Höhenstrahlung beim Fliegen

Risiken für fliegendes Personal und für Vielflieger?

Karl-Heinz Szeifert 25 Jan, 2019 00:00

Welches Risiko gehen Vielflieger und fliegendes Personal durch die Höhenstrahlung ein?

Dieser Frage wurde in den letzten Jahren in mehreren großen Studien nachgegangen. Dabei war für die beteiligten Wissenschaftler auch das Risiko wichtig, das Piloten und Kabinenpersonal eingehen, die ja unter Umständen über Jahrzehnte fast täglich fliegen. Anhand solcher Untersuchungen geht man heute davon aus, dass Gelegenheitsflieger wie die meisten Urlauber ihr Strahlenrisiko kaum vergrößern und auch Schwangere oder Kleinkinder keine messbare Gefahr eingehen. Zum Schutz von Beschäftigten in der Luftfahrt wurde jedoch im August 2003 die Strahlenschutzverordnung geändert: Die Belastung betroffener Berufsgruppen wird seither regelmäßig vom Luftfahrtbundesamt überprüft und darf bestimmte Höchstgrenzen nicht überschreiten.

Viele Menschen reisen - privat oder geschäftlich - zu entfernten Zielen mit dem Flugzeug. Diese Flugzeuge fliegen oft in Höhen und geografischen Breiten, in denen deutlich mehr Höhenstrahlung auf den Menschen einwirkt, als am Boden. Die Energien dieser Strahlen sind so hoch, dass man sie nicht abschirmen kann.

Wie entsteht die Höhenstrahlung?

Abb. 1 Zonen unterschiedlicher Höhenstrahlung in 11 km Höhe

Die Erde ist ständig einem Strom von hochenergetischen atomaren Teilchen ausgesetzt, die aus den Tiefen des Kosmos sowie von unserer Sonne kommen und in die Erdatmosphäre eindringen. Dabei reagieren sie mit den Bestandteilen der Lufthülle und bilden neue atomare Teilchen. Die Gesamtheit dieser Teilchen bildet die sogenannte Höhenstrahlung. Auf ihrem Weg zur Erdoberfläche wird die Höhenstrahlung mit zunehmender Dichte der Atmosphäre schwächer. (Abb.4)

Die kosmische Strahlung dringt jedoch nicht überall gleich stark in die Erdatmosphäre ein, da das Magnetfeld der Erde die elektrisch geladenen Teilchen teilweise von der Erde ablenkt. Die Abschirmung durch das Erdmagnetfeld wirkt am stärksten am Äquator. Über den geomagnetischen Polen, die sich etwa 1600 km abseits der geografischen Pole unserer Erde befinden, ist die Schutzwirkung dagegen am schwächsten. In Folge dessen ist die Höhenstrahlung in den nördlichen und südlichen Regionen der Erde deutlich stärker als am Äquator. (Abb. 2)

Ein zusätzlicher Schutz kommt von der Aktivität unserer Sonne. Der sogenannte „Sonnenwind“ ist ein von der Sonne ausgehender Strom aus geladenen Teilchen, von denen ein kleiner Teil auch in unsere Atmosphäre eindringt. Vor allem aber lenkt der Sonnenwind einen Teil der kosmischen Strahlung von unserem Sonnensystem ab; er bläst diese bildlich gesprochen weg. Diese Sonnenaktivität ändert sich nahezu regelmäßig in einem Zyklus von elf Jahren. In Zeiten hoher Sonnenaktivität kann man vermehrt Sonnenflecken beobachten. Diese werden aufgezeichnet und gehen in den sogenannten Relativen Sonnenfleckenindex (RSI) ein.

Abb.3 Tabelle für Vielflieger

Je größer die Sonnenaktivität und damit der Wert des relativen Sonnenfleckenindex ist, desto geringer ist die Höhenstrahlung und umgekehrt. Das letzte Maximum der Sonnenaktivität war im Jahr 2000, das nächste Minimum wird etwa im Jahr 2007 sein. Höhenstrahlung beim Fliegen März 2003 Kosmische Strahlung in unterschiedlichen Höhen.
Das Ausmaß der Strahlenexposition beim Fliegen hängt somit vor allem von der Flughöhe, der Flugdauer, der geografischen Lage der Flugroute und der Sonnenaktivität ab. Ein Maß für die Wirkung der Strahlenexposition auf den Menschen ist die effektive Dosis. In einer Höhe von 11 km und nördlich des 60. Breitengrades (Helsinki – Oslo - Südspitze Grönland) entsteht durch die Höhenstrahlung eine effektive Dosis von 6 bis 7 Mikro-Sievert pro Stunde (µSv/h), im Bereich des Äquators beträgt sie nur ein Drittel davon.

Demzufolge führt die Strahlenexposition bei einem Flug von Frankfurt nach New York (9 Stunden Flugdauer, davon 8 Stunden in Reiseflughöhe) zu einer effektiven Dosis von ca. 50 µSv (8 Stunden x 6,5 µSv/h). Dieser Wert galt gegen Ende des Jahres 2002. Infolge der zur Zeit abnehmenden Sonnenaktivität wird die Höhenstrahlung in den nächsten Jahren um bis zu vierzig Prozent ansteigen. In der Tabelle (Abb.3) sind effektive Dosen, die durch Höhenstrahlung auf häufig beflogenen Strecken typischerweise entstehen, zusammengestellt.

Wie wird die Strahlendosis ermittelt?
Technisch besteht die Möglichkeit, die Strahlendosis während eines Fluges im Flugzeug zu messen. Da die physikalischen Bedingungen, die zu einer Dosis durch Höhenstrahlung führen, recht gut bekannt sind, kann man diese Strahlendosen auch hinreichend genau berechnen. Hierfür existieren Computerprogramme, die auf der Basis von physikalischen Messungen und anhand der flugbestimmenden Daten (z.B. Startund Zielflughafen, Flugdauer und -höhe) die gesamte effektive Dosis ermitteln, die bei einem Flug entsteht.


Tabellen zur Strahlenbelastung, an der sich auch andere Vielflieger orientieren können, stellt das Bundesamt für Strahlenschutz zur Verfügung .


Abb. 4 - Kosmische Strahlung in verschiedlichen Höhen

Strahlenschutz des fliegenden Personals

Früher erstreckte sich der Strahlenschutz für Arbeitskräfte nur auf Tätigkeiten, bei denen man die Strahlungseigenschaften radioaktiver Stoffe gezielt anwendet oder ionisierende Strahlung gezielt einsetzt.

Es gibt aber auch Arbeitsgebiete, in denen das Vorhandensein natürlicher Strahlenquellen nur eine Begleiterscheinung des Arbeitslebens ist, die allerdings zu einer erheblichen Erhöhung der Strahlenexposition führen kann. Es ist grundsätzlich gleichgültig, ob eine erhaltene Strahlendosis aus einer zivilisatorischen oder aus einer natürlichen Strahlenquelle stammt, denn die Wirkung auf den Körper ist die gleiche. Daher ist es nur konsequent, wenn der berufliche Strahlenschutz nicht nur für Arbeitsbereiche gilt, in denen ionisierende Strahlung angewendet wird, sondern auch für Arbeitsfelder mit natürlicher Strahlenexposition.

Die Europäische Union sieht deshalb in der EU-Richtlinie 96/29 EURATOM auch den Schutz vor einer erheblich erhöhten Exposition durch natürliche Strahlenquellen vor und bezieht in diesen Schutz unter anderem auch das fliegende Personal ein. In Deutschland wurde diese Anforderung mit der Novelle der Strahlenschutzverordnung 2001 in nationales Recht umgesetzt.

Dies bedeutet, dass die Strahlenexposition des fliegenden Personals zu ermitteln, zu begrenzen und unter Berücksichtigung des Einzelfalls zu reduzieren ist. Überwachungspflichtig ist Luftfahrtpersonal demzufolge dann, wenn es in einem Beschäftigungsverhältnis gemäß deutschem Arbeitsrecht steht und während der Flüge durch Höhenstrahlung eine effektive Dosis von mehr als 1000 µSv im Kalenderjahr erhalten kann.

Die Betreiber von Flugzeugen sind verpflichtet, ab August 2003 Dosiswerte mit Rechenprogrammen zu ermitteln und außerdem durch eine entsprechende Planung der Flugrouten und des Personaleinsatzes die Strahlendosis ihrer Beschäftigten zu reduzieren. Die berechneten Dosiswerte werden dem fliegenden Personal individuell zugeordnet und über das aufsichtführende Luftfahrtbundesamt an das Strahlenschutzregister im Bundesamt für Strahlenschutz übermittelt, wo unter anderem die Einhaltung von Dosisgrenzwerten überwacht wird. Neben allen anderen beruflich strahlenexponierten Personen erhält damit auch das fliegende Personal eine rechtlich abgesicherte Strahlenschutzüberwachung.


Quelle: Bundesamt für Strahlenschutz (BfS)

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Kommentare

kszeifert vor 8 Jahre

Passend zum Thema - hier noch ein Beitrag von welt.dehttp://www.welt.de/gesundheit/article13567776/So-hoch-ist-die-Strahlenbelastung-fuer-Vielflieger.html?wtmc=smo.twitter_a