Atomphysik NWA Klasse 9

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1 Atomphysik NWA Klasse 9 Verwendung radioaktive Strahlung in Medizin und Alltag Eigenschaften radioaktiver Strahlung: 1. Sie kann viele Stoffe durchdringen! 2. Sie ist tödlich, da sie die DNA zerstört. Tötet sie nicht, so kann sie Mutationen verursachen! 3. Sie ist überall!

2 Strahlung schädigt DNA Radioaktive Strahlung ist tödlich, es kommt aber darauf an, wo und wie sie die DNA trifft! Teilchenstrahlung besteht aus Teilchen, welche viel Energie besitzen weil sie sich schnell bewegen. Aber meistens treffen sie nicht und es passiert gar nichts. Alpha-Strahlung besteht aus sehr großen Teilchen. Sie kann nicht einmal Papier durchdringen. Trifft sie auf einen Körper, so wird nur die äußerste Hautschicht getroffen. Da diese aus toter Hornhaut besteht kann sich höchstens eine Art Sonnenbrand entwickeln. Alle Betha-Teilchen haben nur wenig Masse und dadurch wenig Energie. Weil sie aber so klein sind durchdringen sie den ganzen Körper. Dabei können sie auch Zellkerne treffen und Löcher in die DNA schießen. Die DNA ist dann geschädigt. Neutronen sind größer und haben mehr Energie. Sie bleiben zwar im Körper in ca. 5-10cm Tiefe stecken, richten aber an der DNA bei einem Treffer großen Schaden an. Gamma-Strahlung ist eine Welle, sie breitet sich in alle Richtungen aus und trifft daher immer auf Zellkerne mit DNA. Aber meist zerstört sie kaum etwas von ihr!

3 Strahlung schädigt DNA Was passiert bei geschädigter DNA? Meistens stirbt die Zelle ab. Ist die Strahlung gering, so passiert das recht selten und der Körper kann schnell genug neue Zellen bilden. Überlege selber, was bei starker Strahlung passieren wird! Manchmal wird die DNA an einer Stelle beschädigt, die nicht benötigt wird. In diesem Fall passiert gar nichts, die Zelle lebt normal weiter. Seltener wird ein wichtiger Teil der DNA geschädigt. Die Zellen leben weiter, können ihre eigentliche Aufgabe aber nicht mehr erledigen. Solche Zellen werden meist vom Immunsystem vernichtet. Sehr selten ist die geschädigte Zelle voll lebensfähig, vermehrt sich aber zu schnell. Dieses ungesteuerte Wachstum nennen wir Krebs. Dies passiert aber nur bei beschädigten Zellen ein mal!

4 Strahlung schädigt DNA Zusammenfassung: Krebs durch radioaktive Strahlung ist sehr selten, aber:. schon beim ersten Mal kann es passieren!. es passiert häufiger, je stärker die Strahlung ist!. auch nach einer starken Strahlendosis muss man nicht erkranken! Aber: Radioaktivität ist immer gefährlich!

5 Die Stufen der Strahlenkrankheit nach kurzzeitiger Bestrahlung Stufe Bezeichnung Merkmale 0 labortechnisch feststellbare Reduzierung der roten Blutkörperchen leichter Strahlenkater mit Kopfschmerzen und erhöhtem Infektionsrisiko zeitweise Sterilität beim Mann ist möglich 1 leichte Strahlenkrankheit 10 % Todesfälle nach 30 Tagen leichte bis mittlere Übelkeit mit gelegentlichem Erbrechen dem folgt eine Erholungsphase, in der die Symptome abklingen nach Tagen kehren die Symptome zurück und dauern etwa vier Wochen Appetitlosigkeit, Unwohlsein und Ermüdung anderen Verletzungen heilen schlecht, erhöhtes Infektionsrisiko zeitweise Unfruchtbarkeit beim Mann 2 schwere Strahlenkrankheit 35 % Todesfälle nach 30 Tagen Erkrankungen nehmen stark zu Übelkeit ist die Regel, Erbrechen bei 50 % Dauer ein bis zwei Tage, danach 7- bis 14-tägige Erholungsphase später: Haarausfall am ganzen Körper, Unwohlsein und Ermüdung großer Verlust von weißen Blutkörperchen das Infektionsrisiko steigt rapide an bei Frauen beginnt das Auftreten permanenter Sterilität Genesung dauert einen bis mehrere Monate

6 Die Stufen der Strahlenkrankheit nach kurzzeitiger Bestrahlung Stufe Bezeichnung Merkmale 3 sehr schwere Strahlenkrankheit 50 % Todesfälle nach 30 Tagen Nach der Erholungsphase treten zusätzlich folgende Symptome auf: Durchfall und unkontrollierte Blutungen im Mund, unter der Haut und in den Nieren 4 schwerste Strahlenkrankheit 60 % Todesfälle nach 30 Tagen die Sterblichkeit erhöht sich Anfangssymptome beginnt innerhalb von Minuten und dauert bis zu zwei Tage danach setzt eine 7- bis 14-tägige Erholungsphase ein es folgen die gleichen Symptome wie bei Stufe 2, aber viel stärker die Genesung dauert mehrere Monate bis 1 Jahr, ist nicht die Regel! der Tod tritt in der Regel 2 12 Wochen durch Infektionen und Blutungen ein. 5 tödliche Strahlenkrankheit 100 % Todesfälle nach 7-14 Tagen das Knochenmark ist nahezu oder vollständig zerstört das Magen- und Darmgewebe ist schwer die Anfangssymptome treten innerhalb von Minuten, dauern bis zu zwei Tage danach setzt eine 5- bis 10-tägige Erholungsphase ein (Walking-Ghost- Phase) die Endphase endet mit dem Todes durch Infektionen und innere Blutungen

7 Bilder von Strahlenschädigungen Haarverlust eines elfjährigen Mädchens, das sich zwei Kilometer entfernt vom Zentrum der Atombombenexplosio n von Hiroshima in einem Haus aufhielt Geschwür nach radioaktiver Bestrahlung Meerjungfrau - Symptome bei einem Baby

8 Medizinische Nutzung Die Szintigrafie ist ein bildgebendes Verfahren der nuklearmedizinischen Diagnostik. Das dabei entstandene Bild nennt man auch Szintigramm. Dabei werden radioaktiv markierte Stoffe (Radiopharmaka) in den Körper eingebracht, die sich im zu untersuchenden Zielorgan anreichern und anschließend mit einer Gammakamera, von der die abgegebene Strahlung gemessen wird, sichtbar gemacht werden. Beispiele: Entzündungsherden im Skelett Funktion von Organen (Nieren oder Herz) Schilddrüsenuntersuchung Patient unter der Gammakamera Darstellung eines vollständigen Skeletts Krebsdiagnostik

9 Medizinische Nutzung Dieser Patient erhält eine Strahlentherapie. Er hat einen Tumor im Kopf. Frage 1: Das Bestrahlungsgerät dreht sich dabei ständig um seinen Kopf. Erkläre warum! Frage 2: Warum wird eine Tumorzelle schneller geschädigt als eine gesunde Zelle? Radioaktive Strahlung wird auch zur Desinfektion von Operationsbesteck verwendet. Frage 3: Welche Krankheitserreger sollen so vernichtet werden?

10 Lese im Buch auf Seite 181. Nutzung in der Technik Aufgabe 1: Suche im Text die Beispiele heraus, wo überall radioaktive Strahlung genutzt werden kann! Aufgabe 2: Erkläre an einem Beispiel, wie die radioaktive Strahlung verwendet wird!