Keine Angst vor dem StrlSchG* !

 

*“Gesetz zum Schutz vor der schädlichen Wirkung ionisierender Strahlung“ kurz Strahlenschutzgesetz oder noch kürzer StrlSchG .
Im Internet unter: http://www.gesetze-im-internet.de/strlschv_2018/

Das neue Gesetz trat am 31. Dezember 2018 in Kraft. Es regelt europaweit die zulässige Strahlenbelastung im täglichen Leben und im Beruf. Die Richtlinie 2013/59/Euratom wird damit in nationales Recht übernommen.

Lediglich ein sehr kleiner Teil des Gesetzes beschäftigt sich mit Baustoffen und der von ihnen ausgehenden natürlichen Strahlung.

 

Radioaktivität in Baustoffen

 

Natürliche Strahlung ist überall präsent, man kann sich ihr nicht entziehen. Sie war unter anderem notwendig, um die Entstehung des Lebens auf der Erde zu ermöglichen und sie ist sogar heute noch notwendig, um das Leben zu erhalten!

Die sog. "natürliche Strahlenexposition" wird als Dosis mit der Maßeinheit Sievert angegeben. Diese Dosis ist eine Einheit, welche die verschiedenen Arten von Strahlung in ihrer biologischen Wirkung auf den Menschen vergleichbar macht. Dieser Wert setzt sich zusammen aus der terrestrischen, kosmischen und der inkorporierten Strahlung.
Die Strahlenexposition durch natürliche Quellen beträgt z.B. in Deutschland durchschnittlich 2,1 Millisievert pro Jahr, die übliche Spannweite beträgt 1 - 10 Millisievert pro Jahr.

Baustoffe können natürliche Radionuklide (früher: Radioisotope) in verschiedenen Konzentrationen enthalten.
Für bestimmte, im Gesetz in allgemeiner Form definierte Baustoffe, werden jetzt Messungen verlangt.
Betroffen können sein: Betone, keramische Produkte wie Ziegel, Fliesen etc. und auch Naturstein.

 

Gesteinsfamilien unterscheiden sich in ihrer Belastung

Bedingt durch die Art der Entstehung enthalten bestimmte Gesteinsfamilien durchschnittlich mehr oder weniger Radionuklide.
Kalksteine und Marmore befinden sich meist unteren Ende der Skala, während Granit und granitverwandte Gesteine eher am oberen liegen.

 

Natursteine, „mineralische Primärrohstoffe“

Das Gesetz definiert exakt (Anlage 9 zu § 134 Absatz 1):
Radiologisch relevante mineralische Primärrohstoffe für die Herstellung von Gebäuden mit Aufenthaltsräumen*

Saure magmatische Gesteine, sowie daraus entstandene metamorphe und sedimentäre Gesteine,

Sedimentgestein mit hohem organischem Anteil wie Öl-, Kupfer- und Alaunschiefer,

Travertin.

*Der Begriff Aufenthaltsraum wird allgemein definiert als „ein Raum innerhalb von Gebäuden oder Wohnungen, der für einen längeren Aufenthalt von Menschen geeignet ist“.

 

Bedeutung für die Natursteinwirtschaft

Magmatische Gesteine sind entweder Plutonite (große Magma-Massen welche in Tiefen von 1-10 km in die Erdkruste eingedrungen und dort erstarrt sind) oder Vulkanite (weitgehend erst an der Erdoberfläche erstarrte Laven). Das Gesetz schließt magmatische Gesteine mit einem SiO2 -Gewichtsgehalt von unter 63% (andere Quellen sprechen von 65%) und die daraus entstandenen Metamorphite + Sedimente von der Pflicht zum Nachweis der Strahlung aus.
Der korrekte Anteil von Gew.-% SiO2 lässt sich nur durch eine chemische Analyse ermitteln.

Die Masse der in der Natursteinwirtschaft gehandelten Hartgesteine sind granitische Gesteine, vulkanische Gesteine, sowie die daraus entstandenen Metamorphite und Sedimentgesteine.
Sie fallen meist unter die Prüfpflicht, genau wie Sedimentgesteine mit hohem organischem Anteil und Travertine.

 

Prüfung erforderlich

Wenn Sie für ein Bauvorhaben nachweisen müssen, dass der gelieferte Stein die Vorschriften des Gesetzes erfüllt, ist eine Prüfung erforderlich. Diese Nachweispflicht gilt für folgende Gesteine:

Granitische Gesteine wie  z.B. Alkalifeldspatgranit, Granit*, Granodiorit und Tonalit,
vulkanische Gesteine wie z.B. Alkalirhyolith, Rhyolith, Rhyodacit und Dacit,
sowie die daraus entstandenen Metamorphite (z.B. Orthogneis undMigmatit) und Sedimentgesteine (meist Quarzarenite, Grauwacke etc.),
Ölschiefer und Travertin.

*Es ist jedoch zu beachten, dass nicht alles, was als Granit gehandelt wird, auch tatsächlich Granit ist!
Gefordert ist generell der wissenschaftliche Gesteinsname bestimmt mit einer petrografischen Untersuchung nach EN 12407 und 4.2 von EN 12670

 

Messverfahren

Die Messung (gammaspektrometrische Bestimmung) kann in einem radiometrischen Labor erfolgen.
Gemessen werden die Radionuklide Kalium-40(K-40), Radium-226 (Ra-226) und Thorium-232 (Th-232) in der Einheit Becquerel/kg.
Diese Messergebnisse werden mittels einer recht komplizierten Formel in den Aktivitätsindex umgerechnet.

Zusätzlich zum Index des betreffenden Natursteines muss der Index des Trägermaterials ermittelt werden, entweder aus einer separaten Messung, oder, was praktikabler ist, man nimmt den Index von 20 cm Normalbeton, 0,48.
Diese beiden Indizes werden addiert und ergeben den geforderten Aktivitätsindex I, der den Wert 1 nicht überschreiten sollte.

Dies sollte ausdrücklich in der Konformitätserklärung berücksichtigt werden

Vergisst das Prüfinstitut die Addition, so wird dass Ergebnis des Aktivitätsindex verfälscht, es können sich Abweichungen von über 300% ergeben.

Im Baugewerbe gibt es eine Vielzahl von Trägerkonstruktionen, neben Beton aus den verschiedensten Materialien (Stahl, Holz, Ziegel, Kalksandstein, Bimsbeton, Gasbeton, Estrich, Gipskarton etc.)

Es ist mir allerdings unverständlich, dass ein Produzent/Lieferant/Verleger von Naturstein noch zusätzlich für die Messung des Trägermaterilas verantwortlich sein soll, zumal ihm dies in den meisten Fällen kaum bekannt sein dürfte.

 
Messdauer
Radium-226 ist schwer direkt zu messen (wegen der Überlagerung mit anderen Energielinien, hier vom Uran-235) und wird daher meist über seine Folgeprodukte Blei-214 und Wismut-214 bestimmt.
Voraussetzung dafür ist es jedoch, dass im Probenmaterial ein radioaktives Gleichgewicht herrscht.
Durch die Aufbereitung der Probe (Brechen, Mahlen etc.) entweicht aus dem Radium-226 das Edelgas Radon-222 und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 3,8 Tagen.
Es muss also vor der Messung erst die Einstellung des Gleichgewichts zwischen Radium-226 und Radon-222 abgewartet werden.
Dies dauert etwa 23 Tage.
In dieser Zeit wird die Probe in gasdichten Messbehältern gelagert und dann erst gemessen.
 
Praxistest

Ich habe zur Kontrolle einen recht gleichmäßig mittelkörnigen Granit aus dem Bayerischen Wald mit einigen größeren Feldspat-Einsprenglingen bei drei verschiedenen, DAkkS-zertifizierten Instituten, sowie dem Bundesamt für Strahlenschutz prüfen lassen, das Granulat entstammte der gleichen Probe und wurde zufällig ausgewählt.
Die errechnete Aktivitätsindex I betrug zwischen 0,67 und 0,78.
Bereits bei diesem recht gleichmäßigen Gestein gibt es also Abweichungen von über 15 %.
Weiteres dazu unter: Naturstein – kein homogener Baustoff

 

Aktivitätsindex über dem Wert 1, was tun ?

Die zuständige Behörde des Bundeslandes, in dem der Naturstein abgebaut oder in Verkehr gebracht wird, ist unverzüglich zu informieren, siehe Liste Landesbehörden.

 

Prüfstellen und Kosten

Von 19 angefragten Prüfinstituten antworteten vier abschlägig, zehn antworteten gar nicht.
Fünf Institute erklärten, diese Prüfung durchführen zu können. Alle angegebenen Preise zzgl. MwSt.

 

TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Eine gammaspektrometrische Bestimmung kostet dort € 240,- + € 20 für die Berechnung des Aktivitätsindex und die Ausstellung einer Konformitätserklärung.
Eine Rabattierung bei größeren Mengen ist möglich.
Es ist eine Probenmenge von 1 Liter Granulat erforderlich.
Es kann auch Massivmaterial angeliefert werden, die Herstellung des Granulats kann dann für etwa € 135,- durch den TÜV Süd durchgeführt werden.
Die entsprechenden Formulare können hier heruntergeladen werden:
https://www.tuev-sued.de/uploads/images/1555337569912323020098/auftrag-baustoffradiometrie.pdf
und
https://www.tuev-sued.de/uploads/images/1555337570137922540235/probenbegleitschein-baustoffradiometrie.pdf

 

VKTA Strahlenschutz, Analytik & Entsorgung Rossendorf e.V.
https://www.vkta.de/
Die Bestimmung kostet € 120,- , die Berechnung des Aktivitätsindex € 50,-.
Es ist eine Probenmenge von 200 g Granulat erforderlich.

 

Forschungszentrum Jülich GmbH
https://www.fz-juelich.de/portal/DE/Home/home_node.html
Die Bestimmung kostet € 250,-, die Berechnung des Aktivitätsindex € 20,-.
Es ist eine Probenmenge von 1 Liter Granulat erforderlich.

 

Materialprüfungsamt Nordrhein-Westfalen
https://www.mpanrw.de/home/
Die Bestimmung kostet € 412,- (ab 5 Proben € 272,-), die Berechnung des Aktivitätsindex € 65,-.
Es ist eine Probenmenge von 1 kg Granulat erforderlich.

 

Karlsruher Institut für Technologie, Sicherheit und Umwelt
http://www.kit.edu
Die Bestimmung kostet € 201,-, die Berechnung des Aktivitätsindex ist im Preis enthalten.
Es ist eine Probenmenge von 0,5 bis 1 kg Granulat erforderlich.

 

Probenvorbereitung

Zur Vermeidung von oft erheblichen Mehrkosten kann das Material vom Einsender selbst zerkleinert werden, Größe der Gesteinsbruchstücke unter 20 mm Kantenlänge.
Auf jeden Fall angegeben werden muss die Flächendichte (kg/m²).
Sie errechnet sich aus der Materialdicke und der Dichte.
Ein durchschnittlicher Granit von 3 cm Dicke und der Dichte 2,65 kg/dm³ kommt dann etwa auf eine Flächendichte von 79,5 kg/m².

Wichtig:
Je größer die Flächendichte, desto höher der Aktivitätsindex I, der ja den Faktor 1 nicht überschreiten sollte.

Wenn man also die Materialdicke `z.B. von 3 cm auf 2 cm verringert, wird der Aktivitätsindex deutlich kleiner !

 

Prüfung nicht erforderlich

Eine Gammaspektrometrische Bestimmung ist in folgenden Fällen nicht erforderlich:

Für nicht-saure magmatische Gesteine (und die daraus entstandenen metamorphen und sedimentären Gesteine), für calcit- und dolomitreiche sedimentäre Gesteine wie z.B. Kalkstein und Dolomitstein, und siliziumarme Metamorphite, z.B. Calcitmarmor und Dolomitmarmor.

Für Tischplatten, Möbelabdeckplatten, Küchenarbeitsplatten, denn das sind keine Baustoffe im Sinne des Strahlenschutzgesetzes.

Auch nicht für im privaten und öffentlichen Außenbereich eingesetzte Natursteine, wie Pflastersteine oder Pflasterplatten, Bordsteine, Terrassenplatten, Palisaden, Außentreppen, Stadtmöbel, Grabsteine etc.

 

Naturstein – kein homogener Baustoff

Die Macher des Strahlenschutzgesetzes waren sich offensichtlich nicht im Klaren darüber, dass Natursteine keine homogenen Baustoffe sind.

So gibt es diverse Gesteine, die schon beim Betrachten einer Musterplatte Im Format 15 x 20 cm erkennen lassen, dass z.B. einige Minerale in Partien gehäuft auftreten. Es gibt Bänder oder Lagen unterschiedlichster Mineralzusammensetzung.
Noch krasser wird das Bild, wenn man eine oder mehrere Rohtafeln, oder gar das ganze Vorkommen betrachtet.

Da die für die Strahlung verantwortlichen Radionuklide größtenteils an gewisse Minerale gebunden sind, hat die Auswahl der zu prüfenden Partie in allen diesen Fällen Einfluss auf das Messergebnis. Ein für bestimmte Handelssorten repräsentatives Messergebnis zu erzielen, ist so nicht möglich.

   
Musterplatte Czezlak Tonalit Musterplatte Sivakasi
   
Musterplatte Via Lattea Musterplatte Vendome
   
Rohplatte Azul Galactico Rohplatte Four Seansons
   
 

Problematisch finde ich die Probename bei nicht homogenen Gesteinen, und das sind recht viele, meiner Schätzung nach wohl  30 % oder mehr.

Das Bundesamt für Strahlenschutz rät dazu, eine "repräsentative Probe" zu verwenden.

Jeder, der sich näher mit Natursteinen beschäftig, weiss, das es nicht möglich ist, eine repräsentative Probe von 0,5 bis 1 kg für ein ganzes Vorkommen zu erstellen.

 

Fazit

Es zeichnet sich ab, dass kein in Deutschland abgebauter Naturwerkstein (bei einer Materialdicke bis zu 3 cm) den Referenzwert von 1 Millisievert/Jahr überschreitet.
Für importierte Gesteine ist keine Vorhersage möglich.

Alles in Allem kann man sagen, dass die Vorschriften des neuen Strahlenschutzgesetzes, die Prüfung von Natursteinen betreffend, völlig praxisfremd sind.

Dennoch ist, wenn Sie für ein Bauvorhaben nachweisen müssen, dass der gelieferte Stein die Vorschriften des Gesetzes erfüllt, für gewisse Steine eine Prüfung erforderlich.

Es wäre sinnvoll (wg. der Problematik Trägermaterial + nicht homogene Gesteine), wenn der Gesetzgeber alle Gesteine, die nur als Hüllflächen (Wand- und Deckenverkleidung) verwendet werden (das wären wohl nahezu alle) ausdrücklich von der Pflicht zur Prüfung ausnehmen würde, zumal mir bisher kein Gestein bekannt ist, welches den Aktivitätsindex 1 überschreitet.

 

Danke

Ich bedanke mich ausdrücklich beim Bundesamt für Strahlenschutz.
Frau Wichterey hat über mehrere Monate mit unendlicher Geduld alle meine Fragen zu meiner vollsten Zufriedenheit beantwortet.

Auch hatte sich das BfS bereit erklärt, zur Kontrolle meine Rückstellprobe separat zu messen und den Aktivitätsindex zu berechnen

 

Klaus Börner,
letzes Update 27. August 2019

Eine Veröffentlichung, auch von Auszügen, bedarf der Zustimmung des Autors.
Kontakt: kb@abraxas-stone-experts.com

 
 

Dieser Text erschien, in etwas abgewandelter Form, in der September-Ausgabe der Zeitschrift STEIN innerhalb einer Sonderberichterstattung zur novellierten Strahlenschutzverordnung.

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