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Thema:
Seite:
Gliederung
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Einleitung
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Geschichte
a. Entdeckung
-3-
Physikalisches
a. Grundsätzliches zur Strahlung
b. Entstehung von Radioaktivität
-4-4-
Die verschiedenen Strahlentypen
a. Alphastrahlung
b. Betastrahlung
c. Gammastrahlung
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Wirkung Radioaktiver Strahlen auf den Organismus
a. Wirkung von Strahlung im Körper
b. Die Strahlenkrankheit
c. Strahlendosen und deren Wirkung
d. Beispiel GAU
-6-9- 11 - 11 -
Schlusswort
- 12 -
Literaturangabe
- 12 -
-1-
Einleitung
Diese Facharbeit setzt sich mit dem Thema Radioaktive Strahlung und
im speziellen ihrer Wirkung auf biologische Organismen auseinander.
Dabei werde ich zuerst einmal auf die Gesichte der Radioaktivität
eingehen und anschließend zur physikalischen Erläuterung kommen.
Hier wird Aufschluss darüber gegeben was Strahlung überhaupt ist, wie
Radioaktivität entsteht und was es mit den Strahlentypen im Einzelnen
auf sich hat. Daraufhin folgt der Hauptteil dieser Arbeit, nämlich die
biologische Wirkung der radioaktiven Strahlung. Das Thema habe ich
durch die eigentliche Wirkung, die daraus resultierende Krankheit und
durch das Beispiel Tschernobyl erläutert.
Ich habe mich mit diesem Thema beschäftigt, da ich über Radioaktivität
und ihre Folgen selbst nur Teilwahrheiten wusste und es mich
interessiert hat genaures hierüber zu erfahren.
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Geschichte
a. Die Entdeckung
1896 entdeckte Antoine Henri Becquerel, dass Uran enthaltende Stoffe eine
Strahlung aussenden, die undurchsichtige Stoffe durchdringt und Photoplatten
schwärzt Becquerel experimentierte mit der Phosphoreszenz
von Uransalzen. Nachdem er einige Präparate in einem
dunklen Raum abgelegt und darauf eine Fotoplatte gelegt
hatte, bemerkte Becquerel, dass die Platte eingeschwärzt
worden war. Das war ein Beweis dafür, dass zum Aussenden
dieser neuen Strahlung eine vorherige Lichteinstrahlung nicht
erforderlich war. Solche Eigenschaften weisen auch die kurz
vorher entdeckten Röntgenstrahlen und die Kathodenstrahlen
auf. Er stellte darüber hinaus fest, dass dieselben Strahlen,
welche die Schwärzung bewirken, ein Elektroskop entladen
können und durchstrahlte Gase zu schwachen elektrischen
Leitern machen. Daraus schloss er, dass diese Strahlen
elektrische Ladung tragen. Henri Becquerel hatte die Radioaktivität entdeckt. 1900
wies er bei weiteren Forschungen zur Radioaktivität nach, dass die aus dem
Atomkern entweichenden schnellen Elektronen (β-Strahlung) magnetisch ablenkbar
sind
Aber schon 1898 erkannte Gerhard Carl Schmidt in Erlangen und unabhängig davon
die französische Chemikerin Marie Curie, dass Radioaktivität ein Phänomen ist, das
gleichermaßen bei verschiedenen Elementen auftritt (unter anderem Thorium). Aus
der größeren radioaktiven Intensität des uranhaltigen Erzes Pechblende gegenüber
den Uransalzen, mit denen Becquerel seine Versuche ausführte, schloss Marie
Curie, dass dieses Erz weitere radioaktive Elemente enthalten müsse. Sie isolierte
gemeinsam mit ihrem Ehemann Pierre Curie zwei neue radioaktive Elemente,
Polonium und Radium aus der Pechblende. 1899 entdeckte der französische
Chemiker André Louis Debierne das radioaktive Element Actinium. Im selben Jahr
entdeckten die britischen Physiker Ernest Rutherford und Frederick Soddy das
radioaktive Gas Radon, das sie in Verbindung mit Thorium, Actinium und Radium
beobachtet hatten.
Bald erkannte man, dass Radioaktivität eine viel stärkere Energiequelle darstellte als
alles bis dahin Bekannte. Das Ehepaar Curie bestimmte die beim radioaktiven Zerfall
von Radium frei werdende Wärmeenergie und fand heraus, dass ein Gramm Radium
pro Stunde etwa eine Energie von 420 Joule freisetzt. Diese Wärmeabgabe hält über
Jahre unvermindert an, während sich z. B. aus einem Gramm Kohle bei der
Verbrennung eine Gesamtenergie von nur 33 600 Joule gewinnen lässt. Das
Phänomen der Radioaktivität zog die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern der
ganzen Welt auf sich, die viele Einzelheiten dieser Entdeckung in den folgenden
Jahrzehnten sorgfältig erforschten.
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Physikalisches
a. Grundsätzliches zur Strahlung?
Strahlen sind ganz allgemein energiereiche Teilchen, die sich von einer
Strahlenquelle aus wellenförmig ausbreiten. Sind die Teilchen im Ruhezustand
masselos, also reine Energie, handelt es sich um Photonen. Ist eine Ruhemasse
vorhanden, die sich rein theoretisch "wiegen" lässt, sind es Materieteilchen. Zu den
Photonenstrahlen gehören z.B. Lichtstrahlen, UV-Strahlen, Röntgenstrahlen und
Gamma-Strahlen. Strahlungen aus Materieteilchen entstehen durch Elektronen,
Protonen, Neutronen oder Alpha-Teilchen.
Allgemein teilt man Strahlung, je nach Wellenlänge bzw. Frequenz, in
nichtionisierend (Wellenlänge >100 Nanometer) und ionisierend (Wellenlänge < 100
nm) ein. Im Gegensatz zur nichtionisierenden Strahlung ist die ionisierende
energiereich und in der Lage, anderen Atomen Elektronen zu entreißen.
Zur nichtionisierenden Strahlung gehören z.B. Radiowellen oder UV-Strahlung, zur
ionisierenden Strahlung zählen z.B. Röntgenstrahlung oder Strahlung durch
radioaktive Substanzen.
b. Entstehung von Radioaktivität?
Stabile Atomkerne enthalten Neutronen und Protonen in einem bestimmten
Verhältnis. Bei vielen Atomkernen stimmt dieses Verhältnis jedoch nicht, sie sind
instabil und zerfallen. Diesen Zerfall instabiler Atomkerne nennt man Radioaktivität.
Beim Zerfall werden Protonen oder Neutronen aus dem Kern entfernt, es entsteht
radioaktive Strahlung, die sich aus Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung
zusammensetzen kann. Gamma-Strahlung ist elektromagnetischer Natur, sozusagen
reine Energie. Alpha-Strahlung besteht aus den Kernen des Elements Helium, BetaTeilchen sind Elektronen, also elektrisch geladene Teilchen aus Atomhüllen.
Radioaktive Stoffe können sowohl natürlichen als auch künstlichen Ursprungs sein.
Die bekanntesten natürlichen radioaktiven Stoffe sind Radium, Plutonium und die so
genannten Isotope vieler anderer chemischer Elemente, die sich von deren
"Normalform" durch die Zusammensetzung des Atomkerns (auch Nuklid genannt)
unterscheiden und instabil sind. Diese natürlichen Nuklide sind größtenteils noch von
der Erdentstehung übrig geblieben. Erst seit der Entdeckung der Kernspaltung, die
auch zum Bau der Atombombe führte, kann man radioaktive Stoffe künstlich
herstellen.
Radioaktivität lässt sich auch künstlich erzeugen, indem man stabile Atomkerne mit
Alpha-Strahlen, Neutronen, Protonen, Gamma-Strahlen oder anderen Atomkernen
beschießt. Die beschossenen Atomkerne zerfallen ebenfalls unter Aussendung
radioaktiver Strahlung.
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Strahlentypen
a. Alphastrahlung
Alphastrahlung ist eine Art von ionisierender Strahlung, die beim Alphazerfall, also
einem radioaktiven Zerfall, auftritt. Bei Alphastrahlen handelt es sich um einen echten
Teilchenstrom: Alphateilchen bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen, die
einem Helium-Atomkern entsprechen.
Der Alphazerfall tritt vorwiegend bei Atomkernen auf, die (im Vergleich zu stabilen
Isotopen) relativ wenige Neutronen und viele Protonen besitzen. Typische
Alphastrahler in der Natur sind Uran und Thorium sowie ihre Zerfallsprodukte Radium
oder Radon. Die Energie eines Alphateilchens ist typischerweise in der Ordnung von
2 bis 5 MeV.
Aufgrund ihrer relativ hohen Masse und Ladung haben Alphateilchen nur eine sehr
geringe Eindringtiefe in Materie. Ein Blatt Papier oder einige Zentimeter in der Luft
reichen im Allgemeinen schon aus, um Alphateilchen vollständig abzuschirmen.
Aufgrund dieser relativ schnellen Abbremsung geben Alphateilchen ihre Energie
allerdings auf einer kurzen Strecke ab, und bewirken dadurch eine intensive
Ionisierung.
Alphastrahlen dringen aufgrund ihrer geringen Durchdringungsfähigkeit nur in die
obersten (toten) Hautschichten, aber nicht tief in den Körper ein. Ein im Organismus
durch Einatmen oder Aufnahme mit der Nahrung eingelagerter Alphastrahler ist
dagegen sehr schädlich. Insbesondere die Anreicherung eines mit Alphastrahlung
zerfallenden Isotops in einem Organ führt zu einer hohen Belastung dieses Organs,
da die Strahlung ihre schädigende Wirkung auf kleinem Raum anrichtet. Es kann zur
Strahlenkrankheit kommen.
b. Betastrahlung
Betastrahlung ist ebenfalls eine Art von ionisierender Strahlung. Sie entsteht beim
radioaktiven β-Zerfall von Atomkernen, und besteht aus Betateilchen.
Die Elementarteilchen der Betastrahlen sind Elektronen oder Positionen die mit
hoher Energie (Geschwindigkeit) aus dem Atomkern eines sich gerade durch
radioaktiven Zerfall (Betazerfall) verändernden Atoms ausgestoßen werden.
Betastrahlen lassen sich mit einem einige Millimeter dicken Absorber gut
abschirmen. Allerdings wird dabei ein Teil der Energie der Betateilchen in Röntgenoder Gammastrahlung umgewandelt, die so genannte Bremsstrahlung. Wenn
Betateilchen in ein Material eindringen, findet der höchste Energieübertrag auf das
Material und die höchste Ionisierung in einer dünnen Schicht statt, die der
Eindringtiefe der Teilchen entspricht. Ist der menschliche Körper Betastrahlen
ausgesetzt, werden nur Hautschichten geschädigt. Dort kann es aber zu intensiven
Verbrennungen und daraus resultierenden Spätfolgen wie Hautkrebs kommen. Sind
die Augen betroffen, kann es zur Linsentrübung kommen. In der Medizin wird dieser
Effekt eingesetzt, um dicht unter der Hautoberfläche liegende Krebsgeschwüre zu
bestrahlen.
Zerfällt ein Betastrahler, kommt es zu hohen Strahlenbelastungen in der Umgebung
des Strahlers. So kann es zu Schilddrüsenkrebs als Folge von radioaktivem Jod-131,
kommen, das sich in der Schilddrüse sammelt. Man befürchtet auch, dass Strontium-5-
90 zu Knochenkrebs und Leukämie führen kann, da sich Strontium wie Kalium in den
Knochen anreichert.
c. Gammastrahlung
Gammastrahlen sind elektromagnetischen Strahlung, die eine sehr kurze
Wellenlänge (unter 0.5 nm) hat.
Der Name stammt von der Einteilung der ionisierenden Strahlen aus radioaktivem
Zerfall in Alphastrahlen, Betastrahlen und Gammastrahlen mit deren steigender
Fähigkeit, Materie zu durchdringen. Anders als α- bzw. β-Teilchen sind γ-Teilchen
elektrisch neutral.
Gammastrahlung entsteht beim radioaktiven Zerfall im Atomkern. Hierbei findet ein
Übergang des Atomkerns von einem angeregten Zustand in einen weniger
angeregten Zustand oder den Grundzustand statt. Dabei ändern sich die chemischen
Eigenschaften des Elements nicht.
Gammastrahlung entsteht, wenn α- oder β-Teilchen auf ein hartes Hindernis, wie
einen Atomkern, treffen. Die so erzeugte Gammastrahlung hat ein kontinuierliches
Spektrum. Ein weiterer Prozess zur Erzeugung von Gammastrahlen ist die
Annihilation zwischen Positionen und Elektronen oder anderen Teilchen und deren
Antiteilchen. Das gleiche Prinzip ist auch für einen Teil der kosmischen
Gammastrahlen verantwortlich. Gammastrahlen-Explosionen stellen eines der
energiereichsten Phänomene im Weltall dar.
Gammastrahlung hat durch die hohe Energie und elektrische Neutralität der Quanten
ein sehr starkes Durchdringungsvermögen. So werden zur Abschirmung deutlich
dickere Materieschichten benötigt, als für Alpha- oder Betastrahlung.
Wirkung auf den Organismus
a. Wirkung von Strahlung im Körper
Dringen ionisierende Strahlen, ob elektromagnetische Wellen oder geladenen
Teilchen in das Gewebe ein, können wichtige Moleküle, insbesondere die
Erbsubstanz, beschädigt werden. Dagegen hat der Körper Reparatur- und
Anpassungsmechanismen zur Verfügung, die aber versagen können, etwa wenn die
Strahlungsintensität zu hoch ist.
Photonen
und
schnelle
Ionen
schädigen
die
Erbsubstanz
(DNA,
Desoxyribonukleinsäure) auf folgende Weise: in Biomolekülen ionisieren sie
gebundene Atome und spalten Zellwasser zu hochreaktiven Wasser-Ionen und Radikalen, die ihrerseits die DNA angreifen; diese Wirkung beschränkt sich auf die
unmittelbare Umgebung im Bereich der Strahlen.
Der so genannte Primärschaden an der DNA wird entweder fehlerfrei repariert oder
bleibt als Dauerschaden im genetischen Informationsspeicher der Zellen. Weil
Alphateilchen im Vergleich zu Betateilchen und Gammastrahlung besonders dicht
ionisieren, erzeugen sie vermehrt Doppelstrangbrüche in der DNA. Während es für
Einzelstrangbrüche einfache und effektive Reparaturmechanismen gibt, verfügt die
Zelle beim Bruch beider DNA-Ketten nur über komplizierte und fehlerbehaftete
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Reparaturpfade. Darum ist Alphastrahlung biologisch viel wirksamer als Beta- oder
Gammastrahlung.
Die drei radioaktiven Strahlungsarten Alpha-, Beta- und Gammastrahlung entfalten
im Organismus somit unterschiedliche Wirkungen.
Alphastrahlen dringen nur wenige zehntel Millimeter in die obersten Hautschichten
ein und verlieren ihre Energie überwiegend in den abgestorbenen äußeren
Hornhautzellen. Betastrahlen können einige Millimeter bis Zentimeter ins Gewebe
eindringen, bevor ihre Energie aufgebraucht (absorbiert) ist. Die Gammastrahlung,
durchdringt entweder das Gewebe ungehindert oder tritt mit Zellen/Zellbestandteilen
in Wechselwirkung, äußere oder innere Strahlenwirkung sind dann in ihrer Wirkung
identisch.
Davon zu unterscheiden ist die inkorporierte, d. h. zum Beispiel mit der Nahrung oder
über die Atmung aufgenommene, innere Strahlung. Besonders Alphastrahler können
aufgrund ihrer hohen Ionisationsdichte das umliegende Gewebe schädigen, da hier
bereits bei wenigen zehntel oder hundertstel Millimetern Eindringtiefe viele Zellen
bestrahlt werden. Zahlreiche in den Zellen enthaltene Atome können ionisiert
werden, da der Ionisationsfaktor der Alphastrahlung 20-mal größer ist als der der
Beta- oder Gammastrahlung. Durch diese Veränderungen in den Zellen können
schwerwiegende Schäden z.B. in den Chromosomenstrukturen entstehen
Die radioaktiven Nuklide verhalten sich chemisch genau wie ihre nicht radioaktiven
Verwandten.
Sie
werden somit vom
menschlichen
Organismus gleich
behandelt
und
nehmen
am
Stoffwechsel
teil
bzw. werden für
den
Körperbau
genutzt.
Radium
226
wird
zum
Beispiel
anstelle
von Kalzium in das
Knochengerüst
eingebaut.
Es
verbleibt dort für
sehr lange Zeit und
kann durch seine
intensive
Alphastrahlung zu
Schädigungen, wie
Leukämie
und
Knochenkrebs,
führen.
Die
Gefährlichkeit der
radioaktiven
Nuklide ergibt sich
dabei nicht nur
durch
die
physikalische
Halbwertzeit
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sondern auch durch die biologische Halbwertzeit. Das ist die Zeit nach der die Hälfte
des inkorporierten Nuklids den Körper wieder verlassen hat. Das Zusammenwirken
der physikalischen Halbwertzeit „Tp“ und der biologischen Halbwertzeit TB ergibt die
effektive Halbwertzeit „Teff“. Sie gibt an, in welchem Maße die Aktivität eines
Radionuklids durch radioaktiven Zerfall und biologische Ausscheidungsvorgänge im
Körper abnimmt. Die effektive Halbwertzeit ist von entscheidender Bedeutung für die
Strahlenwirkung der in den Organismus aufgenommenen Radionuklide.
Zum Glück stehen wir diesen Vorgängen aber nicht ganz hilflos gegenüber. Da der
Mensch seit Beginn seiner Geschichte Kernstrahlung ausgesetzt war, hat sich im
Laufe der evolutionären Entwicklung ein körpereigenes Reparatursystem ausbilden
können. Beschädigte Strukturen werden entweder repariert, oder wenn der Schaden
zu Groß ist, erhält die betroffene Zelle durch ein "Killergen" den Befehl zum
Selbstmord (Apopthose). Ist die aufgenommene Strahlung zu hoch, bricht das
körpereigene Reparatursystem zusammen und der Organismus stirbt.
Man unterscheidet zwischen folgenden Schäden:
Akute somatische Schäden
Entstehen
durch
Bestrahlung
einzelner
Körperzeile
oder
auch
Ganzkörperbestrahlung. Es werden so viele Zellen zerstört, das nach einiger Zeit
beträchtliche Schäden entstehen, die in ihrem Ausmaß von Menge und Dauer der
Strahlung abhängig sind. Eine übermäßige Strahlendosis kann bis zum Tode führen.
Besonders empfindlich sind sich schnell teilende Zellen, wie blutbildende Zellen des
Knochenmarks, Darmepithelzellen und die Haarwurzeln. Weiterhin sind auch
Embryonen auf Grund ihres schnellen Wachstums und damit hohen Anzahl an
Zellteilungen besonders durch Strahlung gefährdet. Es kann zu Missbildungen
kommen. Überhaupt sind Kinder im Allgemeinen strahlenempfindlicher als
Erwachsene.
Am besten wurden bis heute Strahleneinwirkungen auf die Haut untersucht. Hier
kommt es zur Radiodermatitis. Sie entsteht in Folge von Gefäß- und
Epidermisveränderungen. Sie äußert sich zunächst durch trockene Schuppung.
Anschließend setzt die Funktion von Schweiß- und Talgdrüsen aus. Bei höheren
Strahlendosen kann es zur Ödemen in der Epidermis, zur völligen Zerstörung der
Epidermis und zu Nekrosen kommen. Eine Folge der Ganzkörperbestrahlung ist
beim Menschen die Strahlenkrankheit.
Nicht akute somatische Schäden
Hierbei handelt es sich um Schäden die am bestrahlten Individuum erst nach
längerer Zeit auftreten. Die wichtigsten nicht akuten
somatischen Schäden sind die verschiedenen
Krebsarten, wie Leukämie, Lungen-, Brust- und
Schilddrüsenkrebs.
Andere
Schäden
sind
Wachstumsstörungen,
vorzeitige
Alterung,
Immunschwäche
und
Unfruchtbarkeit.
Die
Anfälligkeit einer Person hängt von vielen Faktoren
ab. Da wären Gesundheitszustand, Lebensgewohnheit und Alter. Natürlich ist auch die
Strahlenart und ihre biologische Wirksamkeit sehr
entscheident.
Krebszelle
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Genetische Schäden
Man spricht hier von Schäden am Erbgut und dessen Mutation durch ionisierende
Strahlung. Die Schädigungen haben wesentlich weitreichendere Folgen als die
vorherigen, da sie sich auch auf nachvolgendene unbestrahlte Generationen
auswirken können und nicht wie bei den somatischen Schäden mit dem Tod des
Trägers verloren gehen. Durch Schäden an der DNA kann es Mutationen in der
Keimbahn und damit Erbkrankheiten, wie Down-Syndrom oder Leukämie, kommen.
Aber auch andere erblich bedingte Anomalien können auftreten. Beispiele dafür sind
Chromosomenanomalien oder Chromosomenaberrationen.
Beobachtet wurden derartige Veränderungen bisher nur bei Mäusen. Ausschließen
kann man derartige Folgen beim Menschen nicht, aber sie sind bisher nicht
beobachtet worden.
b. Die Strahlenkrankheit
Die Strahlenkrankheit wird dadurch hervorgerufen, dass der Körper oder Körperteile
hohen Dosen ionisierender Strahlung ausgesetzt werden.
Die Krankheit kündigt sich durch plötzliche Appetitlosigkeit oder plötzliche Übelkeit
an, gefolgt von Erbrechen und in manchen Fällen von Durchfall. Nach diesen ersten
Symptomen kommt es zu schwereren Zustandsbildern, wenn die Schädigung
anderer Gewebe, etwa des Knochenmarkes, zu einer immer stärkeren Verringerung
der Anzahl der Blutzellen führt und den Körper somit anfällig für Infektionen werden
lässt. Hohe Strahlungsdosen können zur Unfruchtbarkeit führen, indem die
Fortpflanzungsorgane geschädigt werden; sie können andere Organe des Körpers
ernsthaft schädigen oder zum Tod führen. Abhängig von der Dosis, der
Dosisfrequenz und der betroffenen Körperregion können auch viele andere
Symptome auftreten. Kurzfristig können dazu Haarausfall, Verbrennungen der Haut
und Blutungen gehören, langfristig ein erhöhtes Krebsrisiko.
Von einer akuten Strahlenexposition spricht man, wenn jemand der Strahlung für
Sekunden, Minuten oder Stunden ausgesetzt ist. Sie kann zum Tode führen. Der
biologische Haupteffekt besteht in der Schädigung von Zellen, wobei die Schwere
von der Art des Gewebes abhängt. Die empfindliche Epithelschicht des
Gastrointestinaltrakts, insbesondere im Magen und im Dünndarm, gibt 5Hydroxytryptamin (5HT3, Serotonin) in den Blutstrom ab. Das regt die Hirnzentren,
die Übelkeit und Erbrechen steuern, ebenso an wie andere Serotoninrezeptoren im
Körper. Zugleich steigt die Darmbewegung an, eine Folge von Gallensalzen, die auf
die geschädigte Schleimhaut einwirken. Diese Symptome können verschieden sein,
weil Menschen unterschiedlich anfällig sind, aber auch, weil in den meisten
unkontrollierten Situationen nicht alle Menschen dieselbe Strahlendosis erhalten.
Die Einheit für die absorbierte Dosis heißt Gray (Gy); ein Gray entspricht einer
Energieaufnahme durch ionisierende Strahlung von einem Joule pro Kilogramm. Bei
Strahlendosen von über einem Gy wird dem Knochenmark Flüssigkeit entzogen, es
verringert sich die Anzahl der Blutzellen in großem Ausmaß; dies kann zu
verminderter Widerstandskraft gegen Infektionen, zu Blutungen und zur Anämie
führen. Bei umfangreicher direkter Exposition oder Kontamination der Haut kann es
zu Verbrennungen kommen, die weiteren Flüssigkeitsverlust und die Gefahr von
Infektionen mit sich bringen. Man fasst die akuten Symptome gelegentlich als akutes
Strahlensyndrom zusammen. Kommen mehrere Schädigungen zusammen, so ist die
Prognose schlechter; das ist wichtig für die Organisation der Behandlung. Ohne
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ärztliche Behandlung führt eine akute Dosis von rund vier Gy bei 50 Prozent der
Strahlenopfer innerhalb von 60 Tagen zum Tod. Dosen über zehn Gy führen sehr
häufig auch mit Behandlung schon früher zum Tode. Ähnlich hohe Dosen, jedoch
über einen längeren Zeitraum (Tage, Wochen) verteilt, können eine Vielzahl von
Symptomen hervorrufen, jedoch ist es unwahrscheinlich, dass sie zum Tode führen,
da den Zellen und Geweben genug Zeit bleibt, die Schäden zu reparieren.
Grundsätzlich lässt sich die Strahlenkrankheit in vier Formen unterteilen:
1. Hämatologische Form:
- Bei dieser Form werden die Leuko-, Thrombo-, Lympho- und Erythrocyten zerstört.
2. Intestinale Form:
- Hier werden die Darmepithel zerstört. Außerdem kommt es zur Bakteriamie und
Geschwüren.
- Nach wenigen Tagen tritt hier der Tod ein.
3. Toxische Form:
- Die Person stirbt durch Kreislaufversagen und Toxine, die durch die Zerstörung von
biologischem Material freigesetzt wurden.
4. Celebrale Form:
- Hierbei stirbt der Betroffene schon nach wenigen Minuten.
- Das ist die Folge von sofort auftretenden Nekrosen im gesamten Nervensystem und
durch ein Hirn-Ödem.
Weiterhin kann man die Krankheit auch in vier Stadien unterteilen:
1. Primärperiode:
- Symptome: Appetitlosigkeit, Nervosität, Mattigkeit, Kopfschmerzen, Übelkeit und
Erbrechen
2. Latenzperiode:
- Sie tritt bei höheren Dosen der Strahlung gar nicht auf
- Symptome: ernste Veränderungen des Blutbildes
- Der Patient fühlt sich in diesem Stadium wohl
- Kann bis zu 2 Wochen dauern
3. Gipfelperiode:
- Symptome: Durchfälle, bakterielle Infektionen, Fieber, Geschwüre im Mund und
Rachenbereich, Haarausfall, innere Blutungen
4. Prämortale Phase:
- Bei tödlicher Strahlendosis: Alle Symptome verstärken sich bis zum Eintritt des
Todes
- Bei geringen Dosen: Genesungsphase
- Kann Jahre andauern
- Führt währenddessen zu oben erläuterten Spätschäden.
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c. Strahlendosen und deren Wirkung
Die folgenden Zahlen können als Anhaltspunkte für Erwachsene gelten.
Appetitlosigkeit tritt bei fünf Prozent derjenigen auf, die einer Strahlendosis von
0,4 Gy ausgesetzt waren, und bei 95 Prozent derjenigen, die eine Strahlendosis von
drei Gy erhalten haben, Übelkeit bei 0,5 Gy bei fünf Prozent und bei 4,5 Gy bei
95 Prozent, Erbrechen bei 0,6 Gy bei fünf Prozent und bei sieben Gy bei 100 Prozent
und Durchfall bei einem Gy bei fünf Prozent und bei acht Gy bei über 20 Prozent der
Exponierten. Vergeht zwischen der Verstrahlung und dem Einsetzen eines der
angeführten Symptome weniger als eine Stunde, betrug die Dosis wahrscheinlich
über drei Gy, vergehen mehr als drei Stunden, so betrug sie wahrscheinlich weniger
als ein Gy.
d. Beispiel: GAU (Größter Anzunehmender Unfall)
Ein Beispiel für die Gefährlichkeit der Strahlenkrankheit ist der Reaktorunfall 1986 in
Tschernobyl. 203 der direkt Betroffenen litten an akuten somatischen
Strahlenschäden. Bei der Gruppe, die der höchsten Strahlung ausgesetzt war (sechs
bis 16 Gy), trat innerhalb von 15 bis 30 Minuten nach der Exposition als erstes
Symptom Erbrechen auf, gefolgt von heftigem Durchfall. Diese Gruppe, zu der auch
Feuerwehrleute gehörten, war darüber hinaus auch durch das Einatmen radioaktiver
Materialien und toxischer Stoffe und durch
konventionelle
Verletzungen
geschädigt.
Trotz
hochspezialisierter Behandlungen in Spezialkliniken
starben 20 von 22 Angehörigen dieser Gruppe. Dazu
trugen auch die weiteren Auswirkungen der Strahlung
auf
das
Knochenmark
und
die
äußeren
Verbrennungen nach Kontamination der Haut mit
Betastrahlen aussendenden radioaktiven Isotopen bei.
Bei schwächeren Dosen waren die Symptome und
Krankheitszeichen weniger schwerwiegend. Diejenigen
Opfer, die ein bis zwei Gy Strahlung erhielten, mussten
sich später erbrechen; obwohl einige Personen auch
Kontaminationen der Haut erlitten, starb niemand aus
dieser Gruppe.
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Schlusswort
Diese Arbeit endet mit der Katastrophe in Tschernobyl, die Aufgrund menschlichen
Versagens, aber vor allem großer Leichtsinnigkeit geschehen konnte. Die Folgen dieses
Zwischenfalls werden noch in 100 Jahren messbar sein und bei weitem ist die Gefahr
dort nicht gebannt und es dringt weiterhin Strahlung aus dem maroden Sarkophag
(Schutzmantel um den zerstörten Reaktor) aus. Aber mit Absicht bin ich nicht auf die
Atombombenabwürfe über Hiroshima und Nagasaki, oder die erst vor wenigen Jahren
gestoppten Atombombenversuche der Amerikaner eingegangen, sondern habe versucht
mich hauptsächlich auf den biologischen Aspekt zu konzentrieren. Da Radioaktivität aber
nun mal in die Physik gehört sind manche Teile dieser Arbeit auch nach dahin
ausgerichtet. Trotzdem denke ich sind die schlimmen Folgen der Radioaktivität und ihrer
Veränderungen am menschlichen Körper angemessen erläutert worden.
Literaturangabe
Lexikon der Biologie und Molekularbiologie, 1992, Heider Verlag
Werner Stolz, Radioaktivität / Grundlagen / Messung / Anwendungen, 2002, Teubner
Verlag
Brockhaus Naturwissenschaft und Technik
Internet Lexikon (http://de.wikipedia.org/wiki/Radioaktive_Strahlung)
Krebsinformationsdienst, Radioaktivität und Röntgenstrahlung
(www.krebsinformationsdienst.de)
„Ich versichere, dass ich diese Facharbeit selbstständig verfasst und keine anderen als die
angegebenen Hilfsmittel benutzt habe. Stellen der Arbeit, die anderen Werken den Wortlaut oder dem
Sinn nach entnommen wurden, sind in jedem einzelnen Teil unter Angabe der Quellen als solche
kenntlich gemacht worden“
Wuppertal, den 3. März 2004
Unterschrift _________________
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