Strahlenbelastung im Flugzeug

Piloten und fliegendes Kabinenpersonal erkranken ca. doppelt so häufig an schwarzem Hautkrebs (Melanom) wie die durchschnittliche Bevölkerung [1]. Dies zeigte eine übergreifende Analyse der Arbeitsgruppe von Sanlorenzo aus 19 wissenschaftlichen Studien mit insgesamt  ca. 270 000 Teilnehmern aus 11 Ländern. Als Ursache vermutet man die erhöhte Strahlenbelastung im Flugzeug, die in großen Höhen verstärkt auftritt.

Verdächtige sind: Die ionisierende Strahlung oder die elektromagnetische UV-Strahlung.

Ionisierende Strahlung

Die ionisierende Strahlung ist eine hochenergetische Teilchenstrahlung  von unterschiedlichen Elementarteilchen wie z. B. Protonen, Neutronen, Elektronen, ionisierten Atomen und Gamma-Strahlen.

Es gibt 3 wesentliche Quellen für ionisierende Strahlung:

1. Kosmische  oder Höhen-Strahlung: Sie stammt von der Sonne und anderen natürlichen Himmelskörpern im All und prasselt von allen Seiten auf unsere Erde ein. Manche Anteile davon durchdringen mühelos Gebäude oder Flugzeughüllen. Sie beträgt in
   1. Hamburg, auf Meereshöhe 5 m 0,03 µS/h
   2. Mont Blanc, 4807 m, 0,3 µS/h
   3. Mount Everest, 8848 m, 3 µS/h
   4. Flugzeug Reisehöhe bis ca. 12500 m, bis 11 µS/h.
2. Erdstrahlung: Einige Gesteinsarten der Erdoberfläche unterliegen einem natürlichen radioaktiven Zerfall und senden dabei ionisierende Strahlung aus. Manche setzen dabei  auch das radioaktive Edelgas Radon frei.
3. Medizinisch genutzte Strahlenquellen: Für bildgebende Verfahren wie z. B. Röntgenaufnahmen oder die Computerrtomografie werden ionisierende Strahlen eingesetzt, ebenso in  der Strahlentherapie.

Die Einheit Sievert (Sv) ist eine Maßeinheit für biologisch gewichtete Strahlendosen ionisierender Strahlung.

Unterschiede der ionisierende Strahlen auf der Erdoberfläche oder in großen Höhen

• Die kosmische Strahlung ist am Erdboden niedriger, Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle in der Atmosphäre schwächen sie ab. Die Strahlungsintensität nimmt mit der Höhe zu.
• Besonders intensiv ist sie an den geomagnetischen Polen der Erde.
• Die Intensität der kosmischen Strahlung schwankt in Abhängigkeit von der Eigenrotation der Sonne (28 Tage) und vom elfjährigen Sonnenfleckzyklus. Eine schwache Sonnenaktivität bedeutet eine Zunahme der kosmischen Strahlung.
• Die Erdstrahlung ist abhängig von der lokalen Zusammensetzung des Gesteins.
• Die jährliche Hintergrundstrahlung (die Summe aus kosmischer Strahlung und Erdstrahlung) beträgt in Deutschland im Durchschnitt ca. 2 mSv pro Jahr.

Weitere Dosis- und Grenzwerte für ionisierende Strahlung in Deutschland finden Sie in folgender Tabelle (gemäß den Angaben des Bundesministeriums für Strahlenschutz).

Der Himmel als Arbeitsplatz birgt Gefahren

Seit langem ist bekannt, dass das fliegende Personal (inklusive Piloten) während der Arbeitszeit am Himmel einer erhöhten kosmischen Strahlung ausgesetzt ist. Die berufliche Strahlenbelastung liegt bei 2 bis 9 mSv pro Jahr [2]. Sie liegt damit immer noch unter der zulässigen jährlichen Dosis von 20 mSv/Jahr für berufliche Strahlenbelastung. Dieser Wert wurde durch die International Commission on Radioligical Protection (ICRP) festgelegt.

Zusätzlich ist die Strahlenbelastung im Zeitraum von 2004 bis 2009 um ca. 20 % angestiegen. Man vermutet, dass dies durch die schwächere Sonnenaktivität verursacht wird.

Zur Zeit erkranken in den USA von 1000 Personen 220 an Krebs. Durch die zusätzliche berufsbedingte Dosis an ionisierender Strahlung in großen Höhen steigt das Krebsrisiko auf 223 von 1000 [2].  Die Verdopplung der Melanomzahlen in der Berufsgruppe des fliegenden Personals lässt so also nicht erklären.

Außerdem ist unklar inwieweit die ionisierende Strahlung generell an der Melanomenstehung beteiligt ist. Die bisher dazu erschienen Studien hatten entweder methodische Einschränkungen oder nur geringe Fallzahlen [3].

Belastung durch UV-Strahlung am himmlischen Arbeitsplatz

Dagegen gilt die UV Strahlung als einer der Hauptauslöser für die Bildung von Melanomen. „Als wichtigster exogener Risikofaktor gilt die natürliche oder künstliche UV-Exposition durch Sonne oder Solarien,….“ Zitat Robert Koch Institut.

Die Scheiben im Flugzeug bestehen aus Polykarbonaten oder Verbundglas welche weniger als 1 % UVB Strahlung durchlassen. Bei der Durchlässigkeit für UVA Strahlung gibt es allerdings große materialabhängige Unterschiede von 0,41 % bis  53,5 %  Durchlässigkeit [1].

Die UV Intensität nimmt alle 900 Höhenmeter um ca. 15 % zu. Daraus resultiert, dass die UV Strahlung auf einer Reiseflughöhe von ca. 9000 m doppelt so stark ist wie auf dem Boden. Dazu kommt, dass eine Wolkendecke wie eine Schneefläche wirken kann und 85 % der UV Strahlung reflektiert.

Eine solcher Art gesteigerte UV-Belastung kann durchaus als Mitverursacher der vermehrten Melanomentstehung in Betracht gezogen werden.

Die Studien der Arbeitsgruppe von Sanlorenzo ergaben:

• Dass die UVA Belastung eines Piloten bei einem 1 stündigen Flug einem 20 minütigen Solariumsaufenthalt entsprechen kann, in Abhängigkeit von der Wetterlage, Flughöhe und Flugroute.
• Ein 2,22-fach erhöhtes Risiko für Piloten und ein 2,09-fach erhöhtes Risiko für das Kabinenpersonal.
• Einen 2,38-fachen Risikofaktor für männliche und einen 1,93-fachen Risikofaktor für weibliche Mitarbeiter [4].

Weitere Belastungen für diese Berufsgruppe, die bei der Melanomentstehung eine Rolle spielen können:

• In die Kabinenluft gelangen mitunter Öldämpfe oder Enteisungsmittel.
• Die Ozonbelastung in der Flugkabine ist erhöht.
• Das fliegende Personal verbringt möglicherweise mehr Freizeit unter der südlichen Sonne als andere Berufsgruppen.

Die Studien von Sanlorenzo machen keine Aussagen über das Risiko anderer Viel- oder Normalflieger.

Wir haben also gelernt:

1. Flugzeugscheiben sind, ähnlich wie Autoscheiben, durchlässig für UVA.

2. Die UVA Belastung kann sich aufgrund der großen Höhe mehr als verdoppeln.

3. Daraus folgt für uns: Die Anwendung von Sonnencreme fürs Gesicht, ist auch im Flugzeug durchaus sinnvoll! Besonders wenn Sie gerne am Fenster sitzen.

Literatur:

[1]           M. Sanlorenzo, M. R. Wehner, E. Linos, J. Kornak, W. Kainz, C. Posch, I. Vujic, K. Johnston, D. Gho, G. Monico, J. T. McGrath, S. Osella-Abate, P. Quaglino, J. E. Cleaver, and S. Ortiz-Urda, “The risk of melanoma in airline pilots and cabin crew: a meta-analysis,” JAMA Dermatol., vol. 151, no. 1, pp. 51–58, Jan. 2015.

[2]           W. Friedberg, D. N. Faulkner, L. Snyder, E. B. Darden, and K. O’Brien, “Galactic cosmic radiation exposure and associated health risks for air carrier crewmembers,” Aviat. Space Environ. Med., vol. 60, no. 11, pp. 1104–1108, Nov. 1989.

[3]           V. Rafnsson, J. Hrafnkelsson, H. Tulinius, B. Sigurgeirsson, and O. Hjaltalin, “Risk factors for cutaneous malignant melanoma among aircrews and a random sample of the population,” Occup. Environ. Med., vol. 60, no. 11, pp. 815–820, Nov. 2003.

[4]           M. Sanlorenzo, I. Vujic, C. Posch, J. E. Cleaver, P. Quaglino, and S. Ortiz-Urda, “The Risk of Melanoma in Pilots and Cabin Crew: UV Measurements in Flying Airplanes,” JAMA Dermatol., vol. 151, no. 4, pp. 450–452, Apr. 2015.