Strahlenbelastung bei Flügen
TrackYourDose berechnet die Dosis auf einem Flug mittels der von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) veröffentlichten Funktionen [1] und beruht daher auf Messwerten, die auf die Primärnormale der PTB rückführbar sind. Die Berechnungen gelten für „normale“ Bedingungen der Sonne, d.h. es wird nur die Sonnenaktivität über die Jahre berücksichtigt. Damit steht TrackYourDose im Einklang mit den zurzeit in Deutschland zugelassenen Rechenprogrammen zur Ermittlung der Strahlenexposition für das fliegende Personal. Ein Vergleich der zugelassenen Rechenprogramme mit allen existierenden wurde von EURADOS durchgeführt und im EURADOS Report 2012-03 [2] veröffentlicht.
Die Strahlendosis bei Flügen hängt hauptsächlich von der Flugroute, d.h. Flughöhe und geographischer Breite, und zu einem geringeren Maß von der Sonnenaktivität ab. Die Sonnenaktivität bezeichnet die zyklische Veränderung des Sonnenwindes (11-Jahres Zyklus), der zu einem sich veränderten Teilchenfluss kosmischer Strahlung in die Erdatmosphäre führt.
TrackYourDose verwendet die Messdaten des Neutronenmonitors der Universität Oulu in Finnland, welche als Zählrate in „counts per minute“ angegeben wird. Am 01.01.2015 betrug die durchschnittliche Zählrate 5848 counts/min. An Tagen mit hoher Zählrate kann dieser Wert sich um bis zu etwa 40 % ändern. Zum Beispiel am 15.09.2007 war die Zählrate 6693 counts/min.
Die folgenden Abbildungen vergleichen die mit TrackYourDose berechnete Strahlendosen (Routendosis) mit allen im EURADOS Report 2012-03 [2] veröffentlichen Werten jeweils für geringe Sonnenaktivität („solar minimum“) und hohe Sonnenaktivität („solar maximum“). Mit TrackYourDose werden auf den in diesem Bericht angegebenen Routen vergleichbare Routendosen berechnet, welche innerhalb der im Bericht angegebenen Schwankungsbreite liegen.
Ein typische Strahlendosis für einen Flug von Paris (Charles de Gaulle International Airport (CDG)) nach San Francisco (San Francisco International Airport (SFO)) am 01.01.2015 beträgt etwa 0,049 mSv. Bei erhöhter Sonnenaktivität wie am 15.09.2007 erhöht sich dieser Wert auf 0,064 mSv.
Weiterführende Informationen sind in folgenden Veröffentlichungen verfügbar:
[1] F. Wissmann, M. Reginatto, and T. Möller, “The ambient dose equivalent at flight altitudes: a fit to a large set of data using a Bayesian approach,” J. Radiol. Prot. 30 (3), 513–524 (2010).
[2] EURADOS Report 2012-03 (Comparison of Codes Assessing Radiation Exposure of Aircraft Crew due to Galactic Cosmic Radiation): http://www.eurados.org/en/Documents_Publications.
Natürliche Strahlenbelastung
Die natürliche Strahlenbelastung auf der Erde ergibt sich aus der Exposition durch kosmischen Strahlung in der Atmosphäre („Höhenstrahlung“), der terrestrischen Strahlung, sowie der Expositionen auf Grund der Nahrungsaufnahme (Ingestion) und Atmung (Inhalation). TrackYourDose berechnet diese Komponenten unabhängig voneinander.
Die kosmische Strahlung wird in der oberen Atmosphäre durch die eindringende galaktische kosmische Strahlung erzeugt und besteht in Flughöhen aus Photonen, Elektronen bzw. Positronen, Myonen und Neutronen und zu einem geringen Teil aus Protonen. Sie hängt fast ausschließlich von der barometrischen Höhe des Standortes ab. So ist sie der Erdoberfläche etwa um einen Faktor 100 geringer als in typischen Flughöhen. TrackYourDose berechnet die Strahlendosis durch kosmische Strahlung am eingegebenen Wohnort bzw. an kurzfristigen Aufenthaltsorten anhand der per GPS ermittelten Höhe. Die kosmische Strahlung auf Meereshöhe beträgt ca. 0,3 mSv/a.
Die Strahlendosis durch terrestrische Strahlen ist ortsabhängig und ist in TrackYourDose als Datenbank hinterlegt, welche auf öffentlich verfügbaren Messdaten basiert. Bei Eingabe eines neuen Aufenthaltsortes wird anhand des per GPS ermittelten Standorts der nächstgelegene Datenpunkt verwendet. Sollten keine Messpunkte in unmittelbarer Nähe vorhanden sein, wird ein Mittelwert aus allen im Umkreis liegenden Messpunkten gebildet. Derzeit enthält TrackYourDose Karten der Verteilung der terrestrischen Strahlung von Deutschland und den USA. Für alle anderen Länder wird ein weltweiter Mittelwert verwendet.
Datenquelle für die terrestrische Strahlung in Deutschland ist das Radioaktivitätsmessnetz des Bundesamtes für Strahlenschutz, welches aus etwa 1800 Messstationen besteht. TrackYourDose verwendet derzeit die Jahresmittelwerte von 2014 (TrackYourDose 1.2). Die Jahresdosis durch terrestrische Strahlung in Deutschland liegt für alle Messstationen zwischen 0,08 mSv/a und 1,22 mSv/a. Der mittlere Wert für Deutschland beträgt 0,48 mSv/a.
Eine Karte mit tagesaktuellen Strahlungswerten ist auf http://odlinfo.bfs.de/ abrufbar. Bitte beachte dass die dort gezeigten Daten in µSv/h (0,001 mSv/h) dargestellt werden und sowohl die terrestrische als auch die kosmische Strahlung enthalten.
Die terrestrischen Strahlungsdaten für die USA basieren auf von U.S. Geological Survey im USGS Open-File Report 2005-1413 (Terrestrial Radioactivity and Gamma-ray Exposure in the United States and Canada) veröffentlichten Daten, bei welchem die terrestrische Strahlungsexposition mittels luftgestützter Gammastrahlenmessung erfasst wurden. Der USGS Bericht ist auf http://pubs.usgs.gov/of/2005/1413/ zugänglich.
Die Strahlenexpositionen durch Ingestion und Inhalation sind in TrackYourDose als mittlere Werte verschiedener Länder berücksichtigt, da hierfür nur statistische Mittelwerte existieren. Diese Werte sind allerdings abhängig von der persönlichen Umgebung und Lebensweise.
Übrigens: TrackYourDose achtet darauf, dass die natürliche Strahlendosis nicht doppelt berechnet wird. Die Strahlendosis am Wohnort wird nicht für den Zeitraum berechnet, solange du einen anderen kurzfristigen Aufenthalt eingegeben hast.
Strahlenbelastung durch medizinische Untersuchung
Computertomographie (CT) und klassische Röntgenuntersuchungen verursachen eine Strahlenbelastung durch die ionisierende Röntgenstrahlung. Die Höhe der Dosis hängt dabei von der untersuchten Körperregion, sowie der Dauer und Intensität der Strahlenexposition ab. TrackYourDose verwendet veröffentlichte Mittelwerte [3-5] zur Berechnung der Strahlendosen. Die realen Werte können davon abweichen, da die Strahlendosen je nach Gerätehersteller und –typ, sowie von individuellen und medizinischen Faktoren abhängen.
Die Inhalte in dieser App dienen lediglich zu Informationszwecken und ersetzen in keinem Falle eine persönliche Beratung, Untersuchung oder Diagnose durch einen Arzt.
Weiterführende Informationen finden sich in folgenden Publikationen:
[3] F. A. Mettler, W. Huda, T. T. Yoshizumi, and M. Mahesh, “Effective Doses in Radiology and Diagnostic Nuclear Medicine: A Catalog,” Radiology 248(1), 254–263 (2008). http://radiology.rsna.org/content/248/1/254.long.
[4] Health Physics Society, “Radiation Exposure from Medical Exams and Procedures,” January 2010. https://hps.org/documents/Medical_Exposures_Fact_Sheet.pdf.
[5] Bundesamt für Strahlenschutz.
Strahlenbelastung durch Rauchen
Rauchen führt, neben den bekannten Wirkungen wie Gefäßverengungen und chronischer Bronchitis, zu einer radioaktiven Belastung der Lunge. Die Strahlenbelastung pro Zigarette hängt vom Rauchverhalten und der Zusammensetzung der Tabaksorte ab.
In TrackYourDose ist es möglich das persönliche Rauchverhalten einzugeben. Die Abfrage des täglichen Zigarettenkonsums erfolgt beim ersten Start der App und kann später in den Einstellungen verändert werden. Ändert sich das persönliche Rauchverhalten, wird es ab dem Tag der Änderung übernommen.
Die erhaltene Strahlendosis pro Zigarette ist in TrackYourDose als konstanter Wert hinterlegt. Das Rauchen von 20 Zigaretten täglich verursacht eine Strahlendosis von etwa 0,3 mSv/a. Dieser Wert wurde als mittlerer Wert aus verschiedenen Veröffentlichungen abgeschätzt [6-12].
Weiterführende Informationen sind in folgenden Veröffentlichungen verfügbar:
[6] NCRP Report No. 095 - Radiation Exposure of the U.S. Population from Consumer Products and Miscellaneous Sources (Supersedes NCRP Report No. 56) (National Council on Radiation Protection and Measurements, Bethesda, Md., 1987-c1989).
[7] H. S. Karagueuzian, C. White, J. Sayre, and A. Norman, “Cigarette smoke radioactivity and lung cancer risk,” Nicotine & tobacco research : official journal of the Society for Research on Nicotine and Tobacco 14 (1), 79–90 (2012).
[8] C. Papastefanou, “Radiation dose from cigarette tobacco,” Radiation Protection Dosimetry 123 (1), 68–73 (2007).
[9] C. Papastefanou, “Radioactivity of Tobacco Leaves and Radiation Dose Induced from Smoking,” IJERPH 6 (2), 558–567 (2009).
[10] A. Sakoda, K. Fukao, A. Kawabe, T. Kataoka, K. Hanamoto, and K. Yamaoka, “Radioactivity of 210Pb in Japanese cigarettes and radiation dose from smoking inhalation,” Radiation Protection Dosimetry 150 (1), 109–113 (2012).
[11] B. Skwarzec, J. Ulatowski, D. I. Struminska, and A. Bory?o, “Inhalation of 210Po and 210Pb from cigarette smoking in Poland,” Journal of Environmental Radioactivity 57 (3), 221–230 (2001).
[12] Tahir, S N A and A. S. Alaamer, “PB-210 concentrations in cigarettes tobaccos and radiation doses to the smokers,” Radiation Protection Dosimetry 130 (3), 389–391 (2008).
Durchschnittliche Strahlendosis
Das folgende Diagramm zeigt die mittlere Strahlenbelastung eines Durchschnittsbürgers in Deutschland. Die natürlichen Strahlenquellen machen etwa 2.1 mSv/a der jährlichen Strahlenbelastung aus. Hinzu kommen etwa 1.9 mSv/a durch medizinische Untersuchungen.
Quelle: Bundesamt für Strahlenschutz, Parlamentsbericht 2012.
