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Gliederung:
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1. Radioaktive Strahlung in Biologie und Chemie
1.1 Wirkung auf Keimlinge
1.2 Sterilisation von Geräten und Implantaten
1.3 Bestrahlung von Lebensmitteln
1.4 Farbänderung bei Edelsteinen und Gläsern
2. Radioaktive Strahlung in der Medizin
2.1 Kampf gegen Tumor mit Neutroneneinfang
2.2 Rheumatherapien mit Radiosynoviorthese
2.3 Schilddrüsentumor und Radioiodtherapie nach der Operation
3. Radioaktive Strahlung in der Technik
3.1 Rauchmelder - Ionisationsmelder
3.2 Verwendung von Luminiszenzlicht
3.3 Füllstandsmessung
1. Radioaktive Strahlung in Biologie und Chemie
1.1 Wirkung auf Keimlinge
- bestrahlt man Keimlinge mit radioaktiver Strahlung, so bewirkt eine geringfügige
Bestrahlung einen positiven Effekt, starke Bestrahlung hingegen ist sehr negativ
(Das Bild auf Folie)
1.2 Sterilisation von Geräten und Implantaten
- Sterilisierung, d.h. Beseitigung pathogener (krankheitserregend) und apathogenen (nicht
krankheitserregend) Mikroorganismen, erfolgt in der Regel durch Erhitzung mit
verschiedenen Verfahren
- für hitzeempfindliche Materialien wird aber auch Sterilisation durch Strahlung angewandt
- sie ist aufgrund des Arzneimittelgesetz (AMG) eigentlich verboten
- ist aber in einigen Fällen über besondere Rechtsverordnungen erlaubt
- als Strahlungsquelle verwendet man hauptsächlich Gammastrahlung, aber verstärkt auch
Elektronenstrahlung aus Beschleunigeranlagen
1.3 Bestrahlung von Lebensmitteln
- der Einsatz von ionisierenden Strahlen (Gamma-, Röntgen- oder Elektronenstrahlen), stellt
eine Möglichkeit dar, Lebensmittel vor dem Verderb zu schützen
- zusätzlich wird auch der einwandfreie hygienische Zustand eines Produktes gewährleistet
- für Bestrahlung von Lebensmitteln werden bislang Gamma- u. Elektronenstrahlen eingesetzt
- es gibt aber auch andere klassische Konservierungsverfahren
- deshalb wird diskutiert, ob Bestrahlung überhaupt notwendig zur Konservierung ist
- ob die Bestrahlung von Lebensmitteln gesundheitliche unbedenklich ist, wurde in
umfangreichen Tierversuchen geprüft
- von der FAO (Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation) und WHO wird für die
Lebensmittelbestrahlung empfohlen 10 Kilogray (kGy à Maßeinheit der Energiedosis) nicht
zu überschreiten
- so wird die Zahl der Mikroorganismen verringert, die den Verderb bewirken und Krankheiten
auslösen und damit die hygienische Qualität verbessert
- nach der Bestrahlung in Lebensmitteln treten nur geringe chemische Veränderungen auf
- nach aktuellem Kenntnisstand verursachen sie aber keine gesundheitsschädigenden Schäden
- man sieht einem Lebensmittel also äußerlich nicht an, ob es bestrahlt wurde
- innerhalb der EU wird sie vor allem in FR, den Niederlanden und in Belgien eingesetzt
- in Deutschland besteht ein Bestrahlungsverbot und ein Verbot für das Inverkehrbringen
bestrahlter Lebensmittel
1.4 Farbänderung bei Edelsteinen und Gläsern
- bestrahlt man Edelsteine, Gläser oder pigmentierte Kunststoffe mit radioaktiver Strahlung, so
verändern sie ihre Farbe
- Anfang der 70er Jahre wurde entdeckt, dass farbloser Topas (Edelstein) durch Bestrahlung
und anschließendes Erhitzen intensiv blaue Farbtöne aufwies
- inzwischen werden pro Jahr mehrere Tonnen Topas bestrahlt und verarbeitet
- Edelsteine werden energiereicher elektromagnetischer Strahlung (Beta-, Gamma- oder
Röntgen-Strahlung) ausgesetzt
- manchmal auch mit Elementarteilchen (Neutronen, Protonen) bombardiert
- der Umgang mit radioaktiven Edelsteinen (Lagerung, Be- und Verarbeitung) erfordert eine
Genehmigung, wenn die spezifische Aktivität des Steins 0,5 Bq/gr überschreitet
2. Radioaktive Strahlung in der Medizin
2.1 Kampf gegen Tumor mit Neutroneneinfang
- Ärzte von der Universität Pavia halfen einem Kranken, den ihre Kollegen schon fast
aufgegeben hatten
- sie bestrahlten seine Leber - allerdings ohne den Patienten selbst
- sie entnahmen das von Metastasen befallene Organ aus seinem Körper, beschossen es mit
Neutronen und setzten es dann wieder ein
- die OP dauerte 46 Stunden
- aber schon ein Jahr danach, war der Patient gesund
- er hatte an Dickdarmkrebs gelitten, der über 20 Tochtergeschwülste in die Leber ausgestreut
hatte
- für die Bestrahlung wählten die Ärzte eine besondere Methode
- herkömmliche Bestrahlungsverfahren hätten angesichts der großen Zahl von Metastasen zu
viel Lebergewebe zerstört
- deshalb verwendeten die Ärzte die Neutroneneinfangtherapie(BNCT)
à û Patienten wird ein borhaltiges Medikament in die Blutbahn gespritzt
û Tumorzellen reichern viel Bor an, das durch Neutronenbeschuss radioaktiv wird
û das tötet sogar Krebszellen, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind
û die BNCT hat somit einem Chirurgen viel voraus, aber medizinisch nutzbare
Neutronenquellen sind selten und kostspielig
- in Deutschland gibt es keine Neutroneneinfangtherapie
- die Methode muss vor einer Routine-Anwendung noch systematisch überprüft werden
2.2 Rheumatherapien mit Radiosynoviorthese
- Rheumapatienten, bei denen einzelne Gelenke besonders schwer betroffen sind, können mit
dem Verfahren der Radiosynoviorthese behandelt werden
- das ist eine nuklearmedizinischen Therapie, bei der ein Radiopharmakon direkt in das
schmerzende, ruhiggestellte Gelenk gespritzt wird
- dort zerstört es die Zellen der wuchernden, entzündeten Gelenkinnenhaut, die die Schmerzen
verursacht
- man verwendet radioaktive Substanzen (Beta-Strahler), deren Strahlung im Gewebe nur eine
Reichweite von wenigen Millimetern hat
- dadurch beschränkt sich die Wirkung der Strahlen nur auf entarteten Zellen der
Gelenkinnenhaut
- das umliegende Gewebe wird nicht geschädigt
- die Radiosynoviorthese kann problemlos wiederholt werden
2.3 Schilddrüsentumor und Radioiodtherapie nach der Operation
- der größte Teil aller Schilddrüsentumoren hat die Fähigkeit, Iod auch in der Form von
radioaktivem Iod 131J zu speichern
- entartete Schilddrüsenkrebszellen reichern weniger Iod an als normales Schilddrüsengewebe - die Speicherung von radioaktivem Iod in den Tumorzellen ist also geringer als im normalen
Schilddrüsengewebe
- deshalb erkennt man Tumore im Iod-Szintigramm als dunkle Flecken
- bei der Behandlung wird der Schilddrüsentumor und auch die gesamte normale Schilddrüse
operativ entfern
- auch ein erfahrener Chirurg ist wegen der sonst zu befürchtenden Nebenwirkungen meist
nicht in der Lage, die Schilddrüse wirklich komplett operativ zu entfernen
- deshalb wird oft ca. 4 Wochen nach einer Schilddrüsenoperation eine Radioiodtherapie
angesetzt
- durch die Therapie wird das verbliebene Schilddrüsenrestgewebe (und darin möglicherweise
enthaltene Tumorzellen) ausgeschaltet
- im Schilddrüsenrestgewebe wird intensiv radioaktives Iod angereichert
- dadurch ist es möglich, bei weitgehender Schonung des gesunden Gewebes, die Tumorzellen
abzutöten
3. Radioaktive Strahlung in der Technik
3.1 Rauchmelder - Ionisationsmelder
- als erste \"Rauchmelder\" dienten zwei Vögel, die im Brandfall mit Rauchvergiftung von der
Stange fielen und mit ihrem Körpergewicht den Alarm auslösten
- die ersten technischen Rauchmelder waren Ionisationsmelder
- sie bestehen aus zwei Kammern
- eine offenen Messkammer und eine geschlossenen Referenzkammer
- in diesen Kammern wird die Luft durch ein radioaktives Element ionisiert
- und es befinden sich je zwei Elektroden in den Kammern
- durch Anlegen einer Gleichspannung stellt sich ein definierter Strom ein
- wenn nun Rauch in die Messkammer eintritt, lagern sich die Ionen an den Rauchpartikel ab
- die schwereren Rauchpartikel bewegen sich langsamer als die Luftmoleküle
- dadurch wird der Strom geändert
- überschreitet diese Stromschwankung einen definierten Schwellenwert, wird Alarm ausgelöst
- der Vorteil der Ionisationsrauchmelder liegt in ihrem fast universellen Einsatzgebiet
- sie erkennen sowohl nicht sichtbare Aerosole, wie sie bei einem offenen Feuer auftreten, als
auch große Rußpartikel, wie sie bei einem Schwelbrand auftreten
- Nachteil: eine Beachtung der Strahlenschutzverordnung ist erforderlich
- von den Meldern wird zwar nur äußerst wenig Radioaktivität ausgesandt
- Hersteller müssen aber trotzdem Kenntnisse der Strahlenschutzverordnung nachweisen
- und die Feuerwehr muss im Brandfall zusätzlich auf radioaktive Verschmutzung achten
- die Entsorgung von radioaktivem Sondermüll ist sehr kostenintensiv, so dass diese
Rauchmelder heute immer weniger Verwendung finden
3.2 Verwendung von Luminiszenzlicht
- nach dem Ersten Weltkrieg begann die schweizerische Uhrenindustrie einen leuchtenden
Farbstoff herzustellen
- sie gaben zu Zinksulfidkristallen radioaktive Substanzen dazu
- die Uhren konnten somit auch im Dunkeln ohne elektrische oder mechanische Eingriffe
abgelesen werden
- als Strahler wurden vor allem 226Ra (Radium) und 147Pm (Promethium) verwendet
- heute ist die Zulassung für Radium und Promethium sehr unterschiedlich
- deshalb wird hauptsächlich der sehr schwachen Betastrahler Tritium verwendet, der in allen
Ländern erlaubt ist
3.3 Füllstandsmessung
- an schwer zugänglichen Behältern eignet sich zur Bestimmung des Füllstandes eine
Strahlungsquelle
- die durchstrahlt einen Behälter, an dessen gegenüberliegender Seite ein Detektor angebracht
wird
- aus der am Detektor ankommenden Strahlung kann man den Füllstand ablesen
- aber da die Vorschriften an Sicherheitsvorkehrungen und Personalausbildung bei
Verwendung von Strahlern sehr streng sind, wird diese Art der Messung heute nur noch
selten gebraucht
Begriffserklärung:
Topas: - Mineral, Aluminiumfluorosilicat
- Edelstein
- hat einen glasartigen Glanz
- ist durchsichtig bis durchscheinend und farblos, gelb, grün, blau oder rot
- kommt in Gneis oder Granit vor
Gray: - physikalische Einheit für die Energiedosis
- Symbol gray oder gy
- 1 Gray = Energiedosis, bei der eine zugeführte Menge ionisierender Strahlung in
einem Kilogramm Materie eine Energie von 1 Joule freisetzt
- 1 Gray = 1 Joule/Kilogramm
Aerosole: - Begriff für Luft mit Schwebeteilchen bestimmter Größe
- handelt es sich bei den fein verteilten Partikel um Feststoffe, so bezeichnet man
dieses Aerosol auch als Rauch oder Staub
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