Anwendung der Radioaktivität

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1 Anwendung der Radioaktivität

2 Sieh dir die folgenden 4 Themen an und schreibe zu jedemthema ein Interview mit 3 Fragen und Antworten in dein Heft.

3 Entkeimung durch radioaktive Bestrahlung In der Medizin wird Strahlung eingesetzt, um medizinische Instrumente oder Verbandsmaterialien zu sterilisieren (entkeimen). Dabei werden Bakterien oder Viren durch eine hohe Strahlendosis abgetötet. Auch zur Konservierung von Lebensmitteln wird Strahlung herangezogen. Dabei werden Schimmelpilze und Fäulnisbakterien abgetötet. Die Lebensmittel bleiben länger haltbar. Auch Ungeziefer in Getreide und Gewürzen wird so beseitigt. Diese Methode ist jedoch umstritten. Die bestrahlten Lebensmittel werden zwar nicht selbst radioaktiv, sie ändern aber ihren Gehalt an Nährstoffen. Es wird noch untersucht, welche Langzeitwirkungen die Bestrahlung für die Gesundheit des Menschen hat. In Deutschland darf nur getrocknete Gewürze bestrahlt werden. In ungefähr der Hälfte der EU-Mitgliedsstaaten ist es erlaubt, bestimmte Nahrungsmittel zu bestrahlen. Nach Deutschland dürfen solche Waren aber nicht eingeführt werden.

4 Altersbestimmung dank Radioaktivität Die C-14-Methode Lebende Pflanzen und Tiere nehmen über die Luft und die Nahrung ständig das radioaktive Kohlenstoffisotop C-14 auf. Stirbt ein Lebewesen, so nimmt es dieses nicht mehr auf. Ab diesem Moment verringert sich durch den radioaktiven Zerfall der Anteil an C-14 Atomen in diesem Lebewesen. In jedem Gramm kohlenstoffhaltigem Material zerfallen rund 16 Kohlenstoffisotope pro Minute. Da die Halbwertszeit von C-14 bekannt ist, kann man anhand der Radioaktivität des Lebewesens auf sein Alter schließen. Die Halbwertszeit von C-14 beträgt Jahre. Zerfallen in einem Gramm totem Material nur noch 8 statt der 16 C-14 Atome pro Minute, dann ist die Substanz Jahre alt. Sind es nur noch 4 Zerfälle pro Gramm und Minute, beträgt das Alter zwei Halbwertszeiten, also Jahre.

5 Mit Hilfe der C-14-Methode wurde das Todesjahr der Gletschermumie Ötzi auf den Zeitraum zwischen 3359 und 3105 v. Chr. festgelegt.

6 Kampf gegen den Krebs Diagnose Ein weit verbreitetes Verfahren in der Nuklearmedizinist die Szintigraphie. Hierbei wird ein schwach radioaktives Material mit möglichst kurzer Halbwertszeit in den Körper eingebracht. Man wählt Substanzen, die sich in bestimmten Organen ablagern. Die Aufzeichnung der vom Organ abgegebenen Strahlung ermöglicht die Darstellung eines zweidimensionalen Bildes des Organs. Bei einer Schilddrüsenszintigraphie werden die Radionuklide Iod 131 oder Iod 123 benutzt. Dem Patient wird eine bestimmte Menge des radioaktiven Stoffes verabreicht. Innerhalb einiger Stunden wird es zum größten Teil von der Schilddrüse aufgenommen. Von hier aus sendet es Strahlung aus, die mit einem Detektor aufgezeichnet wird. Das Szintigrammzeigt dem Arzt nun die Lage und die Größe der beiden Schilddrüsenlappen. So kann er z.b. Tumore erkennen. Bei Leberuntersuchungen wird Au 198 (Gold) angewendet. Zur Untersuchung der Bauchspeicheldrüse verwendet man Se 75 (Selen).

7 Szintigramm: Gesunde Schilddrüse Krankhafte Veränderung: Zyste rechts im Bild

8 Kampf gegen den Krebs Strahlentherapie Radioaktives Iod wird fast ausschließlich in der Schilddrüse gespeichert. Die vom Iod ausgehende Beatstrahlung hat im Körper nur eine geringe Reichweite und wirkt deshalb praktisch nur auf die Schilddrüse ein. Auf diese Weise kann ein Tumor lokal zerstört werden. Auch die Bestrahlung von Krebstumoren von außen ist möglich. Dabei wird krankes Gewebe im Körperinneren bestrahlt. Krebszellen sind empfindlicher gegen Strahlung als gesunde Zellen. Die gesunden Zellen sollten aber trotzdem möglichst wenig geschädigt werden. Deshalb bestrahlt man die Krebszellen aus unterschiedlichen Richtungen. Dabei dreht sich entweder der Strahler über dem Körper oder der Körper wird unter dem Strahler bewegt.

9 Gerät zum Durchführen einer Strahlentherapie

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Nach der Halbwertszeit τ ist nur noch die Hälfte der Atomkerne vorhanden. Durch diese Angabe ist b bestimmt. 1 9. Exponentieller Zerfall Von einer radioaktiven Substanz sind zu Beginn (0) Atome vorhanden. () ist die Anzahl der radioaktiven Atomkerne im Zeitpunkt t. () nimmt exponentiell ab, d.h. es gilt ()=(0)

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