Physik compact, Basiswissen 8, Schulbuch

66 Mikrokosmos 22 Verwendung von Isotopen Radioaktive Isotope für den technischen Einsatz wer- den großteils mit Teilchenbeschleunigern oder mit Kernreaktoren hergestellt. Eine besondere Rolle spielen Isotope zur radioak- tiven Markierung (tracer). Dieser Methode liegt die Eigenschaft zugrunde, dass radioaktive Isotope ihre Anwesenheit durch ihre Strahlung verraten. Da sie chemisch gleich wie die stabilen Isotope reagieren, werden sie gleichwertig in Verbindungen eingebaut. Damit lassen sich Stoffwechselkreisläufe, aber auch Mischvorgänge (Grundwasserströme, Abgasströmun- gen etc.) verfolgen. 22.5 Der Einsatz von radioaktiven Isotopen wird von der Internationalen Atomenergie-Organisation ( Interna- tional Atomic Energy Agency IAEA, Sitz in Wien seit 1957) wissenschaftlich unterstützt und überwacht. Insbesonders soll vermieden werden, dass für fried- liche Zwecke vorgesehenes radioaktives Material für militärische Ziele verwendet wird. A1 Wie chemische Radikale, die bei der Bestrahlung von Nahrungsmitteln entstehen, auf den menschli- chen Körper wirken, ist noch weitgehend unbekannt. In Österreich ist das Bestrahlen von Lebensmitteln derzeit (2012) nicht erlaubt. Diskutiere mit deinen Klassenkameraden Vor- und Nachteile der Lebensmit- telkonservierung durch Bestrahlen! A2 Vergleiche industrielle Messungen mit Hilfe radio- aktiver Substanzen mit herkömmlichen Messmetho- den! Hältst du den Einsatz von radioaktiven Substan- zen für Messungen für unumgänglich? A3 Informiere dich über neue bildgebende Verfahren (zB „ISPA“, Imaging Silicon Pixel Array Tube, CERN und INFN, Instituto Nazionale di Fisica Nucleare, Rom )! Beispiel Landwirtschaft Um den Kunstdüngerkreislauf im Ackerboden und in den Nutzpflanzen zu überwachen, werden radio- aktiver Stickstoff 15 N und Phosphor 32 P in Stickstoff- und Phosphatdüngern verwendet. Beispiel Insektenbekämpfung Mit Hilfe ionisierender Strahlung werden im Labor gezüchtete lnsektenmännchen sterilisiert und in großen Mengen in befallenen Gebieten freigelas- sen. Da die Eier nach der Paarung mit den sterilisier- ten Insekten unfruchtbar sind, geht die Insektenpo- pulation zurück. Beispiel Nahrungsmittelkonservierung Durch Bestrahlen mit c -Strahlen werden Krankheits- erreger abgetötet (zB Salmonellen). Da weiters die Reife durch Bestrahlen verzögert wird, steigt die Haltbarkeit bestrahlter Lebensmittel. Beispiel Medizinische Therapie Abb. 66.1 Zur Therapie von Krebserkrankungen wird häufig die Bestrahlung durch c -Strahlen eingesetzt. Ein Kobalt 60 Co- Präparat dient als Strahlenquelle. Da die „Kobaltkanone“ wäh- rend der Behandlung um den Patienten pendelt, wird nur der Bereich im Zentrum dauernd bestrahlt. Kobaltkanone bestrahlter menschlicher Körper γ -Strahlung Absorber Beispiel Medizinische Diagnose Radioaktive Isotope werden als chemisch nahezu gleichwertige Partner in den Stoffwechsel des Kör- pers eingebracht. Mit Hilfe von Detektoren kann nach einer bestimmten Zeitspanne der Verbleib der Isotope und damit die Funktion von bestimmten Organen überprüft werden. Dies ist die Grundlage zahlreicher bildgebender Verfahren für die Medizin. Für die Diagnostik werden beispielsweise 131 I, 51 Cr, 75 Se oder 99 Tc verwendet. (Neue Verfahren, vgl. Auf- gabe 3). Beispiel Industrielle Anwendungen Abb. 66.2 Mit Gammastrahlen kann die Qualität einer Schweißnaht überprüft werden! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv