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Baumaterialien

Auch Baumaterialien tragen zur natürlichen Strahlenexposition des Menschen bei - wenn auch in unterschiedlichem Maße.

Zu Baumaterialien zählen alle Steine und Erden-Rohstoffe, d.h. Festgesteine bzw. Natur(werk)steine wie Granit oder Kalkstein und Lockergesteine (z.B.: Kiese, Sande, Tone) mit deren Verarbeitungsprodukten. Alle diese Gesteine enthalten natürlich vorkommende Radionuklide. In der Praxis sind hierbei die Radionuklide der Zerfallsreihen von Uran (U-238 - hier speziell Ra-226 - und U-235) und Thorium (Th-232) sowie das radioaktive Kaliumisotop K-40 von Interesse. In allen Zerfallsreihen entsteht jeweils ein gasförmiges Radonisotop, das sich von seinem Entstehungsort entfernen und in die umgebende Luft freigesetzt werden kann.

Daher sind zwei Expositionspfade zu betrachten, nämlich die Bestrahlung des menschlichen Körpers

  1. von außen durch Gammastrahlung, die beim Zerfall der o.g. Radio­nuklide entsteht und
  2. von innen durch Alphastrahlung der festen Radonfolgeprodukte, die nach der Inhalation und dem radioaktiven Zerfall von Radon, das aus dem Baumaterial freigesetzt wird, im Körper verbleiben.

Dies bedeutet, dass unter gesundheitlichen Aspekten eine derartige Bestrahlung lediglich beim Aufenthalt in Gebäuden bzw. Räumen von Interesse ist. Materialien, die beispielsweise zur Deckung eines Daches oder zur Gestaltung einer Außenfassade Verwendung finden, sind in diesem Zusammenhang von keiner Bedeutung.

Es existieren zahlreiche Untersuchungen der Radionuklidgehalte von Natursteinen, Baumaterialien und anderen mineralischen Stoffen (z.B.: Schlacken, Filteraschen, Abraum aus Bergbau ), die beim Bau von Gebäuden zum Einsatz kommen können (s. Tabelle). Natursteine (z.B.: Granit, Sandstein, Basalt) weisen in der Regel vergleichsweise große Schwankungsbreiten auf, die in der geologischen Entstehungsgeschichte (z.B.: geochemisches Milieu) der jeweiligen Gesteine begründet ist. Von Relevanz sind meist auch lediglich die spezifischen Ra-226- und K-40-Aktivitäten, da anomal hohe Thoriumkonzentrationen in Gesteinen die Ausnahme darstellen. Grundsätzlich gelten die selben Gesetzmäßigkeiten wie für die Radonkonzentration in der Bodenluft. Die Radionuklidgehalte von Baumaterialien wie beispielsweise Ziegel, Beton oder Kalksandstein werden durch die Konzentrationen in den Ausgangsmaterialien (z.B.: Sand und Ton, Zuschlagsstoffe, Zement) gesteuert und weisen daher auch eine Streuung auf.
 

  Ra-226
[Bq/kg TM]
Th-232
[Bq/kg TM]
K-40
[Bq/kg TM]
Mittel von - bis Mittel von - bis Mittel von - bis
Granit 100 30 - 500 120 17 - 311 1.000 600 - 4.000
Gneis 75 50 - 157 43 22 - 50 900 830 - 1.500
Basalt 26 6 - 36 29 9 - 37 270 190 - 380
Kies, Sand 15 1 - 39 16 1 - 64 380 3 - 1.200
Lehm, Ton <40 <20 - 90 60 18 - 200 1.000 300 - 2.000
Ziegel, Klinker 50 100 - 200 52 12 - 200 700 100 - 2.000
Beton 30 7 - 92 23 4 - 71 450 50 - 1.300
Kalksandstein,
Porenbeton
15 6 - 80 10 1 - 60 200 40 - 800


Tabelle mit spezifischen Radionuklidaktivitäten verschiedener Baumaterialien (Daten aus BMU (Hrsg., 2000): Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung im Jahr 1999.- und von Homepage des BfS: Natürliche Radionuklide aus Baumaterialien; TM = Trockenmasse)

Die Strahlenbelastung der Bevölkerung durch radioaktive Stoffe in Baumaterialien wird in dem alljährlich erscheinenden Bericht "Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung" der Bundesregierung (derzeit aktuell für das Jahr 2003) beschrieben und erläutert. Demnach beträgt der Mittelwert der von den Baustoffen ausgehenden Gamma-Ortsdosisleistung in Gebäuden ca. 80 nSv/h; Werte oberhalb von 200 nSv/h sind selten. Die in den gängigen Baumaterialien gemessenen Radionuklidaktivitäten sind in der Regel so gering, dass sie über die Radonfreisetzung zu keiner Überschreitung der EU-Richtwerte für Radonkonzentrationen in Gebäuden führen. Die Beiträge liegen in aller Regel unterhalb von 30 Bq/m3; Werte von 80 Bq/m3 Rn-222 stellen die Ausnahme dar. Ein linearer Zusammenhang zwischen Radionuklidgehalt und Radonfreisetzung existiert nicht, weil hierbei der von Material zu Material mitunter stark variierende Emanationskoeffizient eine entscheidende Rolle spielt.

Zu beachten ist, dass es durch die technologische Weiterverarbeitung der Gesteine (z.B.: Mischung, Kornfraktionierung) zu einer An- oder Abreicherung der Radionuklide gegenüber dem ursprünglichen Material und damit zu einer Erhöhung der Strahlenexposition der Bevölkerung kommen kann. Gleiches gilt auch, wenn diese Materialien recycelt und wieder in den Verwertungskreislauf rückgeführt werden. Beispiele solcher Stoffe sind Rückstände aus der Phosphatindustrie, die als Chemiegipse Verwendung finden, Schlacken, Leichtbeton mit bestimmten Zuschlägen (z.B.: Alaunschiefer) oder Abraum in Bergbaugebieten. In Anlage XII der Strahlenschutzverordnung (2001) werden diese Stoffe detailliert aufgeführt und der Umgang mit ihnen geregelt.

Die Aspekte des Strahlenschutzes der Bevölkerung hinsichtlich Baumaterialien wurden mittlerweile im Rahmen der europäischen Bauproduktenrichtlinie (89/106/EWG) geregelt. Deren Vorgaben wurden in das deutsche Bauproduktengesetz (BauPG) übernommen. Demnach müssen Bauwerke und ihre Bestandteile - neben den klassischen Anforderungen nach baulicher Sicherheit - u.a. auch Gesundheits- und Umweltschutzansprüchen genügen. Explizit werden hier das "Vorhandensein gefährlicher Teilchen" oder die "Emission gefährlicher Strahlen" genannt, die keinerlei schädliche Einwirkung haben dürfen.

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Letzte Änderung: 06. 07. 2012