Ionisierende Strahlung

Physikaufgabe zur Überprüfung von Kompetenzen
Ionisierende Strahlung
Eine gesunde Schilddrüse lagert Jod ein. Das wird in der Medizin verwendet: Man kann damit
untersuchen, in welchen Bereichen der Schilddrüse viel und in welchen Bereichen wenig Jod
gespeichert wurde. Nimmt ein Teil der Schilddrüse kein (oder wenig) Jod auf, ist dies ein Hinweis
auf eine mögliche Erkrankung. Dazu wird dem Patienten das radioaktive Jod-123 oder Jod-131
verabreicht. Dieses lagert sich in der Schilddrüse ab. Die vom radioaktiven Jod ausgehende
Strahlung wird mit einem Messgerät sichtbar gemacht.
Gesunde Schilddrüse:
Jod wird gleichmäßig eingelagert
1.1.
Erkrankte
Schilddrüse:
ein Teil nimmt sehr wenig Jod auf
Eine gesunde Schilddrüse.
a)  lagert gleichmäßig Jod ein.
b)  lagert nur radioaktives Jod ein.
c)  lagert kein oder nur ungleichmäßig Jod ein.
1.2.
Ionisierende Strahlung ist jede Art von Strahlung, die aus einem Atom oder
Molekül Elektronen herauslösen kann. Sie geht u. a. von radioaktiven
Stoffen aus. Trifft sie auf biologische Zellen, so kann sie dort Veränderungen
und Schädigungen (z.B. Krebs) bewirken.
1.2.1 Kreuze bitte die richten Antworten an (mehrere Antworten möglich):
Zur ionisierenden Strahlung gehört u. a. ….
 das sichtbare Licht
 die Gammastrahlung
 die Alphastrahlung
 die Röntgenstrahlung
 die Betastrahlung
 die Wärmestrahlung
BIFIE Wien I Zentrum für Innovation & Qualitätsentwicklung
Stella-Klein-Löw-Weg 15 / Rund Vier B, 2.OG / 1020 Wien / Telefon +43-1-5336214 / Fax -4030 / [email protected] / www.bifie.at
Aufgabenerstellerin: Mag. Andrea Mayer, BG 12 Wien
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Physikaufgabe zur Überprüfung von Kompetenzen
1.2.2 Überprüfe, welche der Aussagen physikalisch richtig und welche falsch sind:
a) Die ionisierende Strahlung des radioaktiven Jods  richtig
kommt aus dem Atomkern.
 falsch
b) Auch aus dem Weltall kommt ionisierende Strahlung  richtig
zu uns.
 falsch
c) Ionisierende Strahlung wird auch in Fabriken oder  richtig
beim Auto in Form von Abgase (wie CO2) produziert.
 falsch
beim  richtig
 falsch
d) Ionisierende Strahlung entsteht
Telefonieren (Handystrahlung).
auch
1.3. Jodtabletten bei radioaktiven Unfällen
In jeder Schule werden Kaliumjodidtabletten gelagert. Kommt es zu einem radioaktiven Unfall,
schlucken
die
Schüler
und
Schülerinnen
je
eine
solche
Tablette.
Laura, Christina und Yassin aus der 4a-Klasse haben folgenden Informationstext bei der Schulärztin
gefunden:
Bei Unfällen in Kernkraftwerken können verschiedene
radioaktive Isotope, z. B. Cäsium-137 oder Jod-131 in die
Umwelt gelangen.
Lebewesen nehmen radioaktive Stoffe durch Einatmen
oder durch Nahrung (Essen, Trinken) auf.
zerstörter
Reaktor
Tschernobyl
Schluckst du nun eine Jodtablette, wird deine Schilddüse
mit sehr viel nicht radioaktivem Jod angereichert. Diese
Einlagerung geht relativ schnell.
Der Körper, vor allem die Schilddrüse, kann nun das
radioaktive Jodisotop nicht mehr aufnehmen weil ja die „Speicherplätze“ schon besetzt sind
(„Jodblockade“). Dieser Mechanismus schützt die Schilddrüse davor, neues Jod (in diesem
Fall radioaktives) aufzunehmen.
Die „Jodblockade“ sollte möglichst schon vor der Aufnahme des radioaktiven Jods erfolgen.
Jod ist das einzige Isotop, vor dem man sich auf diese Weise schützen kann. Man schützt
sich so vor Schilddrüsenkrebs.
Die Jod-Tablette schützt aber nicht vor der Aufnahme von anderen radioaktiven Stoffen und
ist daher keine universell wirksame „Strahlenschutztablette“.
Laura, Christina und Yassin diskutieren über den Text und erzählen den Mitschüler/innen, was
sie herausgefunden haben. Welche der folgenden Aussagen sind deiner Meinung nach
physikalisch richtig und welche falsch sind:
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1.4.
a) Die Einnahme der Jodtablette ist wegen ihrer Radioaktivität  richtig
gefährlich.
 falsch
b) Radioaktive Stoffe können durch Einatmen oder durch  richtig
Nahrung im Körper aufgenommen werden.
 falsch
c) Die Tablette schützt die Schilddrüse davor, radioaktives Jod  richtig
einzulagern.
 falsch
d) Wenn ich diese Tabletten einnehme, bin ich gegen jede  richtig
Strahlung geschützt.
 falsch
In
der 4a-Klasse wird
das Thema
„Radioaktivität“ weiter
diskutiert.
Über die Gefahren und den Nutzen von radioaktiver Strahlung sind sich die Schülerinnen
und Schüler der 4a-Klasse allerdings nicht einig. Amil sammelt einige unterschiedliche
Meinungen, die dann im Physikunterricht geklärt werden sollen.
1.4.1 Meinungen zum Thema „Strahlung“
Beurteile, was physikalisch richtig und was falsch ist:
a) Lebewesen sind ständig ionisierender Strahlung aus der  richtig
Umwelt ausgesetzt.
 falsch
b) Ionisierende Strahlung kann zu Änderungen in Zellen führen  richtig
und dadurch Krebs verursachen.
 falsch
c) Ionisierende Strahlen können keine Schädigung hervor rufen,  richtig
wenn sie nicht radioaktiv sind
 falsch
d) Ionisierende Strahlung hilft bei der Diagnose und Behandlung  richtig
von Krankheiten
 falsch
1.4.2 Meinungen zum Thema „Kernkraftwerke“
Beurteile, was physikalisch richtig und was falsch ist:
a) Es gab noch nie einen schweren Unfall in einem Kernkraftwerk,  richtig
bei dem Radioaktivität in die Umwelt gelangt ist.
 falsch
b) Auch Jahre nach einem Unfall in einem Kernkraftwerk, bei dem  richtig
radioaktive Substanzen freigesetzt wurden, kann die Gegend
noch radioaktiv verseucht sein.
 falsch
c) In der Nähe eines Kernkraftwerks ist man immer einer stark  richtig
erhöhten Strahlung ausgesetzt.
 falsch
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Antworterwartung
Eine gesunde Schilddrüse lagert Jod ein. Das wird in der Medizin verwendet: Man kann damit untersuchen,
in welchen Bereichen der Schilddrüse viel und in welchen Bereichen wenig Jod gespeichert wurde. Nimmt
ein Teil der Schilddrüse kein (oder wenig) Jod auf, ist dies ein Hinweis auf eine mögliche Erkrankung. Dazu
wird dem Patienten das radioaktive Jod-123 oder Jod-131 verabreicht. Dieses lagert sich in der Schilddrüse
ab. Die vom radioaktiven Jod ausgehende Strahlung wird mit einem Messgerät sichtbar gemacht.
Erkrankte
ein Teil nimmt sehr wenig Jod auf
Gesunde Schilddrüse:
Jod wird gleichmäßig eingelagert
1.1.
Schilddrüse:
Eine gesunde Schilddrüse.
a)  lagert gleichmäßig Jod ein.
b)  lagert nur radioaktives Jod ein.
c)
1.2.

lagert
kein
oder
nur
ungleichmäßig
Jod
Ionisierende Strahlung ist jede Art von Strahlung, die aus einem Atom oder
Molekül Elektronen herauslösen kann. Sie geht u. a. von radioaktiven Stoffen aus.
Trifft sie auf biologische Zellen, so kann sie dort Veränderungen und Schädigungen
(z.B. Krebs) bewirken.
1.2.1 Kreuze bitte die richten Antworten an (mehrere Antworten möglich):
Zur ionisierenden Strahlung gehört u.a. ….
 das sichtbare Licht
 die Gammastrahlung
 die Alphastrahlung
 die Röntgenstrahlung
 die Betastrahlung
 die Wärmestrahlung
1.2.2 Überprüfe, welche der Aussagen physikalisch richtig und welche falsch sind:
a) Die ionisierende Strahlung des radioaktiven Jods kommt aus  richtig
dem Atomkern.
 falsch
 richtig
 falsch
c) Ionisierende Strahlung wird auch in Fabriken oder beim  richtig
Auto in Form von Abgase (wie CO2) produziert.
 falsch
d) Ionisierende Strahlung entsteht auch beim Telefonieren  richtig
(Handystrahlung)
 falsch
b) Auch aus dem Weltall kommt ionisierende Strahlung zu uns.
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Jodtabletten bei radioaktiven Unfällen
In jeder Schule werden Kaliumjodidtabletten gelagert. Kommt es zu einem radioaktiven Unfall,
schlucken
die
Schüler
und
Schülerinnen
je
eine
solche
Tablette.
Laura, Christina und Yassin aus der 4a-Klasse haben folgenden Informationstext bei der Schulärztin
gefunden:
Bei Unfällen in Kernkraftwerken können verschiedene
radioaktive Isotope, z. B. Cäsium-137 oder Jod-131 in die
Umwelt gelangen.
Lebewesen nehmen radioaktive Stoffe durch Einatmen oder
durch Nahrung (Essen, Trinken) auf.
zerstörter
Reaktor
Tschernobyl
Schluckst du nun eine Jodtablette, wird deine Schilddüse mit
sehr viel nicht radioaktivem Jod angereichert. Diese
Einlagerung geht relativ schnell.
Der Körper, vor allem die Schilddrüse, kann nun das
radioaktive Jodisotop nicht mehr aufnehmen weil ja die „Speicherplätze“ schon besetzt sind
(„Jodblockade“). Dieser Mechanismus schützt die Schilddrüse davor, neues Jod (in diesem Fall
radioaktives) aufzunehmen.
Die „Jodblockade“ sollte möglichst schon vor der Aufnahme des radioaktiven Jods erfolgen. Jod ist
das einzige Isotop, vor dem man sich auf diese Weise schützen kann. Man schützt sich so vor
Schilddrüsenkrebs.
Die Jod-Tablette schützt aber nicht vor der Aufnahme von anderen radioaktiven Stoffen und ist daher
keine universell wirksame „Strahlenschutztablette“.
Laura, Christina und Yassin diskutieren über den Text und erzählen den Mitschüler/innen, was sie
herausgefunden haben. Welche der folgenden Aussagen sind deiner Meinung nach physikalisch richtig
und welche falsch sind:
a) Die Einnahme der Jodtablette ist wegen ihrer Radioaktivität  richtig
gefährlich.
 falsch
b) Radioaktive Stoffe können durch Einatmen oder durch Nahrung im  richtig
Körper aufgenommen werden.
 falsch
c) Die Tablette schützt die Schilddrüse davor, radioaktives Jod  richtig
einzulagern.
 falsch
d) Wenn ich diese Tabletten einnehme, bin ich gegen jede Strahlung  richtig
geschützt.
 falsch
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1.4.
1.4.1
1.4.2
In
der
4a-Klasse
wird
das
Thema
„Radioaktivität“
weiter
diskutiert.
Über die Gefahren und den Nutzen von radioaktiver Strahlung sind sich die Schülerinnen und
Schüler der 4a-Klasse allerdings nicht einig. Amil sammelt einige unterschiedliche Meinungen, die
dann im Physikunterricht geklärt werden sollen.
Meinungen zum Thema „Strahlung“
Beurteile, was physikalisch richtig und was falsch ist:
a) Lebewesen sind ständig ionisierender Strahlung aus der Umwelt  richtig
ausgesetzt.
 falsch
b) Ionisierende Strahlung kann zu Änderungen in Zellen führen und  richtig
dadurch Krebs verursachen.
 falsch
c) Ionisierende Strahlen können keine Schädigung hervor rufen,  richtig
wenn sie nicht radioaktiv sind.
 falsch
d) Ionisierende Strahlung hilft bei der Diagnose und Behandlung von  richtig
Krankheiten.
 falsch
Meinungen zum Thema „Kernkraftwerke“
Beurteile, was physikalisch richtig und was falsch ist:
a) Es gab noch nie einen schweren Unfall in einem Kernkraftwerk, bei  richtig
dem Radioaktivität in die Umwelt gelangt ist.
 falsch
b) Auch Jahre nach einem Unfall in einem Kernkraftwerk, bei dem  richtig
radioaktive Substanzen freigesetzt wurden, kann die Gegend noch
radioaktiv verseucht sein.
 falsch
c) In der Nähe eines Kernkraftwerks ist man immer einer stark erhöhten  richtig
Strahlung ausgesetzt.
 falsch
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Klassifikation
1.1
1.2.1
1.2.2
1.3
1.4.1
1.4.2
E 1, N2, P5.3
W1, N2, P5.3
S 4, N2, P5.3
S 1, N2, P5.3
E 2, N3, P5.3
S 2, N2, P5.3
Bildquellen
Schilddrüsenaufnahmen, Warnsymbol aus Wiki Commons, Public Domain
Reaktor in Tschernobyl (Carl Montgomery, freigegeben unter Creative Commons)
Kommentar
Beispiel erstellt von Andrea Mayer, (Feb-April 2010)
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