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
