4 Meereschemie 
232 
System Nordsee 
Tafel 4-8: Radioaktivität 
Radioaktivität ist die Eigenschaft gewisser Elemente, genauer der Atomkerne instabiler Isotope, sich ohne 
äußere Einwirkung unter Aussendung einer charakteristischen Strahlung solange umzuwandeln, bis ein sta 
biler Endkern entsteht. Bel der Umwandlung (o. a. Zerfall) der Radioisotope ändert sich die Zusammenset 
zung (Tellchenstrahlung, z. B. a- oder ß-Strahlung) oder der Energiezustand des Kerns (y-Strahlung); diese 
ionisierenden Strahlungsarten unterscheiden sich u. a. hinsichtlich Ihrer Durchdringungsfähigkeit und 
Strahlenwirkung. 
Die meisten der über 40 bekannten natürlichen Radionuklide zählen zu den schwersten Elementen (Ord 
nungszahlen 81 bis 92), von denen nur Uran (92) und Thorium (90) in größeren Mengen in der Natur Vorkom 
men. Sie lassen sich weiter in primordiale und kosmogene Nuklide unterteilen. Die primordialen Isotope sind 
mit dem Weltall entstanden und aufgrund extrem langer Halbwertszeiten noch nicht zerfallen. Zu diesen ge 
hören Kalium-40, Rubidium-87 sowie die Mutternuklide Uran-238, Uran-235, Thorium-232 mit den Zwi 
schenprodukten 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 
oderC-14, entstehen auch durch natürliche Prozesse. Inzwischen sind weit über 2000 künstliche Radionukli 
de bekannt. 
Niederschlagsraten sind ein Maß für die In einem ZeltintervalI anfallende Regenmenge, aus der sich nicht 
ohne weiteres ergibt, wie nass der Durchschnittsmensch wird. Genauso wenig sind die gemessenen Zerfalls 
raten (Bq) der verschiedenen Radionuklide mit der Strahlenwirkung und daraus resultierenden Belastung 
biologischer Systeme gleichzusetzen. Die Strahlenwirkung hängt zunächst von der vom Gewebe absorbier 
ten Energie - der Energiedosis - ab, die in J/kg oder Gray (Gy) angegeben wird. Da die verschiedenen Strah 
lungsarten bei gleicher Energiedosis unterschiedliche Wirkungen zeigen, wurden von der Internationalen 
Strahlenschutzkommission (ICRP) aus strahlenepidemiologischen Untersuchungen abgeleitete Strahlungs 
wichtungsfaktoren festgelegt. Ferner wurden Gewebewichtungsfaktoren eingeführt, welche die unter 
schiedliche Strahlenempflndllchkelt der verschiedenen Organe und Gewebe berücksichtigen. Diese dimen 
sionslosen Dosisfaktoren werden mit der Energiedosis zur effektiven Dosis verknüpft, die (zur Unterschei 
dung 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 4 mSvim Jahr. Diese Dosis stammt etwa jeweils zur Hälfte aus der natürlichen und der 
medizinischen Strahlenexposltlon, Insbesondere aus der Röntgendiagnostik (Koelzer 2006). Zur effektiven 
Dosis aus allen natürlichen Strahlungsquellen trägt die innere Strahlenexposition 1.4 mSv bei, die zu etwa 
75 % durch Radon-222 und Radon-220 und insbesondere deren kurzlebige Folgeprodukte und zu 1/8 durch 
Kalium-40 verursacht wird. Demgegenüber beträgt die Gesamtaktivität des Standardmenschen 9000 Bq 
und ergibt sich zu über 95 % aus den Zerfallsraten von K-40 (4200 Bq), Be-7 (3800 Bq) und Rb-87 (650 Bq) 
(Volkmer 2005). Die Aktivität der Rn-Isotope und Ihrer Zerfallsprodukte, welche den Hauptbeitrag zur Dosis 
leisten, ist hingegen mit Insgesamt 45 Bq verschwindend gering. 
sentang oder Sägezahntang, aber auch Hummer an, während der Anreicherungsfak 
tor für das dosisrelevante Nuklid 137 Cs (Halbwertszeit 30 Jahre) in Meeresfischen nur 
etwa 100 beträgt (IAEA 1985, Aarkrog et al. 1994, Nies und Kanisch 2002). Tritium 
hingegen, das auch auf natürliche Weise durch kosmische Höhenstrahlung entsteht, 
wird in Biota praktisch nicht angereichert. 
Die Überwachung künstlicher Radioaktivität durch das BSH erstreckt sich in der Nord 
see seit Jahren schwerpunktmäßig auf die Nuklide Tritium, 99 Tc, 137 Cs, 90 Sr und eini 
ge Transurane 1 ( 238 Pu, ( 239+24 °)p u , 241 Am und 244 Cm) (Nies und Herrmann 2005). 
7. Transurane stehen im Periodensystem oberhalb des schwersten natürlichen Elements - g2 Uran.