Radioaktivität und Röntgenstrahlung
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Schon die Begriffe Radioaktivität und Röntgenstrahlung sind bei vielen Menschen mit einem unguten Gefühl, oder einem Gefühl der Angst verbunden. Wie kommt das?
Dafür gibt es sicher mehrere Gründe. Hier wollen wir zwei Gründe dafür näher betrachten.
Fehlende körpereigene Sensoren für Radioaktivität und Röntgenstrahlung
Wir vermeiden es, in grelles Licht zu schauen, weil es uns blendet. Wenn wir eine Flamme sehen, dann fassen wir nicht hinein, weil wir schon bei der Annährung die Hitze spüren. Wenn wir uns mit dem Hammer auf den Daumen schlagen, dann erfahren wir den Schmerz unmittelbar.
Aber schon beim Sonnen, fehlen uns die nötigen Sensoren, um die schädliche UV-Strahlung zu erkennen. Den Sonnenbrand spüren wir erst einige Stunden später.
Da wir keine körpereigenen Sensoren für Radioaktivität und Röntgenstrahlung haben, können wir nicht abschätzen, wie schädlich das für unseren Körper ist. Daher benötigen wir Messgeräte, die das für uns übernehmen.
Aber was ist eigentlich so schädlich an Radioaktivität und Röntgenstrahlung?
Wirkungen von Radioaktivität und Röntgenstrahlung
Um die Wirkungen zu überprüfen, werden wir zwei Experimente betrachten.
Wirkung der Radioaktivität
An einen Draht legen wir eine Hochspannung von ca. 10 kV an. Über dem Draht befindet sich ein Metallgitter, das wir mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden haben.
Zwischen dem Draht und dem Metallgitter ist ein Abstand von ca. 15 mm. Da die Luft nicht leitet, fließt auch kein Strom. Sobald wir das radioaktive Präparat in die Nähe des Metallgitters bringen, können wir zwischen Draht und Metallgitter Funkenüberschläge beobachten. Die Luft muss also leitend geworden sein.
Wirkung der Röntgenstrahlung
In der Röntgenröhre platzieren wir zwei Kondensatorplatten.
Bild ►04 zeigt den Schematischen Aufbau des Versuchs. Am Netzgerät legen wir eine Spannung von ca. 250 V an. Zwischen den Kondensatorplatten befindet sich eine Luftschicht von ca. 4 cm. Da die Luft ein Isolator ist, kann kein Strom fließen.
Jetzt erhöhen wir die Spannung an der Röntgenröhre und damit die Energie der Strahlung. (Den Zusammenhang zwischen der Spannung an der Röntgenröhre und der Energie der Röntgenstrahlung betrachten wir hier.)
Oberhalb von 5 kV können wir einen Anstieg des Stroms erkennen. Für größere Spannungen an der Röntgenröhre nimmt der Strom zu.
Wenn die Spannung an der Röntgenröhre groß genug ist, dann wird die Luft leitend. Die benötigten freien Ladungsträger sind durch die Ionisation der Moleküle in der Luft erzeugt worden.
Die Luftstrecke stellt zum Beginn des Experimentes einen quasi unendlich großen Widerstand im Stromkreis dar. Wenn die Luft zwischen den Platten ionisiert wird, dann sinkt der Widerstand stark ab.
Mit einer Kleinspannung von z.B. 12 V würden die durch Ionisation entstandene Ladungsträger nicht schnell genug zwischen den Platten beschleunigt werden. Wir benötigen also eine Spannung von einigen 100 V. Oberhalb von 5 kV wird die Strahlung so energiereich, das zunehmend mehr Moleküle ionisiert werden. Wenn der Widerstand der Luftstrecke schnell abnimmt, dann würde der Strom zu stark ansteigen. Deshalb verwenden wir einen sehr hochohmigen Widerstand (100 MΩ).
Gemeinsamkeiten von Radioaktivität und Röntgenstrahlen
In beiden Experimenten haben wir gesehen, dass die Luft leitend wurde. Damit ein Strom fließen kann, müssen freie Ladungsträger existieren. Diese Ladungsträger wurden hier durch Ionisation erzeugt.
Wir können also feststellen, dass sowohl Radioaktivität, als auch Röntgenstrahlen die Fähigkeit besitzen, Stoffe zu ionisieren.
Wenn das in unserem Körper passiert, dann werden Zellen geschädigt oder zerstört. In einem geringen Umfang ist das kein Problem und wird von unserem Körper kompensiert.
Die Eigenschaft der Ionisation können wir aber auch zur Messung der Strahlung nutzen und damit Auskunft über ihre „Stärke“ erhalten. Zwei Messgeräte, die wir im Folgenden näher untersuchen, sind das Geiger-Müller-Zählrohr (GMZ) und die Nebelkammer nach Wilson.
Angst vor Unbekanntem
Die Angst vor Unbekanntem ist eine natürliche menschliche Reaktion, die auch evolutionär angelegt und sinnvoll ist. ►06 Es ist klar, dass wir uns Neuem nicht verschließen sollten, aber Unbekanntes kann auch Gefahren mit sich bringen.
Als sich Kolumbus 1492 aufmachte, um Indien auf der West Route zu erreichen, da hatten viele Seeleute Angst, dass sie über den Rand der Erde ins unendliche Nichts fallen würden. ►07
In der traditionellen Medizin, wurden Wunden u.a. mit Fledermauskot abgedeckt. Hier ist es sicher ein großer Erfolg der modernen Medizin, dass sich der Weg zur Hygiene durchgesetzt hat.
Auch der Einsatz von Anästhetika (Betäubungsmitteln) bei Operationen und Zahnbehandlungen stellt eine große Errungenschaft zum Wohle der Patienten dar. Oder möchtest du darauf verzichten???
Fazit zur Angst
Nicht alles Neue bringt uns Vorteile und Verbesserungen, aber auch nicht jedes mögliche Risiko muss unbedingt vermieden werden. So hat sich die Lebenserwartung der Menschen in Mitteleuropa in den vergangenen 500 Jahren nahezu verdreifacht.
Die Wahrheit liegt wie häufig zwischen den Polen „Dafür“ und „Dagegen“.
Als W.C. Röntgen die x-Strahlung entdeckte, erkannte er schnell den möglichen Nutzen für die medizinische Diagnostik. Er kannte aber noch nicht die Risiken. (s. Nebenwirkungen)
Sollten wir deshalb auf die Röntgenuntersuchung verzichten?
Die Antwort auf diese Frage muss sicher jeder selber finden, oder sie im Idealfall dem Experten, dem Radiologen überlassen. Ganz sicher haben Röntgenuntersuchungen in den vergangenen 120 Jahren sehr viele Menschen gerettet.
Röntgenstrahlung ist nicht frei von Nebenwirkungen. Aber sie kann Leben und Lebensqualität erhalten und retten. Wie alles, ist sie in einem Übermaß schädlich. Aber das gilt für die meisten Dinge unseres Lebens. Keiner möchte heute auf elektrischen Strom verzichten, aber falsch angewendet, kann er uns töten.
In unserem Essen (egal ob Bio oder konventionell) und in unserer Atemluft sind schon seit Urzeiten radioaktive Elemente enthalten (natürliche Strahlenbelastung). Das wird selten bis nie thematisiert. Warum eigentlich? Weil das natürlich ist und quasi keinen Einfluss auf unsere Gesundheit hat. Außerdem würde der Verzicht auf das Essen oder Atmen schneller zum Tod führen, als der Genuss.
Der Beste Weg, mit der Angst vor Unbekanntem umzugehen, ist der Abbau von Unwissenheit.