The Genesis of the Linear No-Threshold Hypothesis and the Delayed Protection of Reproductive Health, 1900–1960s
Main Article Content
Abstract
Objectives: This paper examines how the Linear No-Threshold hypothesis emerged in radiation research and why its adoption did not immediately translate into specific radiological protection guidelines for pregnant women and women of reproductive capacity. It analyses the tension between early scientific warnings about reproductive harm and the continued medical and institutional use of ionizing radiation.
Methods: The study is based on a historical reconstruction of medical and scientific debates on the reproductive risks of ionizing radiation from around 1900 to the 1960s. It draws on animal experiments, clinical practices, wartime and postwar research, and the positions of key institutions and scientists, including Hermann J. Muller, Alice Stewart, the Atomic Bomb Casualty Commission, and the International Commission on Radiological Protection.
Results: Despite early evidence of reproductive harm from animal studies, radiation was widely used in human medicine, including in potentially pregnant women, and even for pregnancy diagnosis. Nazi Germany exploited the sterilizing effects of radiation, and after World War II, the Atomic Bomb Casualty Commission reported increased risks of microcephaly in children born near atomic blast sites. Although Muller and Stewart strongly warned against radiation exposure to reproductive organs and supported a no-threshold interpretation of risk, conflicting analyses of epidemiological data – particularly at low doses – generated uncertainty. These disagreements delayed regulatory consensus within the International Commission on Radiological Protection.
Conclusion: The delay in issuing specific radiological protection recommendations for pregnant women until 1965 cannot be explained by ignorance of risk. Rather, it resulted from unresolved scientific disputes, institutional caution, and the difficulty of translating genetic theory and uncertain epidemiological evidence into binding regulatory standards. This case study thus highlights the intricate entanglement of scientific knowledge, political interests, and institutional authority in the making of regulatory standards.
Article Details
The Medical Research Archives grants authors the right to publish and reproduce the unrevised contribution in whole or in part at any time and in any form for any scholarly non-commercial purpose with the condition that all publications of the contribution include a full citation to the journal as published by the Medical Research Archives.
References
2. Calabrese, E. J. (2020). The Muller-Neel dispute and the fate of cancer risk assessment. Environmental Research, 190, https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.109961.
3. Rentetzi, M. (2025). A Gold Standard of Science: Revisiting the Complex Ties Between Federal Power and Science Policy. Medical Research Archives, 13, 9, https://doi.org/10.18103/mra.v13i9.6830.
4. Beyea J. (2025). False and misleading claims of scientific misconduct in early research into radiation dose-response: Part 1. Overlooking key historical text. Health Physics, 128, 6, 507-523, https://doi.org/10.1097/hp.0000000000001932.
5. Beyea J. (2016). Response to “On the origins of the linear no-threshold (LNT) dogma by means of untruths, artful dodges and blind faith”. Environmental Research, 148, 527–534, https://doi.org/10.1016/j.envres.2016.01.039.
6. Creager, A. N. H.: Life Atomic (2013). A History of Radioisotopes in Science and Medicine. University of Chicago Press.
7. Rentetzi, M., Creager, A. N. H., Lindee, M. S. (2025). Negotiating Radiation Protection in the Nuclear Age. University of Pittsburgh Press, https://doi.org/10.2307/jj.37053998.
8. Rentetzi, M. (2025) Living with Radiation: A Visual History of Radiation Protection in the Long 20th Century. Cleio Press.
9. Hamblin, J. D. (2013). Arming Mother Nature: The Birth of Catastrophic Environmentalism. Oxford University Press.
10. Bohn, G. (1903). Influence des rayons du radium sur les animaux en voie de croissance. Comptes-Rendus des Séances de l’Académie des Sciences, 136, 1012–1013.
11. Bohn, G. (1903). Influence des rayons du radium sur les oeufs vierges at fécondés et sur les premiers stades du développement. Comptes-Rendus des Séances de l’Académie des Sciences, 136, 1085–1086.
12. Perthes, G. (1904). Versuche über den Einfluß der Röntgenstrahlen und Radiumstrahlen auf die Zellteilung. Deutsche medizinische Wochenschrift, 30, 18, 668–670.
13. Schaper, A. (1904). Experimentelle Untersuchungen über den Einfluß der Radiumstrahlen und der Radiumemanation auf embryonale und regenerative Entwicklungsvorgänge, Anatomischer Anzeiger, 25, 298–314 and 326–337.
14. Gilman, Ph. K., Baetjer F. H. (1904). Some effects of the Roentgenrays on the development of embryos. American Journal of Physiology, 10, 222–224.
15. Tur, J. (1906). Sur l’influence des rayons du radium sur le développement de la rousette (Scyllium camicula). Archives de Zoologie Expérimentale et Générale, 4, 5, 34–48.
16. Bergonié, J., Tribondeau, L. (1906). De quelques résultats de la radiothérapie et essai de fixation d’une technique rationnelle. Comptes-Rendus des Séances de l’Académie des Sciences, 143, 983–985.
17. Fritz-Niggli, H. (1959). Strahlenbiologie. Thieme-Verlag, 204.
18. Albers-Schönberg, H. (1903). Über eine bisher unbekannte Wirkung der Röntgenstrahlen auf den Organismus der Tiere. Münchner medizinische Wochenschrift 50, 1859–1860.
19. Tousey, S. (1905). In discussion of a paper by Edward C. Titus. Journal of Advanced Therapeutics 23, 650.
20. Fellner, O. O., Neumann, F. (1907). Der Einfluß der Röntgenstrahlen auf die Eierstöcke trächtiger Kaninchen und auf die Trächtigkeit. Zeitschrift für Heilkunde, 28, 162–202.
21. Lengfellner, K. (1906). Über Versuche von Einwirkung der Röntgenstrahlen auf Ovarien und den schwangeren Uterus von Meerschweinchen. Münchner medizinische Wochenschrift, 53, 2147–2148.
22. Hippel, E. v., Pagenstecher, H. E. (1907). Über den Einfluß des Cholins und der Röntgenstrahlen auf den Ablauf der Gravidität. Münchner medizinische Wochenschrift, 54, 452–456.
23. Försterling, K. (1907). Wachstumsstörungen infolge von Röntgenisierung. Verhandlungen der deutschen Röntgengesellschaft, 3, 126–128.
24. Fraenkel, M. (1911). Die Röntgenstrahlen in der Gynäkologie. Mit einem Ausblick auf ihren künftigen Wert für soziale und sexuelle Fragen. Verlagsbuchhandlung Richard Schoetz, 192.
25. Berven, E. (1939). Tage Sjogren: In Memoriam. Acta Radiologica, 20, 3, 215.
26. Forssell, G. (1931). Über die Beständigkeit der Radioheilung maligner Tumoren. In: P. Lazarus (ed.). Handbuch der gesamten Strahlenheilkunde, vol. 2: Strahlenklinik und spezielle therapeutische Methodik. Verlag von J. F. Bergmann, 457–512.
27. Grubbé, É. H. (1949). X-Ray Treatments. Its Origin, Birth and Early History. Bruce Publishing Co.
28. Hodges, P. C. (1964). The Life and Times of Emil H. Grubbe. University of Chicago Press.
29. [Anon.] (1957). Pioneer in X-ray Therapy. Science, 125, 3236, 18–19.
30. Mould, R. F. (2018). William James Morton (1845–1920). Author of America’s first X-ray textbook. NOWOTWORY Journal of Oncology, 68, 3, 161–166.
31. Campos, L. A. (2015). Radium and the Secret of Life. University of Chicago Press, 50–51.
32. Golan, T. (2011). The X-Ray: Or, Photography of the Invisible and Its Value in Surgery (1896) William J. Morton with Edwin W. Hammer. In: M. Sappol (ed.). Hidden Treasure. The National Library of Medicine. Blast Books, 220.
33. Mould, R. F. (1995). The Early History of X-Ray Diagnosis with Emphasis on the Contributions of Physics 1895–1915. Physics in Medicine and Biology, 40, 11, 1741–1787.
34. Frobenius, W. (2003). Röntgenstrahlen statt Skalpell. FAU University Press.
35. Schneider, G. H. (1931). Grundriß der Röntgensterilisierung. Beobachtungen an 315 Fällen. Verlag S. Karger, 1.
36. Moser, G. (2014). ’Röntgenkunde und Volksgesundheit:’ Radiologie und Röntgenologie in der NS-Erbgesundheitspolitik. RöFö, 186, 3, 214.
37. Dross, F. (2016). ’Ausführer und Vollstrecker des Gesetzeswillens’ – die Deutsche Gesellschaft für Gynäkologie im Nationalsozialismus. Geburtshilfe und Frauenheilkunde, 76, 46.
38. Ludwig, H. (1999). Die Reden: Eröffnungsansprachen zu den Kongressen der Gesellschaft 1886–1998. Springer-Verlag, 101–104.
39. Eymer, H. (1913). Die Röntgenstrahlen in Gynäkologie und Geburtshilfe. Lucas Gräfe & Sillem.
40. Ludwig, H. (2004). Ernst Bumm (1858–1925): Forscher, Lehrer, Leitfigur. Der Gynäkologe, 37, 863–866.
41. David, M., Lienert, M., Ebert, A. D. (2018). Vor 100 Jahren – „Schwangerschaft und Geburt im Röntgenbilde“ von Kurt Warnekros. Geburtshilfe und Frauenheilkunde, 78, 11, 1036–1038.
42. Fraenkel, M. (1912). Röntgenstrahlenversuche an tierischen Ovarien zum Nachweis der Vererbung erworbener Eigenschaften. Archiv für mikroskopische Anatomie, 80, 1, 61–77.
43. David, M. (2006). Albert und Gustav Döderlein-ein kritischer Blick auf zwei besondere Lebensläufe deutscher Ordinarien. Zentralblatt für Gynäkologie, 128, 2, 56–59.
44. Flaskamp, W. (1928). Hundert Jahre Erlanger Frauenklinik. Klinische Wochenschrift, 7, 967.
45. Edling, L. (1924). Roentgen Diagnosis of Pregnancy. Radiology, 2, 1, 1–6.
46. Kirschmann, K. (1930). Das Röntgenverfahren. Ein Lehrbuch für den Arzt und die technische Assistentin. Thieme Verlag.
47. Fischer, M. (9.12.1938). Die technische Assistentin. NS-Volksblatt für Westfalen, 18.
48. Murphy, M. (2006). Sick Building Syndrome and the Problem of Uncertainty: Environmental Politics, Technoscience, and Women Workers. Duke University Press.
49. Wertheimer, B. (1977). We Were There: The Story of Working Women in America. Pantheon Books.
50. Jensen, J. M., Davidson, S. (1984). A Needle, A Bobbin, A Strike: Women Workers in Industrial America. Temple University Press.
51. Bock, G. (1986). Zwangssterilisation im Nationalsozialismus. Studien zur Rassenpolitik und Frauenpolitik. Westdeutscher Verlag.
52. Frietsch, E., Herkommer, Ch. (2009). Nationalsozialismus und Geschlecht. Zur Politisierung und Ästhetisierung von Körper, »Rasse« und Sexualität im »Dritten Reich« und nach 1945. Transcript.
53. Muller, H. J. (12.12.1946). Nobel Lecture. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1946/muller/lecture/ (last accessed 23.1.2026).
54. Lindee, S. (1994). Suffering Made Real. American Science and the Survivors at Hiroshima, University of Chicago Press.
55. Yamazaki, J. N., Wright, St. W., Wright, Ph. M. (1954). Outcome of Pregnancy in Women exposed to the Atomic Bomb in Nagasaki. A.M.A. American Journal of the Disease of Children, 87, 4, 448–463.
56. Yamazaki, J. N., Wright, St. W., Wright, Ph. M. (1954). A study of the outcome of pregnancy in women exposed to the atomic bomb blast in Nagasaki. Journal of Cellular Physiology Supplement, 43, 1, 319–328.
57. Lauriston Sale Taylor (1979). Organization for Radiation Protection. The Operations of the ICRP and NCRP 1928—1974. U. S. Department of Energy, 8-134.
58. Stewart, A., Webb, J., Giles, D., Hewitt, D. (1956). Malignant Disease in Childhood and Diagnostic Irradiation in Utero. The Lancet, 447.
59. Smith, A. (1968). The Science of Social Medicine. Staples Press, 126.
60. Greene, G. (²2017). The Woman Who Knew Too Much. Alice Stewart and the Secrets of Radiation. The University of Michigan Press, 84.
61. MacMahon, B. (1962). Prenatal X-ray Exposure and Childhood Cancer. Journal of the National Cancer Institute, 28, 1173–1179.
62. Jablon, S., Kato, H. (1970). Childhood Cancer in Relation to Prenatal Exposure to Atomic-Bomb Radiation. The Lancet, 1000–1003.