Umwelt und Technik: Anwendung von Radionukliden

Umwelt und Technik: Anwendung von Radionukliden
Keimfrei durch radioaktive Strahlung
Ein Anwendungsgebiet radioaktiver Strahlung ist die Sterilisation von medizinischen Instrumenten.
Spritzen, Skalpelle und Zahnbohrer wurden früher in siedendem Wasser oder heißem Dampf sterilisiert.
Um der Infektionsgefahr durch Keime (Bakterien, Viren usw.) vorzubeugen, verwendet man heute
Einweginstrumente. Nach der Herstellung werden sie luftdicht verpackt und können dann erst sterilisiert
werden, da Instrument und Verpackung keimfrei gemacht werden müssen. Die Sterilisation durch Hitze
ist nicht möglich, da die Verpackung durch die dabei notwendigen hohen Temperaturen zerstört würde.
Man setzt daher die verpackten Instrumente während der Fließbandproduktion einer sehr hohen
Strahlendosis ( 25 kGy) aus. Zur Kontrolle hat jede Verpackungseinheit einen Teststreifen, der sich bei
ausreichender Energiedosis verfärbt.
Auch den Klärschlamm aus Kläranlagen setzt man z. T. ionisierender Strahlung aus, um ihn anschließend
als Dünger zu verwerten.
In einigen Ländern spielt die Bestrahlung von Lebensmitteln mit -Strahlung bei der Konservierung eine
wichtige Rolle. Ganze Paletten mit Lebensmitteln können gleichzeitig bestrahlt werden. In Deutschland
ist das Verfahren und auch der Import bestrahlter Lebensmittel (bis auf die Anwendung bei Gewürzen)
verboten.
Siehe auch die Datei "Text: Haltbarmachung von Lebensmitteln mit ionisierender Strahlung"
Technik
Die Abschwächung radioaktiver Strahlung in unterschiedlich dicker Materie wird auf unter schiedliche
Weise genutzt. Häufig könnte dem prinzipiellen Verfahren nach auch Röntgenstrahlung eingesetzt
werden. Dem steht allerdings oft die Größe und Schwere der Röntgenapparatur entgegen.
In Walzwerken kann berührungslos die Dicke von Blechen kontrolliert und mit einem Sollwert verglichen
werden. Eine Regeleinheit greift dann ggf. korrigierend in den automatisierten Produktionsprozess ein.
Radionuklide werden zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt. Dabei können z. B.
Schweißnähte auf Fehlerfreiheit überprüft werden. Auch kann man Werkstücke auf Hohlräume
untersuchen. Das Verfahren wird überall dort angewendet, wo hohe Sicherheitsrisiken bestehen:
Kernreaktorbau, Ölpipelines. Während früher zeitaufwändige fotografische Verfahren zum Einsatz
kamen, kann heute mit computergestützten Bildwandlersystemen das Ergebnis sofort erhalten werden.
Bei undurchsichtigen Tanks kann mit Hilfe von -Strahlung und Zählrohr der Füllstand gemessen werden.
Auch hier macht man sich die Absorption der Strahlung durch das Füllgut zunutze.
Eigenschaften von bestimmten Kunststoffen können verändert werden, indem man sie einige Zeit einer
-Strahlung aussetzt. Die Strahlung bewirkt nämlich, dass sich die Molekülketten vernetzen. Bei
Kunststoffrohren für die Heißwasserversorgung und bei der Ummantelung von Elektrokabeln erreicht
man so, dass sie beständiger gegen Hitze und Chemikalien sind.
Bei Weltraummissionen werden Radionuklide in sog. Radionuklidbatterien zur Erzeugung elektrischer
Energie eingesetzt: Die beim Zerfall frei werdende Energie wird durch Absorption in Wärmeenergie
ungewandelt. Die weitere Umwandlung in elektrische Energie erfolgt dann unter Ausnutzung des
thermoelektrischen Effekts z. B. in Peltier-Elementen.
Auch in Ionisations-Rauchmeldern werden radioaktive Strahler verwendet. In einer Messkammer werden
durch ein Americium-241-Präparat Ionen erzeugt. Diese werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt,
so dass ein messbarer Ionenstrom fließt. Gelangen nun Rauchpartikel ihn die Kammer, so lagern sich die
Ionen an ihnen an. Wegen der größeren Masse bewegen sich die Ionen im elektrischen Feld nun
langsamer. Die sich ergebende Abschwächung des Ionenstroms wird registriert und löst den Alarm aus.
Die Energiedosisleistung des Am-241-Präparates liegt erheblich unter der Freigrenze für
Schutzmaßnahmen.