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Strahlenschutz in der Raumfahrt

Am 24. und 25. Februar 2011 tagt ein Expertengremium der Internationalen Strahlenschutzkommission an der Technischen Universität Wien.

Aufgrund der hohen Ionisationsdichte kann kosmische Strahlung die Stränge der DNA aufbrechen und Gene schädigen. (Copyright NASA)

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Aufgrund der hohen Ionisationsdichte kann kosmische Strahlung die Stränge der DNA aufbrechen und Gene schädigen. (Copyright NASA)

Aufgrund der hohen Ionisationsdichte kann kosmische Strahlung die Stränge der DNA aufbrechen und Gene schädigen.

Aufgrund der hohen Ionisationsdichte kann kosmische Strahlung die Stränge der DNA aufbrechen und Gene schädigen.

RaumfahrerInnen sind auf ihren Missionen einem beträchtlichen Ausmaß an kosmischer Strahlung ausgesetzt. (Copyright NASA)

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RaumfahrerInnen sind auf ihren Missionen einem beträchtlichen Ausmaß an kosmischer Strahlung ausgesetzt. (Copyright NASA)

RaumfahrerInnen sind auf ihren Missionen einem beträchtlichen Ausmaß an kosmischer Strahlung ausgesetzt.

RaumfahrerInnen sind auf ihren Missionen einem beträchtlichen Ausmaß an kosmischer Strahlung ausgesetzt.

Die Arbeitsgruppe 67 der ICRP erarbeitet Strahlenschutzempfehlungen für die bemannte Raumfahrt.

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Die Arbeitsgruppe 67 der ICRP erarbeitet Strahlenschutzempfehlungen für die bemannte Raumfahrt.

Die Arbeitsgruppe 67 der ICRP erarbeitet Strahlenschutzempfehlungen für die bemannte Raumfahrt.

Die Arbeitsgruppe 67 der ICRP erarbeitet Strahlenschutzempfehlungen für die bemannte Raumfahrt.

Die Strahlenbelastung, der RaumfahrerInnen auf ihrem Weg durchs All ausgesetzt sind, übersteigt um ein Vielfaches jene Pegel, die uns von beruflicher Strahlenanwendung auf der Erde geläufig sind. Die kosmische Strahlung setzt sich hauptsächlich aus elektrisch geladenen Teilchen unvorstellbar großer Energie zusammen, die bei vergleichbarer Dosis weitaus gravierendere biologische Schäden verursachen können als etwa Röntgenstrahlung. Durch Wechselwirkung mit dem Raumschiff und dem menschlichen Körper selbst entsteht ein sekundäres Strahlungsfeld von großer Komplexität. Dem Schutz von RaumfahrerInnen vor gesundheitsschädigenden Auswirkungen der Strahlenexposition kommt somit besondere Bedeutung zu, insbesondere wenn man bedenkt, dass Expeditionen zum Mond oder Mars den schützenden Einflussbereich des Erdmagnetfeldes und Erdschattens verlassen würden.

Grundprinzipien des Strahlenschutzes im Weltraum


Der Strahlenschutz in der Raumfahrt spiegelt den aktuellen Stand des Wissens über das Strahlenrisiko wider. Die in die Empfehlungen der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) aufgenommenen Risikobewertungen beruhen im Wesentlichen auf der Krebsinzidenz nach den Atombombenabwürfen von Hiroshima und Nagasaki. Da bislang nur wenige experimentell gesicherte Daten über die biologische Wirksamkeit hochenergetischer geladener Teilchen vorliegen, sind die Konzepte des terrestrischen Strahlenschutzes für die bemannte Weltraumfahrt nur bedingt anwendbar, beruhen jedoch auf denselben drei Grundprinzipien: Rechtfertigung von Tätigkeiten, Optimierung des Strahlenschutzes und Begrenzung von Strahlenexposition und Risiko. Ist eine Strahlenexposition gerechtfertigt, da der zu erwartende Nutzen einen möglichen Schaden übersteigt, so besteht die Verpflichtung, die Exposition unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und sozialer Faktoren so gering wie möglich zu halten. Keinesfalls jedoch darf die Strahlenbelastung einzelner Personen die festgelegten Grenzwerte überschreiten, die im Hinblick auf eine Vermeidung akuter Strahlenwirkungen (Strahlensyndrom, Trübung der Augenlinse, ...) und eine Minimierung des Risikos für Spätschäden (Krebs, Genmutationen, ...) definiert wurden.

AstronautInnen sind im Allgemeinen über einen relativ kurzen Karrierezeitraum einer deutlich höheren Strahlenbelastung ausgesetzt als beruflich strahlenexponierte Personen auf der Erde, wobei die resultierende Lebensdauerdosis aber durchaus vergleichbar sein kann. Um diesem Aspekt Rechnung zu tragen, wird das gesamte Lebenszeitrisiko als Maßstab herangezogen. Die von verschiedenen Ländern und Organisationen erlassenen Strahlenschutzempfehlungen für die bemannte Raumfahrt folgen unterschiedlichen Philosophien. Während die Raumfahrtbehörden von Japan und den Vereinigten Staaten alters- und geschlechtsspezifische Dosisgrenzwerte für Spätschäden vorsehen, geht die russische Weltraumbehörde davon aus, dass die Abnahme des Krebsrisikos mit dem Alter durch eine Zunahme der Wahrscheinlichkeit des Auftretens nicht-kanzerogener Strahleneffekte kompensiert wird.

Die Rolle der Internationalen Strahlenschutzkommission


Im Sinne einer Homogenisierung der bestehenden Strahlenschutzkonzepte für die bemannte Raumfahrt wurde die Arbeitsgruppe 67 der ICRP geschaffen. Unter dem Vorsitz von Günther Dietze, der von Juni 2001 bis Dezember 2003 auch der deutschen Strahlenschutzkommission vorstand, soll ein Gremium von ExpertInnen aus China, Europa, Japan, Russland und den USA international gültige Richtlinien erarbeiten, die auch die Grundlage für Strahlenschutzempfehlungen der Europäischen Weltraumagentur (ESA) darstellen werden. Die vordergründigen Aufgaben dieses Komitees, das auf Einladung des Atominstituts am 24. und 25. Februar 2011 an der TU Wien tagt, besteht in der Bewertung von Methoden zur Risikobeurteilung, der Definition geeigneter Dosisgrößen sowie der Entwicklung eines Grenzwertkonzepts zum Schutz der Gesundheit von RaumfahrerInnen. Mit einer Veröffentlichung der Empfehlungen ist noch in diesem Jahr zu rechnen.

Bei Interesse wird um Anmeldung ersucht: mhajek@ati.ac.at

Webtipps:
www.icrp.org/icrp_group.asp?id=38
www.ati.ac.at
    
Nähere Informationen:

Univ.Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Hajek
Technische Universität Wien
Atominstitut
Stadionallee 2
1020 Wien
T: +43-1-58801-141393
mhajek@ati.ac.at