbund verlegt und die gesamte Wohnung danach abgesucht hat, ohne ihn zu finden, heißt das nicht, dass es nicht da wäre. In solchen Fällen ist man auf Vermutungen angewiesen, vornehmer ausgedrückt auf Modelle, die ein Geschehnis beschreiben, das noch nie beobachtet wurde. Zu diesen unerwarteten Fällen zählt nun auch die Reaktorkatastrophe von Fukushima.
Wie sie ausgeht, weiß im Moment noch niemand. Günstigenfalls wie in Harrisburg, wo die Freisetzung radioaktiven Materials sich in engen Grenzen hielt. Schlimmstenfalls wie in Tschernobyl, wo ein erheblicher Teil des Inventars frei wurde (siehe "Menschen, Maschinen . . .", S. 60, 63). Nach Tschernobyl war die Angst groß, dass es zu einem massiven Anstieg von Leukämiefällen kommen könnte. Vor allem unter den fünf Millionen Bewohnern der kontaminierten Gebiete von Weißrussland, der Ukraine und der heutigen Russischen Föderation. "Aber bisher gibt es dafür keine gesicherten Hinweise", sagt Geraldine Thomas, die sich lange mit diesem Thema beschäftigt hat. Eindeutig sei dagegen, dass es deutlich mehr Fälle von Schilddrüsenkrebs gab. "Diese Krebsart ist normalerweise recht selten, deshalb ließ sich die Erkrankung der Strahlung klar zuordnen." Nach dem jüngsten UNSCEAR-Report von 2008 traten bis heute insgesamt rund 6000 Fälle in Erscheinung, 15 Patienten starben.
Die Situation in Fukushima
Vor allem Kinder waren davon betroffen. Sie hatten Milch von Kühen getrunken, die kontaminiertes Futter gefressen hatten. Radioaktives Jod-131 reicherte sich auch deshalb in ihrer Schilddrüse an, weil zum entscheidenden Zeitpunkt keine Jodtabletten verteilt wurden.
Für die Strahlenbelastung der Bevölkerung existieren in diesem Fall, anders als bei den direkt betroffenen Liquidatoren des Unglücks, nur Hochrechnungen und keine direkten Messungen, wie es sie für einige der Liquidatoren genannten Aufräumarbeiter gibt. So wird angenommen, dass die Schilddrüse meist eine durchschnittliche Dosis von 100 Millisievert erhielt, mit fünfmal so hohen Wertenwie in der Evakuierungszone um den Tschernobyl-Reaktor. Die Ganzkörperdosis betrug in den Jahren von 1986 bis 2005 je nach Wohnort vermutlich zwischen 1,3 und 9 Millisievert. 500 Millionen im übrigen von Europa wurden mit zusätzlichen 0,3 Millisievert belastet.
Wie die Situation jetzt rund um die Reaktoranlage von Fukushima ist, lässt sich aus radiologischer Sicht noch nicht sagen. Zwischen den havarierten Blöcken ist in einzelnen Spitzenwerten eine Strahlung von bis zu 400 Millisievert pro Stunde gemessen worden. Das ist eine akute Gefahr für Angestellte und Feuerwehrleute, die mit den Lösch- und Reparaturarbeiten alle Hände voll zu tun haben. Man wird die Mannschaften entsprechend häufig austauschen müssen, will man keine Toten riskieren.
Anders war die Lage am Samstag in der weiteren Umgebung bis nach Tokio. Der Wind hatte gedreht, einmal gemessene Werte von 0,5 und 0,35 Mikrosievert pro Stunde waren wieder verschwunden. "Die Gesamtexposition der Städter wird auf vielleicht ein Millisievert geschätzt", sagt Peter Jacob, "das ist auf jeden Fall weniger, als man bei einem Flug von New York nach Tokio erhalten würde." Bleibt es bei diesen Werten, stehen Strahlenmediziner erneut vor dem Dilemma, die Folgen von kleineren akuten oder chronisch niedrigen Strahlendosen abzuschätzen. Manche Experten kommen auch hier zu astronomisch hohen Zahlen von möglichen Krebsfällen. Es handelt sich dabei allerdings um reine Extrapolationen, die nicht einmal entfernt mit den vorliegenden Beobachtungen nach Hiroshima oder Tschernobyl übereinstimmen.
Die Idee einer Volksdosimetrie
Auch ein anderes Beispiel spricht gegen eine massive Bedrohung der Bevölkerung durch Niedrigstrahlung: In der irdischen Atmosphäre sind nach 1945 insgesamt 543 nukleare Bomben gezündet worden. Allein mit der im Jahr 1963 freigesetzten effektiven Strahlendosis - dem höchsten jemals gemessenen Wert - absorbierte der Körper eines deutschen Durchschnittsbürgers eine Jahresdosis von 113 Mikrosievert. Von vermehrten Missbildungen in der damals geborenen Generation der Babyboomer wurde nichts bekannt.
Gesetzt nun den Fall, auch in Deutschland träte ein GAU ein wie in Fukushima. Dann würde sich auch hierzulande die Frage stellen, welche "Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung bei unfallbedingten Freisetzungen von Radionukliden" ergriffen werden sollen. Die Empfehlungen der Strahlenschutzkommission sind da eindeutig: Ab zehn Millisievert pro Woche sollte die Bevölkerung zu Hause bleiben und die Fenster abdichten. Ab 30 Millisievert pro Monat würde die betroffene Bevölkerung zeitweilig umgesiedelt. Ab 100 Millisievert pro Jahr müsste wohl eine Sperrzone eingerichtet werden.
Man kann sich unschwer ausmalen, was in Deutschland los wäre, würden solche Maßnahmen auch nur annähernd in Betracht gezogen. Nicht nur Geigerzähler und Dosimeter wären dann restlos ausverkauft. Und das Durcheinander von Messwerten wäre heillos.
Schon einmal, in den siebziger Jahren, wurde unter Atomkraftgegnern diskutiert, was dann noch zu tun bliebe. An der Universität Bremen entwickelten der Atomphysiker und überzeugte Kommunist Jens Scheer und seine Mitstreiter die Idee einer Art "Volksdosimetrie". Im Falle radioaktiven Fallouts hätten die Bürger dann staubgesaugt und die Beutel zur Messung abgeliefert. Außerdem wurden Versuche unternommen, die Dreimasterblume Tradescantia ohiensis in den Dienst des Strahlenschutzes zu stellen. Dieses hübsche Gewächs bringt beständig blaue Blüten hervor, deren Staubfäden sich schon bei weniger als 20 Mikrosievert alarmierend rosa verfärben. Die Grundlage dieser Reaktion hat übrigens Sadao Ichikawa entwickelt, ein Genetiker an der landwirtschaftlichen Fakultät der Universität von Kyoto. Erschienen ist seine Arbeit 1972 im Japanese Journal of Genetics, im Internet zu finden unter der Kurzadresse
http://bit.ly/gLRIjC.
