Untertitel: Strahlen-Messer und Tse-Tse-Fliege
Man bringt Radioaktivität meist mit Atomkraft in Verbindung. Es gibt aber noch viele andere Anwendungen. Wir sehen uns Beispiele aus drei Bereichen an: Medizin, Biologie und Technik.
Radioaktive Substanzen können dem Körper schaden. Trotzdem kommen sie im Rahmen der Nuklearmedizin zum Einsatz. Die Strahlungsbelastung bei einer Untersuchung beträgt dabei bis etwa 10 mSv (Kap. 46.1.4) und ist mit einem Oberkörperröntgen vergleichbar. Die Belastungen durch medizinische Untersuchungen allgemein liegen im Schnitt bei weniger als 50% der Gesamtbelastung (siehe Abb. 46.11). Werden sie gezielt eingesetzt, ist diese zusätzliche Belastung durchaus vertretbar.
Bei nuklearmedizinischen Untersuchungen werden - oder -Strahler mit kurzen Halbwertszeiten eingesetzt (Tab. 46.2). So markiert man etwa Zucker durch O-15 und bringt ihn in die Blutbahn. An Orten mit höherem Stoffwechsel wird mehr Zucker verbraucht, und die Strahlung ist stärker. Das kann man mit einem so genannten PET-Scanner messen und bildlich darstellen. PET steht für Positron-Emissions-Tomo-grafie. Auf diese Weise kann man auch dem Hirn beim Denken zusehen (siehe Kap. 42.3).
| Darstellung der Aktivität der inneren Organe bei einem Ganzkörper-PET-Scan. |
| Szintigramm einer Schilddrüse mit Überfunktion (oben) und nach erfolgreicher Behandlung. |
Eine ganz ähnliche Technik ist die Szintigraphie. Die radioaktive Substanz ist dabei auf das entsprechende Organ zugeschnitten. Bei einer Schilddrüsenuntersuchung verwendet man zum Beispiel lod-123, weil sich dieses bevorzugt dort ablagert. Auch mit dieser Methode kann man die Aktivität eines Organs messen (Abb. oben).
| Das Gamma-Knife dient zum Entfernen von Gehirntumoren. Der Kopf wird so positioniert, dass sich die Strahlen genau im Tumor treffen. |
Obwohl radioaktive Strahlung Krebs auslösen kann, kann man mit ihrer Hilfe überraschender Weise Tumo-re schonend entfernen, etwa mit Hilfe des so genannten Gamma-Knifes (vorhergehende Abb). Das Gerät besteht aus rund 200 Kobalt-60-Quellen, deren v-Strahlen in einem Punkt zusammenlaufen. Dadurch kann die Energie im Tumor gebündelt werden, ohne das gesunde Gewebe rundherum zu belasten.
Auch in der Biologie kommt Radioaktivität zur Anwendung. Zum Beispiel werden Insektenmännchen durch Strahlung sterilisiert und freigelassen, um die Population zu senken. So konnte man in manchen Regionen Afrikas die Tse-Tse-Fliege ausrotten. Diese überträgt die gefährliche Schlafkrankheit, gegen die es noch keine Impfung gibt.
Weiters werden so genannte Tracer-Methoden verwendet (to trace = einer Spur folgen). Durch radioaktive Markierung kann man etwa den Weg von Kunstdünger verfolgen und herausfinden, wie man diesen bei höherem Ertrag umweltschonender einsetzt. Auch die Photosynthese der Pflanzen wurde mit Hilfe der Tracer-Methode entschlüsselt und brachte Melvin_Calvin 1961 den Nobelpreis.
Ein breites Anwendungsspektrum der Radioaktivität bietet sich auch in der Technik. Eine gängige Methode ist die Überprüfung von Schweißnähten in Rohren, etwa in Pipelines, mit Hilfe von v-Strahlung. Das Schweißen erfolgt meist an Ort und Stelle, und die Qualität der Nähte kann durch eine Art „Röntgen für Rohre“ sofort überprüft werden. Ist die Pipeline bereits in Betrieb, kann man mit Hilfe der Tracer-Methode Lecks in unterirdisch verlaufenden Bereichen feststellen. Ebenfalls mit Tracern kann man die Grenze zwischen verschiedenen Ölsorten in der Pipeline markieren. Detektoren aktivieren dann Regelventile, die die verschiedenen Sorten zu verschiedenen Abflüssen weiterleiten.
| Ohne Pipelines ging bei der Erdölversorgung gar nichts. Hier die Alaska-Pipeline - und ein Karibu. |
Zusammenfassung
Im Rahmen der Nuklearmedizin überprüft man die Funktion von Organen mit Hilfe radioaktiver Substanzen. Mit gezielter -Strahlung kann man Tumore entfernen. Auch in Biologie und Technik werden radioaktive Substanzen eingesetzt.