Es hat keine Farbe, riecht nicht und man kann es auch nicht schmecken. Weil es ein sogenanntes Edelgas ist, bindet es sich nicht an andere Stoffe. Und es hat noch eine besondere Eigenschaft: Radon ist radioaktiv.

Das bedeutet, dass die Atomkerne des Gases instabil sind und daher zerfallen. Beim Zerfall entstehen sogenannte Folgeprodukte (auch: „Zerfallsprodukte“). In der Luft binden sich diese Radon-Folgeprodukte an Schwebeteilchen wie zum Beispiel Staub. Gelangt der Staub beim Einatmen in die Lunge, lagern sich die Folgeprodukte am Lungengewebe an. Die Radon-Folgeprodukte sind genau wie Radon radioaktiv.

Radioaktive Elemente senden energiereiche Strahlung aus. Diese kann andere Elemente und Moleküle verändern. Trifft die Strahlung auf die DNA einer menschlichen Zelle, kann das Erbgut der Zelle geschädigt werden. In der Folge kann eine Tumorzelle entstehen.

Wenn sich Radon in der Raumluft befindet, müssen wir uns um die Zellen unserer Haut jedoch keine Sorgen machen. Die Strahlung von Radon reicht nicht sehr weit und durchdringt nur die oberste Zellschicht. Da Haut sich ständig erneuert, besteht diese Schicht aus bereits abgestorbenem Zellmaterial.

Anders sieht es aus, wenn wir Radon mit der Atemluft einatmen. Dann gelangt das radioaktive Gas mit seinen Folgeprodukten in die Lunge. Dort kann die Strahlung das Erbgut lebender Zellen der Lungenoberfläche schädigen. Daraus kann Lungenkrebs entstehen.

Jeder von uns atmet ständig ein kleines bisschen Radon ein. Sein Ursprung liegt im Untergrund. Der Boden und das Gestein unter unseren Füßen ist aus verschiedenen Bestandteilen zusammengesetzt. Ein sehr kleiner Anteil davon ist Uran. Uran ist ein Bestandteil von Mineralien wie Granit oder Quarz. Es ist kein stabiles Element, wie Eisen oder Kupfer, sondern zerfällt radioaktiv und wandelt sich zu anderen Stoffen um. Dabei entsteht Radon.

Radon befindet sich zunächst in der Bodenluft. Durch Poren und Klüfte im Untergrund dringt das Gas an die Erdoberfläche. Dadurch tritt es in den Lebensbereich von uns Menschen ein. Genauso wie Sauerstoff ist Radon immer ein Teil der Luft, die wir atmen. Im Gegensatz zu Sauerstoff macht Radon allerdings nur einen winzigen Anteil aus.

Mit Radon kommen wir in folgenden Bereichen in Kontakt:

Radon im Freien

Nachdem Radon die Erdoberfläche erreicht hat, wird es von der Luft im Freien verdünnt. Das Edelgas ist in der Außenluft deshalb nur in so geringen Mengen vorhanden, dass es keinen Einfluss auf unsere Gesundheit hat. Im Durchschnitt liegt die Radonkonzentration im Freien in Deutschland bei einem bis 30 Becquerel pro Kubikmeter Luft.

Radon in Gebäuden

Radon schadet dem Lungengewebe. Das liegt an der energiereichen Strahlung, die vor allem von den Zerfallsprodukten des radioaktiven Edelgases ausgeht. Wer über einen langen Zeitraum große Mengen davon einatmet, besitzt ein erhöhtes Lungenkrebsrisiko. Das zusätzliche Krebsrisiko durch Radon ist vergleichbar mit Passivrauchen.

Der Zusammenhang zwischen Radon und der Entstehung von Lungenkrebs wird von mehreren großen Studien belegt. In den Studien haben Forscher die Lebensumstände tausender Studienteilnehmer untersucht. Die Teilnehmer gaben unter anderem an, ob sie Raucher, Nichtraucher oder Ex-Raucher waren. Außerdem waren die durchschnittlichen Radonkonzentrationen in den Wohnungen der Teilnehmer in den letzten Jahren bis Jahrzehnten vor der Befragung bekannt.

Die Studien ergaben, dass Radon auch in kleinsten Mengen nicht unbedenklich ist. Ab einem Wert von 100 Becquerel Radon pro Kubikmeter Innenraumluft steigt das Lungenkrebsrisiko deutlich an. Aus den Studienergebnissen leitet die Weltgesundheitsorganisation (WHO) ihre Empfehlung ab, dass die Radonmenge in Innenräumen 100 Becquerel pro Kubikmeter Luft nicht überschreiten sollte.

Ein Referenzwert für den Gesundheitsschutz

In der Natur entsteht Radon in verschieden großen Mengen. In manchen Gebieten, wie etwa in Teilen des Schwarzwalds oder der Schwäbischen Alb, bildet sich bedingt durch die Geologie sehr viel Radon im Untergrund. Dort ist es aufwendig, Gebäude so dicht zu bauen, dass Radon nicht eindringen kann.

Das neue Strahlenschutzgesetz legt daher einen Referenzwert von 300 Becquerel Radon pro Kubikmeter Luft fest. Wenn es mit einfachen Mitteln möglich ist, die Radonkonzentration weiter abzusenken, sollten diese Maßnahmen jedoch umgesetzt werden.

In Radon-Heilbädern suchen Patienten mit chronischen Erkrankungen sanfte Therapie. Wie passt das mit der gesundheitsschädlichen Wirkung von Radon zusammen?

Es ist wie so oft: Auf die Dosis kommt es an.

Und auf den Zeitraum, in dem man der Dosis ausgesetzt ist. In den Studien, die das Lungenkrebsrisiko durch Radon belegen, wurde die Radonsituation über einen Zeitraum von 30 Jahren betrachtet. Eine kurzzeitige hohe Dosis, die während einer einmaligen Radonkur im Heilbad aufgenommen wird, hat keinen vergleichbaren Effekt. Die therapeutische Wirkung einer Radonkur wird derzeit noch erforscht.

Radon ist im Untergrund nicht gleichmäßig verteilt.

Es gibt Gebiete, in denen aufgrund von Geologie und Bodenbeschaffenheit mehr Radon entsteht, welches in Gebäude eindringen und sich darin ansammeln kann. Diese Gebiete sind laut Strahlenschutzgesetz als Radonvorsorgegebiete festzulegen.

Danach sind die Länder verpflichtet, Gebiete zu ermitteln und festzulegen, in denen „in einer beträchtlichen Zahl von Gebäuden“ mit einer Überschreitung des gesetzlichen Referenzwertes für das radioaktive Gas Radon zu rechnen ist.

Das Umweltministerium Baden-Württemberg hat 29 Gemeinden als Radonvorsorgegebiete festgelegt. In diesen Gebieten ist der Schutz vor Radon besonders wichtig. Aber auch außerhalb von Radonvorsorgegebieten ist das Thema Radon relevant.

Mit Wirkung zum 15.06.2021 hat das Umweltministerium Baden-Württemberg 29 Gemeinden im südlichen und mittleren Schwarzwald als Radonvorsorgegebiete ermittelt und festgelegt.

In der nachfolgenden Liste sind die betroffenen Gemeinden, nach Landkreisen sortiert, alphabetisch aufgeführt.

• Landkreis Breisgau-Hochschwarzwald (Bollschweil, Horben, Münstertal, Oberried, Schluchsee)
• Landkreis Lörrach (Aitern, Böllen, Fröhnd, Häg-Ehrsberg, Kleines Wiesental, Schönau im Schwarzwald, Schönenberg, Todtnau, Tunau, Utzenfeld, Wembach, Wieden, Zell im Wiesental)
• Ortenaukreis (Gutach/Schwarzwaldbahn)
• Landkreis Rottweil (Lauterbach, Schiltach)
• Schwarzwald-Baar-Kreis (Schonach)
• Landkreis Waldshut (Dachsberg, Häusern, Herrischrie, Ibach, Rickenbach, St. Blasien, Todtmoos)

In Radonvorsorgegebieten wird besonderes Augenmerk auf den Schutz vor Radon gelegt. Bei neuen Gebäuden muss in diesen Gebieten von vornherein ein besserer Schutz eingeplant werden. Arbeitgeberinnen und Arbeitgeber sind in Radonvorsorgegebieten verpflichtet, an Arbeitsplätzen im Erd- und Kellergeschoss Radonmessungen durchzuführen. Falls erforderlich müssen Schutzmaßnahmen für die Beschäftigten durchgeführt werden.

Schutz vor Radon in neuen Gebäuden

Alphastrahlung ist eine Teilchenstrahlung, die aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht. Ein Alphateilchen ist demnach ein Kern des Elements Helium. Alphateilchen werden von Materie (zum Beispiel von Luft oder Wasser) sehr schnell absorbiert und haben daher nur eine sehr geringe Reichweite (wenige Zentimeter in Luft; weniger als ein Millimeter in Wasser). Sie können bereits durch ein Blatt Papier abgeschirmt werden.

Bei Einwirkung von außen kann Alphastrahlung nur in die äußeren Hautschichten des Menschen eindringen. Wenn Alphastrahler, also radioaktive Stoffe, die bei ihrem Zerfall Alphateilchen abgeben, über die Atemluft oder die Nahrung in den Körper gelangen (Inkorporation), kann dies zu einer erheblichen Strahlenbelastung führen. Da die Alphateilchen auf einer sehr kurzen Distanz ihre Energie abgeben, schädigen sie das Gewebe besonders stark.

Ein typisches und wichtiges Beispiel für die Inkorporation von Alphastrahlern ist die Aufnahme von Radon und seinen Folgeprodukten mit der Atemluft.

Betastrahlung ist eine Teilchenstrahlung, die entsteht, wenn radioaktive Atomkerne bei ihrem Zerfall (negativ geladene) Elektronen oder – seltener – Positronen (Teilchen, die die gleiche Masse besitzen wie Elektronen, aber positiv geladen sind) aussenden. Betastrahlung wird von Materie weniger stark absorbiert als Alphastrahlung und hat daher eine größere Reichweite: Das Durchdringungsvermögen von Betateilchen beträgt in Luft einige Zentimeter bis Meter, in Weichteilgewebe oder Kunststoff wenige Millimeter bis Zentimeter. Betastrahlung lässt sich relativ leicht abschirmen, zum Beispiel mit einem Aluminiumblech, das einige Millimeter dick ist.

Auch radioaktive Teilchen, die Betastrahlung aussenden, können zu einer erheblichen Strahlenbelastung führen, wenn sie mit der Atemluft oder der Nahrung in den Körper aufgenommen (inkorporiert) werden. Betastrahlung, die von außen auf den Körper einwirkt, kann das Gewebe ebenfalls schädigen, da sie, wenn auch nicht sehr tief, in den Körper eindringen kann. Sie gibt aber über eine bestimmte Wegstrecke deutlich weniger Energie ab als Alphastrahlung. Man sagt, Betastrahlung hat eine geringere biologische Wirksamkeit als Alphastrahlung.

Neutronenstrahlung besteht aus ungeladenen Teilchen (den Neutronen). Neutronen werden insbesondere bei der Kernspaltung – einer speziellen Form der Kernumwandlung – freigesetzt. Die Kernspaltung ist nur für schwere Atomkerne (wie zum Beispiel des Elements Uran) charakteristisch.

Neutronenstrahlung wird von Luft kaum absorbiert. Ihre Abschirmung ist ziemlich aufwändig. Materialien mit einem möglichst hohen Wasserstoffanteil (zum Beispiel Paraffin, Polyethylen, Wasser) werden verwendet, um die Neutronen zunächst abzubremsen. Die abgebremsten (thermischen) Neutronen müssen durch einen Absorber (zum Beispiel Bor oder Cadmium) eingefangen werden. Die gleichzeitig freiwerdende Gammastrahlung muss mit Blei abgeschirmt werden.

Vor allem aufgrund der starken Wechselwirkung mit biologischem Gewebe (insbesondere den darin enthaltenen Wassermolekülen) hat Neutronenstrahlung eine hohe biologische Wirksamkeit.

Bei Gammastrahlung wird Energie als elektromagnetische Welle transportiert. Die elektromagnetische Strahlung kann man anhand ihrer Frequenz beziehungsweise ihrer Wellenlänge beschreiben. Je höher die Frequenz und je kürzer die Wellenlänge, desto energiereicher ist die Strahlung. Gammastrahlung befindet sich am energiereichen Ende des „elektromagnetischen Spektrums“, bei hoher Frequenz beziehungsweise kurzer Wellenlänge.

Gammastrahlung entsteht beim Zerfall radioaktiver Atome im Atomkern, oftmals zusätzlich zur Alpha- oder Betastrahlung. Sie durchdringt Materie sehr leicht. Ihre Abschirmung ist daher aufwendig. Dafür werden schwere Materialien wie beispielsweise Blei und Beton verwendet.

Gammastrahlung ist sowohl bei äußerer Einwirkung als auch bei Inkorporation für Lebewesen schädlich, da sie tief ins Gewebe eindringt. Ihre biologische Wirksamkeit ist aber niedriger als zum Beispiel die von Alphastrahlung, da sie über eine bestimmte Distanz weniger Energie an das Gewebe abgibt.

Röntgenstrahlung ist elektromagnetische Strahlung. Sie kann beim Abbremsen von schnellen Elektronen an der Anode (positiv geladene Elektrode) einer Röntgenröhre technisch erzeugt werden. Je höher die anliegende Röhrenspannung ist, mit der die Elektronen in der Röntgenröhre beschleunigt werden, desto kurzwelliger und damit energiereicher ist die Maximalenergie der entstehenden Röntgenstrahlung.

Wenn das Röntgengerät abgeschaltet ist, wird keine Röntgenstrahlung erzeugt.

Röntgenstrahlung kann auch als Folge des Zerfalls radioaktiver Atomkerne entstehen, wenn sich durch den Zerfall das chemische Element ändert. Die Elektronenhülle passt sich an diese Änderung an und gibt die freiwerdende Energie in Form von Röntgenstrahlung ab.

Je nach Art der Strahlung (Alpha-, Beta- und Neutronen-Strahlung oder Röntgen- und Gamma-Strahlung) sind unterschiedliche Messverfahren erforderlich. Das bedeutet, dass man nicht mit einem einzigen Verfahren alle durch den radioaktiven Zerfall entstehenden Strahlungsarten messen kann.

Auch der Messzweck spielt eine wichtige Rolle. Soll zum Beispiel neben der Intensität der Strahlung auch die Art des radioaktiven Stoffes bestimmt werden, sind unterschiedliche Messverfahren notwendig.

Die Messverfahren werden in unterschiedlichen Messgeräten eingesetzt. Je nach Art und Intensität der Strahlung sind die hier genannten Messgeräte unterschiedlich gut zum Nachweis der jeweiligen Strahlungsart geeignet: So können Szintillationsmesssonden sehr viel geringere Aktivitäten oder Dosisleistungen messen als zum Beispiel ein Geiger-Müller-Zähler.

Alle Verfahren zur Messung ionisierender Strahlung basieren auf physikalischen Wechselwirkungen der Strahlung mit Materie.

Dabei wird Energie von der Strahlung auf das verwendete Detektormaterial übertragen, was je nach verwendetem Detektor zu verschiedenen Effekten führt, die dann gemessen und zum Beispiel per Anzeige auf einem Display sichtbar und/oder durch Knackgeräusche in einem Lautsprecher hörbar gemacht werden können.

Geiger-Müller-Zähler nutzen den photoelektrischen Effekt, bei dem ionisierende Strahlung elektrisch geladene Teilchen im Messgerät freisetzt, die verstärkt und registriert werden können.

Bei Geiger-Müller-Zählern befindet sich Gas in einem Metallrohr, dem so genannten Zählrohr, an das eine elektrische Spannung angelegt ist. Kommt das Gas im Zählrohr mit ionisierender Strahlung in Kontakt, entstehen im Gas elektrisch geladene Teilchen, die durch die angelegte Spannung beschleunigt und vervielfacht werden. Dadurch entsteht eine „Lawine“ von geladenen Teilchen, die als elektrisches Signal (Strom) gemessen werden kann.

Durch einen akustischen Verstärker, der im Messgerät mit verbaut sein kann, kann ein Geräusch (Ticken/Knacken) erzeugt und/oder durch das Umrechnen der Signale in Messeinheiten kann ein Messwert am Gerät abgelesen werden.

Bestimmte feste Materialien, so genannte Halbleiter, können zum Nachweis ionisierender Strahlung verwendet werden.

Das Prinzip ähnelt dem in Geiger-Müller-Zählern verwendeten Effekt: In Halbleiterdetektoren entstehen durch den Kontakt mit ionisierender Strahlung elektrisch geladene Teilchen. Diese erzeugen ein elektrisches Signal, mit dessen Hilfe die Strahlung messbar gemacht wird.

Zusätzlich zur Intensität der Strahlung kann dabei auch deren Energie bestimmt werden.

In bestimmten Materialien, so genannten Szintillatoren, kann die ionisierende Strahlung optische Effekte wie zum Beispiel Lichtblitze verursachen.

Diesen Lumineszenz-Effekt, bei dem ionisierende Strahlung bestimmte Stoffe zum Leuchten anregt, nutzt man in Szintillationszählern zum Nachweis von Strahlung, indem man die optischen Effekte direkt beobachtet oder mittels eines Lichtverstärkers und eines optischen Sensors messbar macht. Das abgegebene Licht wird als Signal erfasst und in einem Messwert am Gerät dargestellt.

Wie mit Halbleiterdetektoren kann auch mit Szintillationszählern unter bestimmten Umständen zusätzlich zur Intensität der Strahlung die Energie der einfallenden Teilchen bzw. Gammastrahlung bestimmt werden.

Passive Messgeräte nutzen zum Beispiel Photoemulsions-Effekte als Messverfahren. Hier hinterlässt ionisierende Strahlung dunkle Spuren auf einer dünnen, lichtempfindlichen Schicht im Messgerät.

In der Regel werden solche Messgeräte für einen bestimmten Messzeitraum an einem Ort aufgestellt wie zum Beispiel passive Radon-Messgeräte oder von einer Person mitgeführt wie zum Beispiel tragbare Filmdosimeter.

Nach Ende des Messzeitraums werden die Detektoren im Labor ausgewertet, indem die von einfallenden Teilchen auf der lichtempfindlichen Schicht im Messgerät erzeugten Spuren ausgezählt werden. Die erhaltene Dosis wird bei diesem Messverfahren also im Nachhinein erfasst.

Ein qualifiziertes, zuverlässiges und belastbares Messergebnis kann durch private Messungen in der Regel nicht erbracht werden, da die Aussagekraft von Messungen mit handelsüblichen, einfachen Geräten begrenzt ist. Private Messungen mit einfachen Messgeräten können maximal einen groben Anhaltspunkt geben.

• In der Regel erfolgt keine kontinuierliche Kalibrierung und/oder Eichung der handelsüblichen, einfachen Geräte.
• Liegt eine Kalibrierung vor, ist sie meistens auf ein bestimmtes Radionuklid bezogen – das bedeutet, dass die Kalibrierung nur für eine spezielle Messaufgabe wie zum Beispiel die Detektion von Cäsium-137 gilt.
• Günstige Geiger-Müller-Zähler sind häufig nicht für alle Messsituationen geeignet, daher kann es gerade in niedrigeren Dosisbereichen zu Abweichungen der gemessenen Werte von den Werten teurer professioneller Geräte kommen.
• Bei der ungeübten Nutzung unbekannter Detektoren kann es leicht zu Bedienungsfehlern oder dem Einsatz von für die zu messende Strahlung ungeeigneten Messgeräten kommen – etwa, wenn Geräte für die zu ermittelnde Strahlungsart nicht geeignet sind oder die messbare Dosisleistung außerhalb des Messbereiches des Gerätes liegt.
• Handelsübliche, einfache Geräte sind oft anfällig für äußere Einflüsse wie zum Beispiel Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit oder elektromagnetische Felder.

Die Messwerte privater Messungen mit einfachen Messgeräten lassen sich nur dann sinnvoll beurteilen, wenn Vergleichswerte vorliegen. Das bedeutet, dass zuvor mit demselben Messgerät bei gleichen äußeren Einflüssen und gleichen Messabständen eine Messung des „normalen“ Hintergrundwertes durchgeführt wurde, mit dem man die neu ermittelten Messwerte vergleichen kann.

Da eine Messung aller Strahlungsarten in der Regel nicht über ein einziges Messgerät erfolgen kann, sind Messungen mit einem einzigen Messgerät fast immer unvollständig.

Die gemessene Ortsdosisleistung (ODL) wird in der Einheit Mikrosievert pro Stunde (μSv/h) angegeben. Dies entspricht der Gammastrahlung aus der Umgebung pro Stunde an einem bestimmten Ort.

Die natürliche ODL bewegt sich in Deutschland je nach örtlichen Gegebenheiten ungefähr zwischen 0,05 und 0,18 Mikrosievert pro Stunde. Diese äußere Strahlenbelastung ist an einem Ort weitgehend konstant.

Kleinere, kurzzeitige Erhöhungen treten auf, wenn radioaktive Zerfallsprodukte des natürlich vorkommenden radioaktiven Gases Radon durch Niederschläge aus der Atmosphäre ausgewaschen und am Boden abgelagert werden. Eine Abschwächung der Strahlung ergibt sich zum Beispiel, wenn der Boden von Schnee bedeckt ist.

Das ODL-Messnetz besteht aus 1.700 ortsfesten, automatisch arbeitenden Messstellen, die flächendeckend in einem Grundraster von rund 20 x 20 Kilometer über Deutschland verteilt sind. Um kerntechnische Anlagen bis zu einer Entfernung von 100 Kilometer ist das Netz deutlich dichter.

Um eine standardisierte Vergleichbarkeit der gemessenen ODL-Werte zu gewährleisten, wird für die Aufstellung einer Messsonde eine möglichst ebene, unbebaute Fläche ausgewählt.

Das BfS verfügt nicht nur über stationäre Messsysteme. Mobile Messsysteme in sechs Fahrzeugen ergänzen die ortsfesten ODL-Messungen. Außerdem sind durch den Einsatz von Hubschraubern Überfliegungsmessungen (Aero-Gamma-Messungen) möglich. Sie können auch kleinräumige Verteilungen erfassen.