Was ist die ionisationsfähigkeit von radioaktiven Strahlen?
Ich halte ein Referat und ich finde im Internet und im Buch keine Informationen dazu. Bitte um hilfe!
4 Antworten
Die Ionisationsfähigkeit resultiert aus der Eigenschaft, wie die radioaktiven Strahlungsarten die Materie beeinflussen, auf welche diese treffen.
Dazu muss man zunächst betrachten, welche Strahlungsarten es gibt, und was diese genau sind:
- Alphastrahlung: Freie Heliumkerne
- Beta - Strahlung: Freie Elektronen
- Beta + Strahlung: Freie Positronen
- Gammastrahlung: Freie Energie
Freie Heliumkerne (Alpha-Strahlung) bestehen aus 2 Neutronen und 2 Protonen, haben also die Eigenschaft, jeweils 2 Elektronen zu binden. Beta - Strahlung, also freie Elektronen, haben die Fähigkeit, einen Elektronenüberschuss von jeweils einem Elektron zu bewirken. Beta + Strahlung, also freie Positronen, zerstrahlen mit Elektronen jeweils eins zu eins zu reiner Energie. Da durch ein Positron auch ein Elektron vernichtet wird, entsteht so Elektronenmangel. Gammastrahlung hat ein hohes Energiepotential und liegt im Wellenbereich zwischen Röntgenstrahlung und kosmischer Strahlung, was erkennbar macht, wie schädlich diese beispielsweise für Leben ist. Nicht umsonst hat man für entsprechend ärztliche Untersuchungen einen Röntgenpass, obwohl man der Röntgenstrahlung dabei nur für Sekundenbruchteile ausgesetzt wird.
Was ist die Wirkung von ionisierender und UV-Strahlung? Die Quanten der UV- Strahlung sind energetisch viel schwächer als z.B. Röntgen- oder Gamma- Quanten (Strahlung). Daher schafft es UV-Quant nicht Elektronen aus dem Coulomb-Potential von Atomen heraus zu lösen, sondern nur die weit schwächere Bindungsenergie von Molekülen zu überwinden. Das führt dann bei der UV-Strahlung "nur" zur Radikal-Bildung, während die ionisierende Strahlung im Prinzip Ionen (geladene Atome) und chemische Radikale erzeugen kann, da deren Quanten genug Energie hat um Elektronen aus dem Coulomb-Potential von Atomen zu lösen.
Was geschieht nun in den Zellen?
Menschliche Zellen können sich selbst auf einen DNS-Schaden überprüfen und sich zerstören (Wiki "Apoptose"). Sollte der sehr seltene Fall eintreten, dass eine Zelle sich nicht mehr selbst überprüfen kann, gibt es noch das Immunsystem, welches solche Zellen zerstört. Für den noch selteneren Fall, dass auch das Immunsystem versagt, und es zu unkontrollierter Vervielfältigung (Krebs) kommt, kann im Frühstadion von den Nachbarzellen Immun-Alarm gegeben werden, worauf der betreffende wuchernde Zellhaufen zerstört wird. Erst wenn all diese natürlich erworbenen (Darwinismus) Schutzmechanismen versagen, kommt es zu einem Krebs-Geschwür. Man darf jedoch nicht vergessen, dass um 98% aller DNS-Schäden nicht die Kopie-Mechanismen treffen, sondern beliebig andere Informationen. Daher ist es ganz klar einzusehen, das 98% aller Zell-DNS-Schaeden sich im Altern darstellen. Weiter ist der zellschaedigende Einfluss von chemischen Giften (Benzol, Arsensaure, ... siehe Wiki de.wikipedia.org/wiki/Karzinogen ) viel umfangreicher, als die Wirkung von radioaktiver Strahlung.
Weiter kann man die DNS-Schädigung auch eindämmen, wenn man radikal-fangende Stoffe wie Vitamin-C, Lycopin, Omega-3,6-Fettsaeuren, Flavonoide, ... zu sich nimmt (siehe Wiki "Lycopin", "Radikale (Chemie)", "Flavonoide", "Theorie der freien Radikale"). Mit Hilfe dieser Radikal-Fänger kann man also die Folgen von Radikalen, welche z.B. durch Strahlung im Körper erst gebildet werden, eindämmen.
Im Falle der chemischen DNS-Schädigung nimmt man chemische Radikale zu sich, welche sich an beliebigen Molekülen abreagieren (Proteinen, Fetten, ...). Ist eines dieser Moleküle ein DNS-Molekül, kommt es zu besagten DNS-Schäden, mit den angesprochenen Folgen (im seltensten Fall zu Krebs, hauptsächlich zur Alterung). Bringt man nun besondere Moleküle ein (Radikal-Fänger), kann man die Radikale unschädlich machen, bevor sie wichtige Moleküle wie die DNS beschädigen. Also ordentlich Gemüse (Tomaten, rote Paprika,...) essen und viel Hagebutten-Tee trinken. Bei der radioaktiven Strahlung (besser ionisierenden und UV Strahlung) werden die Radikale erst im menschlichen Körper erzeugt. In seltenen Fällen trifft ein Strahlungs-Quant auch direkt z.B. das DNS-Molekül und erzeugt so auch angesprochene DNS-Schäden.
Daher ist klar, dass z.B. starke Raucher, starke Sonnenbader verstärktem Altern unterliegen und bedingt erhöhtes Krebsrisiko haben.
Natürlich hat sich der menschliche Körper an ionisierende Strahlung im Bereich bis vielleicht max. 200 mSv pro Jahr gewöhnt, da es in der Natur so auftritt. (siehe englisches Wikipedia "Background radiation").
Durchschnitts-Werte : (Sv=Sievert)
BRD, Österreich, Dänemark, Belgien um 2,5 m Sv pro Jahr; Finnland um 8 mSv pro Jahr; Frankreich, Griechenland, Spanien, Schweiz um 5 mSv pro Jahr; Schweden um 6 mSv pro Jahr; Eine Röntgen-CT des Bauches belastet den Menschen mit etwa 20 mSv. Röntgen-Durchleuchtung beim Setzen eines Herzkatheter um 300 mSv pro Untersuchung . Klassische Röntgenaufnahme um 0,1 mSv pro Aufnahme.
In Nord-Spanien, Süd-Finland, Mittel-Frankreich und West-Österreich liegt die Belastung durch die natürliche Hintergrunstrahlung/Radioaktivität über 10 mSievert pro Jahr (siehe unter ww.world-nuclear.org/uploadedImages/org/info/NaturalbackgroundradiationEurope.gif).
Die höchste gemessen Belastung durch die natürliche Hintergrundstrahlung/Radioaktivität einer bewohnten Gegend erfährt man im iranischen Ramsa (siehe Wiki "Ramsar") Dort werde die Bewohner mit etwa 260 mSv pro Jahr belastete, welches in erster Linie durch im Wasser gelöstes Radon (siehe Wiki „Radonbelastung“) verursacht wird. Dagegen lebt man in Fukushima recht gesund ;-) (siehe jciv.iidj.net/map/).
