Medizin: Ionisierende Strahlung und Radioaktivität


Radioaktivität und Strahlung:

Worin liegt eigentlich der Unterschied?
Dies ist eine durchaus berechtigte Frage, denn:

Strahlung ist nicht gleich Strahlung!

1. Allgemeines über Strahlung:

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Teilchenstrahlung (auch Korpuskularstrahlung) und Wellenstrahlung (elektromagnetische Strahlung).

Teilchenstrahlung:

Hierunter fallen Strahlungen, die aus Teilchen von Atomen bestehen, wie z.B. Elektronenstrahlung, Protonenstrahlung, Neutronenstrahlung, sowie Alphastrahlung (Alpha-Teilchen sind Heliumkerne, bestehend aus 2 Neutronen und 2 Protonen) und Betastrahlung (Elektronen- oder Positronenstrahlung)aus radioaktiven Atomkernen.

Wellenstrahlung:

Sie beinhaltet die ganze Palette der elektromagnetischen Strahlung. Hierzu gehören auch Licht, UV-Strahlung, Radiowellen, Mikrowellen und Röntgenstrahlung, auch Gammastrahlung aus radioaktiven Atomen.

Ionisierende Strahlung

Unter ionisierender Strahlung versteht man Strahlung, die eine so hohe Energie> besitzt, daß sie Moleküle oder Atome zerstören kann<, d.h. die Elektronen der Atomhülle werden herausgerissen.

Hierzu gehören z.B:

Sowohl Teilchen- als auch Wellenstrahlung kann ionisierend sein. Auch radioaktive Strahlung ionisiert, aber nicht jede Art ionisierender Strahlung ist Radioaktivität!


Radioaktive Strahlung:

Radioaktive Strahlung ist eine ganz bestimmte Art ionisierender Strahlung.
Sie entsteht im Inneren von Atomkernen. Es kann sich um Teilchen oder Wellenstrahlung handeln.

Beispiele:

In der Medizin verwendete radioaktive Strahler können auf keinen Fall andere Stoffe (also auch nicht die Zellen des Menschen) auf Dauer radioaktiv machen, sondern nur auf ihn einstrahlen!

In der Nuklearmedizin werden dem Patienten zwar radioaktive Präparate in den Körper gegeben, jedoch werden die meisten nach einiger Zeit wieder ausgeschieden.

übersicht über die verschiedenen ionisierenden Strahlungsarten:

Röntgenstrahlung: niederenergetische Photonen
Elektronenstrahlung
aus Linearbeschleunigern:
Teilchenstrahlung
Photonenstrahlung
aus Linearbeschleunigern
hochenergetische Photonen

Radioaktive Strahlung:
Alpha - Strahlung: Teilchenstrahlung (große Teilchen)
Beta-Strahlung: Teilchenstrahlung (Elektronen, also kleine Teilchen)
Gamma - Strahlung: Photonenstrahlung


2.Strahlung in unserer Umwelt

Unsere ganze Welt, die Erde, die Menschen, die ganze Materie ist aus Atomen aufgebaut.
Strahlung findet sich überall in unserer Umwelt und zu jeder Zeit.
24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr, unser ganzes Leben lang.

In der Natur gibt es über 70 Radionuklide.
Radionuklide werden auch radioaktive Stoffe oder radioaktive Isotope genannt.

Strahlung wird in 3 Kategorien eingeteilt:
  1. Untergrundstrahlung, die seit der Entstehung der Erde (in Urgesteinen) vorhanden ist.
  2. Kosmische Strahlung aus dem All, die durch kosmische Aktivitäten entsteht.
  3. Vom Menschen künstlich erzeugte Strahlung, z. B. Röntgenstrahlung.

Radionuklide finden sich in der Luft, im Wasser, in der Erde und in Gesteinen. Jeden Tag nehmen wir radioaktive Stoffe zu uns, durch die Nahrung die wir essen, das Wasser das wir trinken und die Luft die wir einatmen.
Radioaktivität aus Steinen und der Erde haben wir auch in Baustoffen und somit in Häusern.

Es gibt keinen Platz auf der Erde, an dem wir uns vor der natürlichen Radioaktivität verstecken können, sie ist überall!


3.Strahlung in der Medizin

In der Medizin macht man sich ionisierende Strahlung und radioaktive Strahlung zunutze.
Das Besondere an diesen Strahlungen ist, daß sie Materie (somit auch den Menschen) durchdringen können.
Man kann sie zum einen zur Diagnostik (d. h. Erkennung von Krankheiten), zum anderen zur Therapie (Behandlung von Krankheiten) verwenden.

Anwendungen der ionisierenden Strahlung:

Diagnostik: Röntgen, CT, Nuklearmedizinische Untersuchungen
Therapie: Strahlenbehandlung von Tumoren
Diagnostische Anwendungen: Therapeutische Anwendung:
Nuklearmedizin:
Verwendung radioaktiver Stoffe
Strahlenbehandlung:
- künstliche Strahlung aus Beschleunigern,
- starke radioaktive Quellen
Röntgendiagstostik:
ionisierende Strahlung aus Röntgenröhren


Wieviel Strahlung bekommt der Patient ab?

In der Medizin gilt immer der Grundsatz:

"So wenig Strahlung wie möglich, aber soviel Strahlung wie nötig."

Um dies zu gewährleisten werden für Patient und Personal Strahlenschutzmaßnahmen getroffen. Diese sind gesetzlich vorgeschrieben.

Strahlenschutz durch Abschirmung:

Grundsatz:

Je stärker die Strahlung die Materie durchdringt (je hoher also die Energie),
desto besser muß die Abschirmung sein.

Bei Teilchenstrahlung gilt:
Je kleiner die Teilchen und je höher die Energie, desto durchdringender ist die Strahlung.

Abschirmungen für bestimmte Strahlungsarten:

a) Diagnostik:
Röntgenstrahlung: Bei einer Bleischicht der Dicke 0,5 mm wird die Strahlung auf 1/100 geschwächt.
Nuklearmedizin: Die Strahlung kommt aus dem Patienten, für ihn ist eine Abschirmung sinnlos; für die Umgebung (Personal) können Bleischürzen verwendet werden. 0,5 mm Blei schwächen die Strahlung bei den meisten Untersuchungen z.B. auf 1/3.
b)Therapie:
Elektronen und Photonen aus Linearbeschleuniger: Bei der Therapie ist das Ziel die Strahlung in den Patienten einzustrahlen. Für ihn ist eine Abschirmung nicht sinnvoll. Das Personal und die anderen Patienten ausserhalb des Bestrahlungsraumes werden durch Stahlbeton mit Bleieinlagen geschützt.
c) Radioaktive Strahlung:
Alpha-Strahlung: Es handelt sich um große Teilchen , die bereits durch ein Blatt Papier abgeschirmt werden können.
Beta-Strahlung: Je nach Energie genügen einige mm bis einige cm Papier oder Plexiglas.
Gamma-Strahlung: Sie kann (wie die Röntgenstrahlung) nie ganz abgeschirmt werden, aber durch eine Bleiabschirmung kann sie auf einen geringen Bruchteil reduziert werden.

Anwendung der Abschirmung:
In den Wänden, Türen und Fenstern eines radiologischen Arbeitsplatzes ist diese Abschirmung bereits komplett eingebaut.
Außerhalb dieser Räume z.B. Patientengang, besteht keine meßbare 'Gefahr' für Patient und Personal.

Was ist eigentlich 'Gefahr' für den Patienten?

Gibt es eigentlich eine 'Gefahr' für den Patienten?

Um diese Frage beantworten zu können, muß man sich immer dem Verhältnis zwischen der Strahlenbelastung in der Medizin und der Strahlenbelastung aus der Umwelt bewußt sein.

Hierfür ist ein einheitliches Maß notwendig:

Als Maß für die Strahlenwirkung benutzt man u. a. die
effektive äquivalentdosis:
Diese wird in der Einheit 1 Sievert = 1Sv angegeben!

Da 1 Sv eine sehr große Dosis ist, gibt man sie in
1 Millisievert (= 1 mSv) = 1/1.000 Sievert oder in
1 Mikrosievert (= 1 µSv) = 1/1.000.000 Sievert

Die Graphik unten zeigt einen Vergleich von Strahlenbelastungen verschiedener Ursachen.

Graphische Darstellung der Strahlenbelastungen verschiedener Ursachen

Diagramm

Natürliche Strahlenbelastung:
Sie liegt im Mittel bei 2,4 Millisievert pro Jahr,
variiert jedoch je nach Region:
  • In der Nähe von Urgestein (Erzgebirge) erhöht sie sich durch die Untergrundstrahlung aus der Erde
  • In den Bergen steigt sie aufgrund der geringeren Schwächung der kosmischen Strahlen durch die Atmosphäre, z. B. Zugspitze.


Anhand der nachfolgenden Themenbereiche soll nun ein Einblick gegeben werden über

Nutzen und Schädigung der Strahlung in der Medizin
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Der Inhalt dieser Seite wurde erarbeitet vom MTRA Kurs 1994-1997 der MTRA Schule Ingolstadt am Klinikum Ingolstadt.
Falls jemand Fragen oder Anregungen hat, würden wir uns freuen, wenn er sie an
eike@gamma-kamerad.de mailen würde.
Erstellt am: 12:38 26.04.1997
Letzte Änderung 11.05.2003 19:11 Uhr durch ep