PhMBA_Aufgabe2

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Kommentiertes Aufgabenbeispiel aus den
Bildungsstandards im Fach Physik für den
Mittleren Schulabschluss
Beschluss vom 16.12.2004
2. Aufgabenbeispiel: Schilddrüse
Zur Untersuchung einer Schilddrüse soll eine geeignete radioaktive Substanz (als sogenannter
Marker) ausgewählt werden. Diese Substanz wird in einer Verbindung mit anderen Stoffen vom
Patienten eingenommen und verteilt sich durch Stoffwechselprozesse im Körper. Mit einer
besonderen Kamera wird nach einigen Stunden die Stärke der Strahlung, die von der Substanz
ausgeht, für jeden Punkt der Schilddrüse aufgenommen und daraus ein Bild berechnet. Auf diesem
Bild sind Veränderungen erkennbar.
1. Entscheiden Sie jeweils, ob die in den Tabellen aufgeführten Eigenschaften für eine medizinische
Nutzung von Bedeutung sind.
Eigenschaften von Substanzen (Marker) allgemein
giftig
ja
grün
nein
Halbwertszeit
ja
nein
ja
reflektierend
ja
nein
elektrisch leitend
ja
nein
Teilchendurchmesser
ja
nein
nachweisbar
ja
nein
nein
ausscheidbar
ja
nein
2. Welche der angegebenen Substanzen A, B, C, D ist für die beschriebene Untersuchung geeignet?
Begründen Sie ihre Entscheidung auf der Basis der folgenden Tabelle.
Strahlungseigenschaften von Substanzen (Marker)
Substanz
Strahlungsart
mittlere Reichweite
in Luft
in Gewebe
Halbwertzeit*
A

3,8 cm
0,1 mm
4 Stunden
B

5,5 m
2,5 cm
6 Stunden
C

6,7 m
4,2 cm
25 Jahre
D
γ
viele m
einige m
mehrere Stunden
* Die Halbwertszeit gibt die Zeit an, in der die ursprüngliche Strahlungsintensität einer Substanz auf
die Hälfte abgesunken ist.
Quelle: Kommission
3. Diskutieren Sie Vorteile und Gefahren einer Untersuchung, bei der radioaktive Substanzen
eingesetzt werden.
1
Materialdatenbank SINUS-Transfer 2006
Erwartungshorizont:
Zu 1:
Tabelle der Eigenschaften von Substanzen
giftig
ja
grün
nein
Halbwertszeit
ja
ausscheidbar
ja
reflektierend
nein
Teilchendurchmesser
nein
elektrisch leitend
nein
nachweisbar
ja
Als Begründung bei „giftig“ kann auf die Konzentration eingegangen werden.
Zu 2:
Substanz
A
B
C
D
Reichweite
zu klein
ausreichend
ausreichend
ausreichend
Halbwertszeit
ausreichend
ausreichend
zu lang
ausreichend
Entscheidung für B und D. Begründung der Entscheidung.
Zu 3:
Vorteile wie z. B. gute Abbildung innerer Organe möglich,
Einsatz zur Krebsbekämpfung.
Gefahren wie z. B. Schädigung gesunden Gewebes durch Strahlenbelastung
von Patienten und medizinischem Personal.
2
Materialdatenbank SINUS-Transfer 2006
Eignung
nein
ja
nein
ja
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