Abb. 1 Radon dringt über Risse im Mauerwerk und Rohrdurchführungen in ein Gebäude ein.
Aus der Abschlussprüfung an Realschulen in Bayern 2007/B
Den Hauptanteil an der Belastung durch natürliche Radioaktivität erhält man in Gebäuden durch das radioaktive Edelgas Rn-222, einen \(\alpha\)-Strahler.
a)
Gib an, welches Körperorgan durch Rn-222 am stärksten gefährdet ist.
Begründe deine Aussage.
b)
Formuliere die Kernreaktionsgleichung für den Zerfall von Rn-222.
c)
Der gesetzlich zulässige Grenzwert für beruflich exponierte Personen mit der Masse \(m=80\,\rm{kg}\) beträgt pro Jahr \(20\,\rm{mSv}\).
Berechne die Energie, die die Person dabei pro Jahr aufnimmt.
Am stärksten gefährdet ist die Lunge, da das eingeatmete Gas Radon-222 aufgrund seiner hohen Ionisationsfähigkeit als \(\alpha\)-Strahler das Gewebe schädigt.
Zur näheren Erläuterung Daten aus der Schweiz (war bei der Lösung nicht verlangt):
Radon verursacht Lungenkrebs
In der Schweiz ist Radon für etwa \(40\%\) der Strahlenbelastung der Bevölkerung verantwortlich. Radon ist nach dem Rauchen die wichtigste Ursache für Lungenkrebs. Das Lungenkrebsrisiko ist umso größer, je höher die Radonbelastung in der Atemluft ist und je länger man diese Luft einatmet. Die Radonfolgeprodukte lagern sich auf dem Lungengewebe ab und bestrahlen dieses. Zwischen der Belastung des Lungengewebes und dem Auftreten von Lungenkrebs können Jahre bis Jahrzehnte vergehen.
In der Schweiz leben etwa sieben Millionen Menschen. Rund \(70\,000\) sterben pro Jahr, davon \(17\,000\) an den Folgen von Krebs. Lungenkrebs fordert etwa \(2\,700\) Opfer pro Jahr. Davon sind \(200\) bis \(300\) dem Radon zuzuschreiben. Radon stellt somit den gefährlichsten Krebserreger im Wohnbereich dar.
b)
Die Kernreaktionsgleichung lautet\[{}_{{\rm{86}}}^{{\rm{222}}}{\rm{Rn}} \to {}_{{\rm{84}}}^{{\rm{218}}}{\rm{Po}} + {}_{\rm{2}}^{\rm{4}}{\rm{He}} + {{}_{\rm{0}}^{\rm{0}}{\rm{\gamma }}}\]
c)
Für die Äquivalentdosis \(H\) gilt\[H = q \cdot {D_E} \quad (1)\]Dabei stellt \(q\) den Bewertungsfaktor der Strahlung dar. Für Alphastrahlung ist \(q = 20\). \(D_E\)ist die Energiedosis, für die gilt\[{D_E} = \frac{{\Delta E}}{{\Delta m}} \quad (2)\]Kombiniert man \((1)\) mit \((2)\), so folgt\[H = q \cdot \frac{{\Delta E}}{{\Delta m}} \Leftrightarrow \Delta E = \frac{{H \cdot \Delta m}}{q}\]Einsetzen der gegebenen Werte liefert\[\Delta E = \frac{20 \cdot {10}^{-3}\frac{\rm{J}}{\rm{kg}} \cdot 80{\rm{kg}}}{20} = 80 \cdot 10^{-3}\,\rm{J}\]
