Becquerel, Gray, Sievert: Strahlenwerte in Nachrichten lesen

Vier Einheiten, vier verschiedene Fragen

Ionisierende Strahlung kannst du nicht sehen, hören, fühlen oder schmecken – man kann sie nur messen. Je nachdem, was man wissen will, misst man aber ganz verschiedene Dinge. Darum gibt es mehrere Einheiten, und jede beantwortet eine eigene Frage.

Becquerel fragt: Wie viele Atomkerne zerfallen in einem Stoff pro Sekunde? Gray fragt: Wie viel Energie hat die Strahlung in einem Kilogramm Material oder Gewebe abgegeben? Sievert fragt: Wie stark ist diese Dosis für den Menschen zu gewichten? Und eine Angabe pro Stunde, etwa Mikrosievert pro Stunde, fragt: Wie viel Dosis kommt in einer bestimmten Zeit zusammen?

Diese vier Fragen hängen zusammen, sind aber nicht dasselbe. Wer eine Zahl in Becquerel neben eine Zahl in Mikrosievert pro Stunde stellt, vergleicht zwei verschiedene Größen: Die eine beschreibt, wie viel in einem Stoff zerfällt, die andere, wie viel Dosis an einem Ort in einer Stunde zusammenkommt. Ohne weitere Angaben, etwa welches Radionuklid gemeint ist, lässt sich das eine nicht in das andere übersetzen.

Becquerel: wie viel in einem Stoff zerfällt

Das Becquerel, kurz Bq, ist die Einheit der Aktivität eines radioaktiven Stoffes. Laut Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) entspricht 1 Becquerel einem Zerfall pro Sekunde. Weil ein Becquerel nur einen einzigen Zerfall zählt, ergeben sich bei Messungen schnell große Zahlen. Eine große Becquerel-Zahl allein sagt deshalb noch wenig.

Meist steht die Aktivität mit einem Bezug da. Das BfS nennt drei übliche Formen: bezogen auf die Masse, etwa in Becquerel pro Kilogramm oder pro Gramm; bezogen auf das Volumen, etwa in Becquerel pro Liter oder pro Kubikmeter; und bezogen auf eine Fläche, etwa in Becquerel pro Quadratmeter. 600 Bq/kg heißt also: In einem Kilogramm dieses Stoffes zerfallen 600 Atomkerne pro Sekunde.

Dazu gehört immer die Frage, welcher Stoff zerfällt. Das BfS schreibt dazu deutlich: Wird die Aktivität ohne Bezug auf Masse, Volumen oder Fläche und ohne das Radionuklid angegeben, lässt sich keine Aussage über die Strahlenexposition treffen. Eine Becquerel-Zahl beschreibt den Stoff – nicht, was er bei einem Menschen bewirkt. Wie aus Becquerel-Werten in Lebensmitteln eine Dosis abgeschätzt wird, zeigt der Artikel über Pilze und ihre Gefahren an einem Beispiel des BfS.

Gray: wie viel Energie ankommt

Gray, kurz Gy, ist die Einheit der Energiedosis. Sie beschreibt, wie viel Energie ionisierende Strahlung auf ein Kilogramm eines Materials, eines Gewebes oder eines Organs überträgt. Laut BfS entspricht 1 Gray einer aufgenommenen Energie von 1 Joule pro Kilogramm.

Gray ist damit eine rein physikalische Größe. Sie sagt, wie viel Energie angekommen ist, aber nicht, wie unterschiedlich verschiedene Strahlungsarten im Körper wirken. Genau hier setzt die nächste Einheit an.

Ein Gray ist laut BfS bereits eine sehr hohe Dosis. Deshalb arbeitet man im Strahlenschutz meist mit Bruchteilen wie Milligray oder Mikrogray.

Sievert: die gewichtete Dosis

Verschiedene Strahlungsarten können bei gleicher Energiedosis verschieden starke Wirkungen im Körper hervorrufen. Das berücksichtigt laut BfS die Äquivalentdosis mit der Einheit Sievert, kurz Sv. Dafür wird die Energiedosis mit einem Strahlungs-Wichtungsfaktor multipliziert. Nach der Strahlenschutzverordnung beträgt er für Photonen – also Gamma- und Röntgenstrahlung – und für Elektronen, aus denen Betastrahlung meist besteht, jeweils 1. Für Alphateilchen beträgt er 20, für Neutronen hängt er von ihrer Energie ab. Warum etwa Alphastrahlung im Körper anders wirkt als Gammastrahlung, erklärt der Artikel über Strahlungsarten und Abschirmung.

Sievert ist außerdem die Einheit der effektiven Dosis. Sie geht einen Schritt weiter und berücksichtigt zusätzlich, dass Organe und Gewebe unterschiedlich empfindlich sind – die Haut etwa ist laut BfS weniger empfindlich als verschiedene innere Organe. Dafür werden die Äquivalentdosen einzelner Organe mit eigenen Gewebe-Wichtungsfaktoren gewichtet und zusammengezählt. Die effektive Dosis dient im Strahlenschutz dazu, das Risiko für Spätfolgen wie Krebs zu bewerten. Eine persönliche Einschätzung ersetzt sie nicht; die gehört zu Ärztinnen und Ärzten.

Der Faktor 1 betrifft also nur den ersten Schritt, die Äquivalentdosis: Bei Gammastrahlung entspricht eine Energiedosis von 1 Gray laut BfS einer Äquivalentdosis von 1 Sievert. Eine effektive Dosis folgt daraus nicht automatisch, denn für sie kommt die Gewichtung der Organe hinzu. Gray und Sievert sind deshalb keine austauschbaren Wörter für dieselbe Zahl.

Milli, Mikro, Nano: die Vorsilben

Weil ein Sievert oder ein Gray schon eine sehr hohe Dosis ist, verwendet man laut BfS in der Praxis meist Bruchteile. Die Vorsilben funktionieren wie bei Meter und Millimeter: Jede Stufe ist tausendmal kleiner als die vorige.

Mehr musst du nicht rechnen. Wichtig ist nur, beim Lesen genau hinzuschauen: Ein „m“ und ein „µ“ unterscheiden sich um den Faktor 1.000. Zum Beispiel sind 2,1 Millisievert dasselbe wie 2.100 Mikrosievert. In Meldungen geht dieser Unterschied leicht verloren, besonders wenn das Zeichen µ in einem Text als „u“ erscheint.

• 1 Sievert (Sv) = 1.000 Millisievert (mSv)
• 1 Millisievert (mSv) = 1.000 Mikrosievert (µSv)
• 1 Mikrosievert (µSv) = 1.000 Nanosievert (nSv)
• Für Gray gilt dasselbe: Gray, Milligray, Mikrogray, Nanogray

Pro Stunde oder pro Jahr: die Dosisleistung

Wird die Dosis auf eine Stunde bezogen, spricht man laut BfS von Dosisleistung. Sie ist ein Maß dafür, wie intensiv die Strahlung gerade ist. Das BfS hält eine Anzeige in Mikrosievert pro Stunde, kurz µSv/h, für sinnvoll, weil sich Ergebnisse so leichter vergleichen lassen. Oft bezieht man eine Dosis auch auf ein Jahr, weil viele Grenzwerte im Strahlenschutz Jahresdosiswerte sind.

Das BfS betreibt ein Messnetz aus 1.700 festen Messstellen, die die Gamma-Ortsdosisleistung messen – also die Gammastrahlung, die an einem festen Ort von außen einwirkt. Die Sonde steht in der Regel einen Meter über Grasboden. Die natürliche Ortsdosisleistung bewegt sich in Deutschland laut BfS je nach örtlichen Gegebenheiten zwischen 0,05 und 0,2 Mikrosievert pro Stunde. In Gegenden mit alten Gesteinen wie Granit, etwa im Schwarzwald oder im Erzgebirge, ist die Bodenstrahlung höher als in Norddeutschland.

Davon zu unterscheiden ist eine Jahresdosis. Die gesamte natürliche Strahlenexposition, genauer die effektive Dosis einer Einzelperson, beträgt in Deutschland laut BfS durchschnittlich 2,1 Millisievert im Jahr – je nach Wohnort, Ernährungs- und Lebensgewohnheiten zwischen 1 und 10 Millisievert. Das ist eine andere Größe als die Ortsdosisleistung: Sie beschreibt die gesamte natürliche Strahlenexposition eines Menschen, nicht nur die Gammastrahlung an einem Messpunkt.

Strahlenwerte in Nachrichten richtig lesen

Ein Anstieg von Messwerten kann laut BfS grundsätzlich einen Anstieg der Strahlungsintensität bedeuten. Messwerte schwanken aber auch natürlich. Wenn Regen radioaktive Folgeprodukte des natürlichen Gases Radon aus der Luft wäscht, steigt die Ortsdosisleistung kurzzeitig bis auf etwa das Dreifache des natürlichen Pegels. Solche wetterbedingten Erhöhungen bedeuten laut BfS keine Gefahr. Eine geschlossene Schneedecke senkt die Werte dagegen, weil sie die Bodenstrahlung teilweise abschirmt.

Auch private Messungen gehören eingeordnet. Laut BfS können sie mit einfachen Geräten maximal einen groben Anhaltspunkt geben. Vergleichen lassen sich Messwerte nur, wenn am selben Ort, in der gleichen Messanordnung – also mit gleichem Abstand und gleicher Abschirmung – und mit einem vergleichbaren Gerät gemessen wurde. Aus einer einzigen Messung einer Strahlungsart lässt sich nicht auf die gesamte Strahlung an einem Ort schließen. Die Werte seines Messnetzes veröffentlicht das BfS auf der Seite ODL-Info.

Wenn dich eine Zahl beunruhigt, helfen ein paar ruhige Prüffragen. Gegen zugespitzte Meldungen hilft zusätzlich der Artikel zu Desinformation in Krisen. Was bei einem echten Ereignis zu tun ist, sagen die Behörden; die Hintergründe zum Notfallschutz stehen im Artikel zum Unfall im Kernkraftwerk.

• Welche Einheit steht da – Bq, Gy, Sv oder µSv/h?
• Worauf bezieht sie sich – pro Kilogramm, Liter, Quadratmeter, Stunde oder Jahr?
• Steht m für Milli oder µ für Mikro – stimmt der Faktor 1.000?
• Welcher Stoff ist gemeint, und wo genau wurde gemessen?
• Womit wird verglichen – mit einem Wert derselben Größe unter gleichen Bedingungen?
• Wer hat gemessen – ein qualitätsgesichertes Messnetz oder ein einfaches Privatgerät?