Einleitung
Der Einfluss ionisierender Strahlung auf die Gesundheit, insbesondere von Kindern, ist ein Thema welches in der breiten Öffentlichkeit wie auch in der Wissenschaft rege diskutiert wird. Der Fokus dieses Artikels liegt auf dem Zusammenhang zwischen alltäglichen Dosen ionisierender Strahlung und dem Krebsrisiko bei Kindern. Viel von unserem Wissen über schädliche Einflüsse ionisierender Strahlung stammt jedoch aus Studien über hohe Dosen, währenddessen es nur wenig direkte Evidenz aus epidemiologischen Studien über schädliche Folgen niedriger Dosen gibt. Wir beginnen diesen Artikel mit einem Überblick über Resultate der Studien zu hohen Dosen, bevor wir uns dann den tieferen, alltäglichen Dosen zuwenden.
In diesem Artikel erörtern wir folgende Fragen:
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Einleitung
Der Einfluss ionisierender Strahlung auf die
Gesundheit, insbesondere von Kindern, ist ein
Thema welches in der breiten Öffentlichkeit
wie auch in der Wissenschaft rege diskutiert
wird. Der Fokus dieses Artikels liegt auf dem
Zusammenhang zwischen alltäglichen Dosen
ionisierender Strahlung und dem Krebsrisiko
bei Kindern. Viel von unserem Wissen über
schädliche Einflüsse ionisierender Strahlung
s t ammt je do ch aus Studien üb er hohe D osen,
währenddessen es nur wenig direkte Evidenz
aus epidemiologischen Studien über schädli-
che Folgen nie dr iger D osen gibt . W ir b eginnen
diesen Artikel mit einem Überblick über Re –
sultate der Studien zu hohen Dosen, bevor wir
uns dann den tieferen, alltäglichen Dosen
zuwenden.
In diesem Artikel erörtern wir folgende Fra –
gen:
1) Was ist ionisierende Strahlung und wie
wird sie gemessen?
2) Welche Krebsrisiken gehen mit einer
Strahlenbelastung einher?
3) Inwiefern sind Kinder empfindlicher gegen –
über einer solchen Belastung als Erwach –
sene?
4) Welches sind die wichtigsten Strahlungs –
quellen in der Schweiz?
Was ist ionisierende Strahlung, wie
wird sie gemessen?
In der öffentlichen Wahrnehmung werden
«Radioaktivität» oder «radioaktive Strahlung»
und deren Auswirkungen auf die Gesundheit
oft mit Katastrophen wie den Reaktorunfällen
in Tschernobyl oder Fukushima oder mit der
Bedrohung durch Atombomben in Verbindung
gebracht. Genau genommen ist «Radioaktivi –
tät» eine Eigenschaft von gewissen Atomker –
nen, sogenannten Radionukliden oder radio –
aktiven Isotopen, und nicht die von diesen
radioaktiven Atomen ausgehende Strahlung.
Let z ter e w ir d , w ie auch ander e Str ahlung , mit
Krebsrisiko bei Kindern durch Exposition
gegenüber ionisierender Strahlung
Antonella Mazzei-Abba a, Christophe L. Folly a, Ben D. Spycher a, Bern
Übersetzung: Astrid Coste a, Manon Jaboyedoff a, Christian Kreis a
genügend Energie um Atome oder Moleküle
zu ionisieren, ionisierende Strahlung genannt.
Der Kern radioaktiver Isotope ist instabil und
zerfällt durch verschiedene Prozesse. Bei –
spielsweise durch Emittieren eines Helium –
kerns ( α-Zerfall) oder eines Elektrons oder
Positrons ( β
–und β +-Zerfall) in andere Ele –
mente. Nach einem solchen Zerfall befindet
sich der übriggebliebene Atomkern oftmals in
einem angeregten Zustand, aus welchem er
durch Aussenden eines energiereichen Pho –
tons in den Grundzustand springt. Dieser
Prozess wird γ -Zerfall genannt.
Wir sind der natürlichen (kosmischen und
terrestrischen) Hintergrundstrahlung perma –
nent ausgesetzt. Kosmische Strahlen, Höhen –
strahlung genannt, sind hoch-energetische
Teilchen von aus ser halb unser er G ala x ie o der
von der Sonne, wobei letztere für die Strah –
lungsbelastung auf der Erdoberfläche von
geringer Bedeutung sind. Bei der Interaktion
dieser Partikel mit Molekülen der Atmosphäre
entstehen Teilchenkaskaden, welche die Erd –
oberfläche erreichen. Die terrestrische Strah –
lung stammt von Kalium- 40, Uranisotopen
und Thorium-232, welche in der Erdkruste
vorkommen. Aufgrund von Zerfallsprozessen
dieser Radionuklide und deren Zerfallspro –
dukte treten permanent γ-Strahlen aus dem
Boden und Gestein aus. Von speziellem Inte –
resse ist Radon-222, ein Zerfallsprodukt von
Uran, weil es im Gegensatz zu den anderen
Zerfallsprodukten als Gas auftritt. Radon kann
deshalb vom Boden in die Atmosphäre austre –
ten o der ab er sich in den Häuser n akkumulie –
ren. Die Radon-Konzentration in Häusern
unterliegt grossen Schwankungen, abhängig
von der Porosität und Permeabilität von Bo –
den/Gestein, von der Bauart und dem Zu –
stand der Gebäude sowie von den Lüftungs –
gewohnheiten.
Zwei gebräuchliche Masseinheiten für Strah –
lungsdosis sind Gray (Gy) und Sievert (Sv)
(Tabelle 1) . In Gray misst man die pro Masse absorbierte Energie von ionisierender Strah
–
lung (absorbierte Dosis). Der Effekt auf leben –
de Zellen einer absorbierten Dosis hängt vom
Strahlungstyp ab, für α-Strahlung ist dieser
um einen Faktor 20 höher als für γ-Strahlung.
Äquivalente Dosis kombiniert Dosen verschie –
dener Strahlungen, wobei für jeden Strah –
lungstyp ein Gewichtungsfaktor angewendet
wird, und beachtet damit die verschiedene
biologische Wirksamkeit. In einer ähnlichen
Vorgehensweise wird die unterschiedliche
Empfindlichkeit der Organe berücksichtigt,
um die effektive Dosis zu erhalten. Die Einheit
von effektiver und äquivalenter Dosis ist Sie –
vert. Dosis-Konversionskoeffizienten werden
benutzt um basierend auf Messungen der
Konzentration von Radionukliden, beispiels –
weise der oft in Bq/m
3 gemessenen Radon –
konzentration, Schätzungen der Dosis zu er –
halten.
2011 veröffentlichte die Internationale Kom –
mission für Strahlenschutz (ICRP) einen Be –
richt, welcher Studien über Radon und das
Lungenkrebsrisiko analysiert. Aufgrund der
Ergebnisse dieser Studien kam die ICRP zum
Schluss, dass der Konversionskoeffizient für
Radon angepasst werden muss, was gegen –
über früheren Radonschätzungen zu doppelt
so hohen Dosisschätzungen führte
1). Obwohl
Lungenkrebs bei Kindern selten ist, könnte
die höhere Strahlungsempfindlichkeit von
Kindern bedeuten, dass eine Exposition ge –
genüber Radon in jungen Jahren das spätere
Lungenkrebsrisiko stärker beeinflusst als
dieselbe Exposition in höherem Alter.
Krebsrisiko durch mittlere bis hohe
Strahlungsdosen
Das meiste was wir über gesundheitsschädli –
che Effekte von ionisierender Strahlung wis –
sen stammt von relativ kleinen Studienpopu –
lationen, welche Dosen weit über den
normalen Werten ausgesetzt waren, insbe –
sondere von den Überlebenden der Atombom –
ben in Hiroshima und Nagasaki. Die Entste –
hung von Krebs gehört zu den sogenannten
stochastischen Effekten von Strahlung. Damit
ist gemeint, dass kein Grenzwert erkennbar
ist, unterhalb welchem es keinen Effekt gibt,
und dass die Wahrscheinlichkeit des Eintre –
tens linear mit der er haltenen D osis zu s teigen
scheint. Demgegenüber treten deterministi –
sche Effekte erst oberhalb eines gewissen
Grenzwerts auf, wobei das Risiko für das
aInstitut für Sozial- und Präventivmedizin, Universität Bern
21Der Errinerflrr uso
21Der EinflusodStEe
22
Eintreten eines Effekts scharf ansteigt, sobald
der Grenzwert überschritten wird.
Überlebende der Atombomben –
Life-Span Study (LSS)
Eine Langzeitstudie der Überlebenden von
Hiroshima und Nagasaki liefert eindeutige
Evidenz für eine Dosis-Wirkungs-Beziehung
zwischen akuter Exposition gegenüber ioni-
sierender Strahlung und erhöhtem Risiko für
verschiedene solide Tumore und hämatologi –
sche Malignome
2). Über einen Dosisbereich
von 0,1 bis 2 Gy steigt das Risiko für solide
Tumore linear an, während der Zusammen –
hang für Leukämie leicht aufwärts gekrümmt
ist. Wie stark sich das Risiko erhöht, hängt
auch vom Alter zum Zeitpunkt der Exposition
und der seitdem verstrichenen Zeit ab.
Eine wichtige Erkenntnis aus der Life-Span
Study ist, dass Kinder gegenüber ionisierender
Strahlung anfälliger sind als Erwachsene. Am
augenfälligsten ist dies bei Leukämie. Die LSS-
Studie zeigt, dass das spätere Risiko für Leu
–
kämie bei einer Exposition während der Kind –
heit viel stärker mit der Zeit seit der
Bestrahlung variiert. Einige Jahre nach einer
Bestrahlung steigt dieses stark an und sinkt
danach wieder. Aufgrund der geringen Anzahl
an Fällen kann die Form dieser zeitlichen Kur
–
ve nicht genau bestimmt werden. Allerdings
zeigt sich, dass ungefähr 7 Jahre nach einer
Bestrahlung während der Kindheit das Risiko
vorübergehend um einen Faktor 50 pro Gy
oder mehr zunehmen kann
3). Hinweise aus der
LSS und anderen Studien deuten darauf, dass
bei mindestens einem Viertel aller Tumore das
Risiko durch Strahlenbelastung bei Kindern
grösser ist als bei Erwachsenen. Zu diesen
gehören Leukämie, Schilddrüse-, Haut-, Brust-
und Hirntumore. Zudem variiert die Anfällig
–
keit b ei K inder n möglicher weise sehr s t ar k mit
dem Alter 4).
Obwohl die Life-Span Study wichtige Evidenz
lieferte über die Krebsrisiken in einem breiten
Bereich von mittleren bis hohen Dosen, sagt
sie wenig über das Risiko von Dosen unter
100 mSv aus. Für den Strahlenschutz wird
deshalb oft vorausgesetzt, dass diese Risiken
anhand der Dosis-Wirkung Modelle der Life-
Span-Studie extrapoliert werden können,
wobei man davon ausgeht, dass es keine un –
tere Schwelle für gesundheitsschädigende
Effekte gibt
3). Diese als «linear no-threshold
model» (LNT) bezeichnete Annahme ist je –
doch umstritten.
Radiotherapie
Krebsrisiken wurden auch bei im Rahmen einer Bestrahlungstherapie für Krebs und
verschiedenen historisch mit Bestrahlung
behandelten Konditionen (z. B. Thymusdrüsen
–
vergrösserung, Tinea capitis, Haut-Hämangi –
om) exponierten Kindern untersucht. Die
meisten dieser Studien fanden erhöhte Fall –
zahlen für Leukämie einige Jahre nach der
Exposition und bestätigten damit die in der
Life-Span Study beobachtete kurze minimale
Latenzzeit
5). Eine Metaanalyse dieser Studien
fand konsistent erhöhte Risiken für Tumore
des zentralen Nervensystems
6), jedoch vari –
ierte die Stärke dieses Zusammenhangs stark
zwischen den einzelnen Studien.
Ergebnisse von Studien über therapeutische
Expositionen sollten mit Vorsicht interpretiert
werden. Im Falle einer Krebsbehandlung dürf –
ten die geschätzten Effekte der Bestrahlung
von Begleitbehandlungen wie Chemotherapie
beeinflusst sein. Zudem sind Kinder, welche
eine Strahlentherapie durchmachen, vermut –
lich nicht repräsentativ für die gesamte Bevöl –
kerung und haben möglicherweise genetisch
bedingt eine höhere Anfälligkeit für Krebs.
Epidemiologische Studien mit
Fokus auf niedrige Dosen
Nur sehr wenige Kinder sind solch hohen
Dosen ausgesetzt wie in der Strahlentherapie.
Häufiger sind jedoch niedrige Dosen durch
Röntgenaufnahmen oder Computertomogra –
phien (CT-Scans) und durch die natürliche
Hintergrundstrahlung (Tabelle 2). Das von
diesen niedrigen Dosen ausgehende Krebsri –
siko wird normalerweise durch Extrapolation
von Modellen zu höheren Dosen berechnet,
insbesondere aufgrund von Resultaten der
japanischen Überlebenden der Atombomben.
Der Grund dafür ist, dass die direkte epide –
miologische Evidenz für eine Erhöhung des
Krebsrisikos bei Exposition gegenüber niedri –
gen Dosen weniger klar und schwieriger zu
erlangen ist. Das grösste Problem dabei ist
die Grösse der benötigten Studienpopulatio –
nen, um die erwartete kleine Wirkung auf das
Krebsrisiko mit genügender statistischer Aus –
sagekraft nachweisen zu können. Die Exposi –
tion f ür so g r os se Populationen zu ver läs sig zu
messen, ist kaum machbar.
Diagnostische Radiographie
In den letzten Jahren haben mehrere Kohor –
ten-Studien das Krebsrisiko bei Kindern in
Zusammenhang mit CT-Scans untersucht. Die
z wei bisher g r ös s ten, eine br itische Studie mit
180 000 und eine australische Studie mit
680 000 Kindern, welche einen CT-Scan er –
Tabelle 1: Die wichtigsten bei atomaren Zerfallsprozessen emittierten Strahlungstypen. Da
geladene Teilchen durch ihre Ladung mit den Elektronen von Atomen und Molekülen wechsel –
w ir ken, dr ing t Str ahlung geladener Teilchen im A llgemeinen nicht tief in den Kör p er ein. Um die
Exposition gegenüber ionisierender Strahlung zu messen, werden verschiedene Einheiten und
Konzepte benutzt.
Wichtige Typen ionisierender Strahlung
α -Strahlung
He-Kerne
WR = 20
Eindringtiefe:
<10
2 µ m ß
-Strahlung
Electrons/Positrons
WR = 1
Eindringtiefe:
~ 10
1 mm γ
-Strahlung
Photonen mit sehr hoher Energie
WR = 1
Können den Körper durchdringen
Physikalische Einheiten im Strahlenschutz
Aktivität
Absorbierte Dosis Die Anzahl Zer fälle pro Zeit. Gemessen in Becquerel: 1 Bq = 1 s -1
Absorbierte Dosis ist definiert als absorbierte Energie pro Masse. Sie
wird in Gray gemessen: 1 Gy = 1 J/kg
Berechnete Einheiten
Äquivalente Dosis
Effektive DosisAbsorbierte Dosis um einen Faktor WR multipliziert, um die versch.
Strahlungstypen nach biologischem Schadenspotential zu gewichten.
Gemessen in Sievert: 1 Sv = 1 J/kg
Äquivalente Dosis multipliziert um Faktor
WT, um Empfindlichkeit der
Organe zu beachten. (Wird auch in Sievert angegeben.)
21Der Errinerflrr uso
21Der EinflusodStEe
23
hielten, zeigten überraschend einheitliche
Resultate 7, 8 ). Für Hirntumore wurde die Risi-
koerhöhung auf 2,3 % (95% CI : 1,0 - 4,9%) pro
mGy in Grossbritannien respektive 2,1% (1,4 -
2,9%) pro mGy in Australien geschätzt. Ent -
sprechende Schätzungen für Leukämie waren
3.6% (0.5 -12%) und 3.9% (1.4-7.0 %). Dies
würde nahelegen, dass kumulierte Dosen im
roten Knochenmark von etwa 50 mGy (unge -
f ähr 5 -10 CT- Scans vom Kopf in der br itischen
Studie) und kumulierte Dosen im Hirn von
etwa 60 mGy (2-3 CT-Scans vom Kopf) das
Risiko für Leukämie respektive Hirntumore
verdreifachen könnten. Beide Studien weisen
zudem au f einen klar en A nstieg des dur ch die
Bestrahlung induzierten Krebsrisikos bei jün -
gerem Alter zum Expositionszeitpunkt. Zwei
kleinere Studien in Frankreich und Deutsch -
land deuten ebenfalls auf ein erhöhtes Risiko
durch pädiatrische CT-Scans, jedoch sind die
Konfidenzintervalle breit und vereinbar mit
einem Nulleffekt.
Resultate von Studien zu pädiatrischen CT-
Scans müssen mit Vorsicht interpretiert wer -
den. Hauptsorge ist, dass CT-Scans mögli -
cherweise wegen eines Verdachts auf Krebs
durchgeführt werden könnten («Reverse cau -
sation») oder aber zur Diagnose oder Überwa -
chung einer Erkrankung, die selber krebsbe -
günstigend ist («Confounding by indication»)
9).
In der erwähnten französischen Studie waren
unter Berücksichtigung solcher prädisponie -
render Faktoren die für das Risiko geschätz -
ten Werte kleiner. Ein weiteres Problem dieser
Studien ist die Unsicherheit bei der Rekons -
truktion der erhaltenen Dosen. In Anbetracht
dieser Schwierigkeiten wurde die EPI-CT-
Studie gestartet, ein grosses internationales
Projekt, um die Risiken von pädiatrischen
Patienten mit CT-Behandlung zu untersuchen,
und er s te Result ate wer den bald er war tet . Die
Studie versucht organspezifische Dosen aus
CT-Scans durch verbesserte Methoden zur
Dosisabschätzung zu rekonstruieren und
plant, Daten von über 1 000 000 Patienten in
verschiedenen europäischen Ländern zu er -
fassen ( http://epi-ct.iarc.fr ).
Natürliche Hintergrundstrahlung
Im letzten Jahrzehnt haben mehrere, landes -
weite Studien in Europa, unter anderem in der
Schweiz, den Zusammenhang zwischen natür -
licher Hintergrundstrahlung und Krebs bei
Kindern untersucht. Um genügend grosse
Studienpopulationen zu erhalten, basieren
diese Studien auf nationalen (Kinder- )Krebs -
registern sowie repräsentativen Kontrollgrup -
pen aus nationalen Routinedatensätzen. In
Grossbritannien beispielsweise wurde die
Kontrollgruppe auf Basis von Geburtenregis -
tern zusammengestellt, während in der
Schweizer Studie eine zensusbasierte Kohor -
te verwendet wurde (Swiss National Cohort) .
Diese sogenannten register-basierten Studien
schätzen die Exposition gegenüber natürli -
cher Hintergrundstrahlung (wie Radon oder
terrestrische γ-Strahlung) am Wohnort der
Kinder aufgrund von geografischen Expositi -
onsmodellen, welche auf Basis verschiedener
Messungen im ganzen Land berechnet wer -
den. Dadurch müssen weder für jeden Studi -
enteilnehmer einzelne Messungen noch über
Fragebögen zusätzliche Informationen einge -
holt wer den, was b eides zu einer tiefen Studi -
enbeteiligung und damit möglicher Verzerrun -
gen führen kann.
Die erste dieser Studien wurde in Dänemark
dur chgef ühr t und f and ein er höhtes Risiko f ür
Leukämie bei Personen, welche hohen Radon -
konzentrationen ausgesetzt sind
10 ). Eine g r os -se Studie in Grossbritannien fand später ein
um 12% (95% CI : 3-22%) erhöhtes Risiko für
Leukämie pro mSv kumulierte spezifische
Dosis im Knochenmark durch terrestrischer
γ
-Strahlung, jedoch keine Hinweise für einen
Zusammenhang mit anderen Krebsarten oder
für Radon in Wohngebäuden
11 ). In einer Studie
basierend auf Daten des Schweizer Kinder -
krebsregisters und des Swiss National Cohort
haben wir vergleichbare Resultate gefunden.
Für Radon stellten wir keine Hinweise auf
einen Zusammenhang mit Kinderkrebs fest
12 ),
je doch f anden w ir Hinweise au f einen Zusam -
menhang der Strahlungsdosis aus terrestri -
scher γ- und kosmischer Strahlung mit
Leukämie und Tumoren des zentralen Nerven -
systems
13 ). Für beide dieser Diagnosegruppen
wurde eine Risikosteigerung von 4% (95% CI:
0 -8 %) pro mSv kumulierter effektiver Ganz -
körperdosis geschätzt. Trotz grosser Unsi -
cherheiten zeigen die Risikoeinschätzungen
aus Grossbritannien und der Schweiz für
Leukämie und γ-Strahlung weitgehende Über -
einstimmung mit den Ergebnissen aus Studien
von Überlebenden der Atombombenabwürfe.
Im Gegensatz dazu steht eine kürzlich veröf -
fentlichte grosse Studie aus Frankreich, wel -
che weder für Radon noch für natürliche
Hintergrundstrahlung einen Zusammenhang
mit Leukämie bei Kindern beobachten konn -
te
14 ). Zuletzt zeigte eine Studie in Finnland
Anhaltspunkte für einen Zusammenhang zwi -
schen Leukämie bei Kindern und terrestri -
scher γ- Str ahlung , je do ch nur b ei K inder n von
2-6 Jahren, das Alter in dem die Leukämiein -
zidenz ihr Maximum erreicht
15 ).
Wie die Studien zu CT-Scans haben solche
Studien ihre Einschränkungen. Am wichtigs -
ten sind die vielfältigen Fehlerquellen und
Unsicherheiten beim Schätzen der erhaltenen
Dosis auf Basis der Wohnadresse der Kinder,
wie beispielsweise des selten komplett ver -
fügbaren Adressverlaufs oder Ungenauigkei -
ten bei der Schätzung der Strahlenbelastung
am Wohnort der Kinder. Ebenfalls bestehen
Unsicherheiten bezüglich des Zusammen -
hangs zwischen Alter und Empfindlichkeit
gegenüber Strahlen (die im Laufe der Zeit
erhaltenen Dosen müssten je nach Alter des
Kindes verschieden gewichtet werden) sowie
der Latenzzeit.
Kontamination mit radioaktiven
Stoffen
Bei Nuklearwaffentests während den späten
1950er und frühen 1960er Jahren wurden
beachtliche Mengen radioaktiven Materials
Quelle Typische
DosenIn Jahren natürlicher
Hintergrundstrahlung
Radiotherapie
10 – 100 Gy> 2300 Jahre
Überlebende Atombomben <0,1 – 1 Sv< 20 – 235 Jahre
CT Abdomen 5 – 13 mSv1.3 – 3 Jahre
Natürliche Hintergrundstrahlung CH ~ 4 , 3 m S v/ y1 Jahr
CT Kopf ~ 2 mSv~ 6 Monate
X-ray Brustkorb 0 ,1 m S v1 Woche
Überseeflug 0,06 mSv5 Ta g e
X-ray Extremitäten 0 , 0 01 m S v2 Stunden
Tabelle 2: Typische Strahlenbelastung einiger medizinischer Verfahren, eines Überseefluges
und der Atombombenüberlebenden in Japan im Vergleich zu der in der Schweiz während einem
Jahr durch natürliche Hintergrundstrahlung und Radon erhaltenen Dosis. Quellen: UNSCEAR,
2008
5) und Wakeford, 2013 5)
21Der Errinerflrr uso
21Der EinflusodStEe
24
freigesetzt, welches sich über die Atmosphä-
re verstreut und auf der Erdoberfläche abge -
lagert hat
16 ). Die resultierenden durchschnitt -
lichen Strahlungsdosen der Bevölkerung
erreichten in den frühen 1960er Jahren den
Zenit und waren höher in der Nordhemisphä -
re, wo die meisten Tests stattfanden. Eine
Trendanalyse der A nz ahl von Fällen von Leuk -
ämie bei Kindern auf der Basis von grösseren
Krebsregistern aus verschiedenen Ländern
ergab über diesen Zeitraum keinen namhaften
Anstieg, obwohl eine Studie über eine Häu -
fung in den Skandinavischen Ländern berich -
tete
17 ). Ein erhöhtes Risiko für Schilddrüsen -
krebs oder Leukämie (in jedem Alter) ergab
sich für die Bevölkerungen, welche in der nä -
heren Umgebung der Testgelände höheren
Dosen ausgesetzt waren (Nevada, Marschall
Inseln)
5).
Als Folge des Reaktorunfalls von Tschernobyl
im Jahre 1986 wurden sehr grosse Mengen
radioaktives Material in die Atmosphäre frei -
gesetzt. Dies führte über weite Gebiete zu
einer erhöhten Strahlenbelastung der Bevöl -
kerung, primär durch das kurzlebige radioak -
tive Isotop Iod-131, welches sich bei Einnah -
me über die Nahrung oder die Atmung in der
Schilddrüse akkumuliert, aber auch mit stabi -
leren Isotopen wie Caesium-137, welches
über weite Distanzen transportiert und durch
Niederschläge im Boden abgelagert wurde. In
den stark strahlenbelasteten Gebieten (in der
heutigen Ukraine, Weissrussland und Russ -
land) wurde ein erhöhtes Risiko für Leukämie
festgestellt bei Personen, welche im Alter von
unter 6 Jahren oder noch im Mutterleib expo -
niert waren
5). Obwohl die Schätzungen des
Risikos im Wesentlichen mit den anhand der
Überlebenden der Atombomben entwickelten
Risikomodellen übereinstimmen, gibt es Vor -
behalte bezüglich der Verlässlichkeit der in
dieser Studie ver wendeten Daten. Kein er höh -
tes Risiko für Leukämie bei Kindern wurde für
Gebiete ausserhalb der ehemaligen Sowjet -
union festgestellt. Unter den nicht-evakuier -
ten Einwohnern der kontaminierten Gebiete
in der Ukraine, Weissrussland und Russland,
welche zum Zeitpunkt des Unfalls weniger als
18 Jahren alt waren, werden ungefähr ein
Viertel der im Zeitraum 2001-2008 beobach -
teten Fälle von Schilddrüsenkrebs auf die
Strahlenbelastung zurückgeführt
18 ).
Im Jahre 2011 verursachte das Erdbeben und
der folgende Tsunami in Ost-Japan Schäden
am Kernkraftwerk von Fukushima-Daiichi,
worauf beträchtliche Mengen radioaktiven Materials freigesetzt wurden. Verglichen mit
Tschernobyl waren die von der Bevölkerung
erhaltenen Strahlendosen viel kleiner. Ein
Programm zur Überwachung der Gesundheit
der lokalen Bevölkerung wurde initiiert. Die
-
ses umfasst eine Befragung zur Gesundheit
und die Untersuchung sämtlicher Einwohner
der Evakuierungszonen sowie wiederholte
Ultraschall-Untersuchungen der Schilddrüsen
aller Kinder, welche zum Zeitpunkt des Un -
glücks 18 Jahr e alt o der jünger war en und soll
mindestens für die nächsten 30 Jahre fortge -
führt werden. Zwei Untersuchungsrunden
sind abgeschlossen und die Ergebnisse führ -
ten keinen Zusammenhang zwischen der
Prävalenz von Schilddrüsenkrebserkrankun -
gen und dem Expositionslevel zu Tage. Die
Prävalenz war im Allgemeinen höher als er -
wartet, aber dies wurde dem «Screening ef-
fect» der Untersuchungen zugeschrieben
19 ).
Die Kohorte ist jedoch noch zu jung für
Schlussfolgerungen, da die Gesundheitsfol -
gen auch noch in Zukunft auftreten können.
Kernkraftwerke
Beachtliche Aufmerksamkeit kommt der Fra -
ge nach dem Risiko von Leukämie b ei K inder n
im Umfeld von Atomkraftwerken und anderen
nuklearen Einrichtungen zu
20 ). Entfacht wor -
den war dieses Interesse hauptsächlich durch
Berichte über Leukämie-Häufungen in der
Umgebung solcher Anlagen, in erster Linie
dem Leukämie Clus ter in Seasc ale in der Nähe
der nuklearen Wiederaufbereitungsanlage in Sellafield in Nordengland. Eingehende Unter
-
suchungen vermochten diese Cluster jedoch
nicht der radioaktiven Belastung durch diese
Anlagen zuzuschreiben. Im normalen Betrieb
machen die von der Bevölkerung in der Um -
gebung von AKWs aufgrund des Austritts von
Radionukliden zusätzlich absorbierten Dosen
nur einen Bruchteil der Belastung durch die
natürliche Hintergrundstrahlung aus. Einige
Studien, welche die Inzidenz von Kinderkrebs
in der Umgebung von AKWs untersuchten,
fanden ein erhöhtes Risiko, allen voran die
deutsche KIKK-Studie, welche für unter 5-jäh -
rige Kinder ein doppelt so hohes Risiko im
Umkreis von 5 km um AKWs herum fand. Für
diese Ergebnisse gibt es jedoch noch keine
Erklärung
21 ). In einer Studie in der Schweiz
(CANUPIS-Studie) fanden wir wenig Hinweise
für ein erhöhtes Risiko in der Nähe von
AKWs
22).
Exposition gegenüber ionisierender
Strahlung – Situation in der Schweiz
Die Anteile der verschiedenen Strahlungs -
quellen zur Exposition der Wohnbevölkerung
in der Schweiz sind in Abbildung 1 dargestellt.
Radon: Die höchste Dosis von ungefähr 3,2
mSv/y erhält die Schweizer Bevölkerung
durch Radon in Wohnräumen
23 ). Die durch -
schnittlichen Radonkonzentrationen variieren
stark zwischen den verschiedenen Regionen
(Abbildung 2.B) . Noch entscheidender für die
Radonkonzentration in Wohnräumen sind die
Abbildung 1: Die Strahlungsbelastung in der Schweiz auf Basis von Zahlen des aktuellen Be -
richts vom Bundesamt für Gesundheit, Sektion Umweltradioaktivität. Die Anteile verschiedener
medizinischer Expositionen basieren auf Zahlen aus Coultre, 2015
24 ).
21Der Errinerflrr uso
21Der EinflusodStEe
25
Eigenschaften der Gebäude sowie Gewohn-
heiten beim Heizen, bei der Klimatisierung
und beim Lüften. Da Radon ein α-Strahler ist,
welcher nicht tief ins Gewebe eindringt, wird
der grösste Anteil der Dosis durch die Lunge
und Haut absorbiert. Radon ist nach dem
Rauchen die zweitwichtigste Ursache für
Lungenkrebs.
Terrestrische und kosmische Strahlung: Auf -
grund der komplexen Geologie und Topologie
der Schweiz variieren die Dosisleistungen von
terrestrischer und kosmischer Strahlung sehr
stark. Aufgrund der dünner werdenden schüt -
zenden Atmosphäre steigt die Dosisleistung
von kosmischer Strahlung auf der Erdoberflä -
che mit zunehmender Höhe an und erreicht
bei Flugreisen ein beachtliches Niveau. Die
terrestrische Strahlung hängt vornehmlich
von der Konzentration radioaktiver Isotope in
der obersten Bodenschicht ab. Durchschnitt -
lich erhaltene Dosen der Schweizer Bevölke -
r ung sind 0,4 mSv/y an kosmischer Str ahlung
und 0,35 mSv/y an terrestrischer Strah -
lung
23 ). γ-Strahlung von Radionukliden im
Boden als Folge von Atomwaffentests und
dem Reaktorunglück von Tschernobyl spielen
dabei eine vernachlässigbare Rolle.
Nahrungsaufnahme: Die Einnahme von radio -
aktiven Isotopen über die Nahrung trägt un -
gefähr 0,35 mSv/y zur erhaltenen Dosis bei.
Mit 0,2 mSv/y stammt dabei der höchste
Anteil von Kalium-40. Menschgemachte Iso -tope sind nur von untergeordneter Bedeutung.
Die häufigsten, Strontium-90 und Caesi
-
um-137, sind für weniger als 0.01 mSv/y ver -
antwortlich
23 ).
Medizinische Diagnostik: Zusammen mit Ra -
don und natürlicher Hintergrundstrahlung ist
die medizinische Diagnostik eine der Haupt -
quellen für die Strahlenbelastung in der
Schweiz. Zwischen 2008 und 2013 stieg die
Exposition gegenüber ionisierender Strahlung
aufgrund von medizinischer Diagnostik um
geschätzte 17% an
24 ). Im Jahr 2013 lag die
durchschnittlich pro Person in der Schweiz
erhaltene Dosis bei 1,4 mSv/y
23 ). Dieser
Durchschnittswert ist jedoch etwas irrefüh -
r end , da mehr als z wei Dr it tel der B evölker ung
nur einer marginalen Belastung ausgesetzt
sind, währenddessen ein kleiner Prozentsatz
der Bevölkerung ein Vielfaches der Durch -
schnittsdosis erhält. Den grössten Anteil an
der Strahlenbelastung im medizinischen Um -
feld machen mit ungefähr 70 % die CT-Scans
aus.
Schlussfolgerungen
Es ist unbestritten, dass die Exposition gegen -
über ionisierender Strahlung beim Menschen
Krebs verursachen kann. Die wissenschaftli -
che Faktengrundlage, um dieses Risiko zu
quantifizieren, stammt grösstenteils nach wie
vor aus Studien von relativ kleinen Populatio -
nen, welche Dosen weit über der gewöhnli -
chen Strahlenbelastung ausgesetzt waren.
Abbildung 2: A) Karte der terrestrischen und kosmischen Hintergrundstrahlung in der Schweiz basierend auf einem Modell von Rybach et al.
2002
26). B) Radonkarte der Schweiz. Angegeben ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gebäude den Referenzwert von 300 Bq/m 3 überschreitet.
Quelle: Bundesamt für Gesundheit Diese Studien zeigen, dass Kinder gegenüber
Strahlenbelastung empfindlicher sind als Er
-
wachsene. Schätzungen des mit der Expositi -
on gegenüber niedrigen Dosen verbundenen
Krebsrisikos stützen sich gemeinhin auf Ext -
rapolation der Standard Risikomodelle, wel -
che basierend auf den Studien zu den Überle -
benden der Atombomben berechnet wurden.
Direkte epidemiologische Evidenz zum Krebs -
risiko von niedrigen Dosen ist schwieriger zu
erlangen, da grosse Studienpopulation erfor -
derlich sind und die Exposition schwierig ab -
zuschätzen ist. Neuere Kohortenstudien zu
CT-Scans bei Kindern fanden Erhöhungen des
Krebsrisikos, welche mit den Standard Risiko -
modellen im Wesentlichen übereinstimmen.
Studien über den Zusammenhang zwischen
natürlicher Hintergrundstrahlung sowie Ra -
don und Krebs bei Kindern zeigen ein weniger
klares Bild mit inkohärenten Resultaten be -
treffend potentieller Krebsrisiken.
Das grösste Risiko für die Allgemeinbevölke -
rung betreffend ionisierender Strahlung ist
Radon in Wohnräumen, welches für mehr als
50 % der durchschnittlich erhaltenen Dosis in
der Schweiz verantwortlich ist. Neue Regula -
tionen und eine Kampagne des Bundesamtes
für Gesundheit versuchen, dem «Radon-Pro -
blem» entgegenzuwirken, mit dem Ziel, das
Aktivitätsniveau in Häusern überall unter 300
Bq/m
3 zu senken (Radonaktionsplan 2012-
2020). Ungefähr ein Viertel der jährlichen
21Der Errinerflrr uso
21Der EinflusodStEe
26
durchschnittlichen Dosis in der Schweiz
stammt aus der diagnostischen Radiologie,
g r ös s tenteils aus CT- Scans. In A nb etr acht der
erhöhten Empfindlichkeit von Kindern gegen-
über ionisierender Strahlung ist die Regel
unnötige Strahlungsbelastungen zu vermei -
den, in der Pädiatrie besonders wichtig.
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Korrespondenzadresse
ben.spycher@ispm.unibe.ch
Die Autoren haben keine finanzielle Unterstützung und
keine anderen Interessenskonflikte im Zusammenhang mit
diesem Beitrag deklariert.
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Autoren/Autorinnen
Antonella Mazzei-Abba Christophe L. Folly Ben D. Spycher