Frage von Max123321123, 13

Auswirkungen von Strahlung?

Was passiert bei Strahlung, welche von einem explodierten Atomkraftwerk ausgeht mit unseren Zellen/Atomen? (Bitte Fachwörter erklären)

Antwort
von TheHarshHeretic, 8

Ist der Körper einer massiven Strahlendosis von über 500 Millisievert innerhalb kürzester Zeit ausgesetzt, so führt die Krankheit in aller Regel bereits wenige Stunden oder Tage nach der Strahlenverseuchung zum Tod des Patienten. Die Betroffenen leiden unter schwerwiegenden Symptomen: Die Haut weist starke Rötungen auf , die Hautzellen lösen sich nach und nach auf. Hinzu kommen Haarausfall und eine akute Blutarmut. Generell gilt, je höher die Dosis, desto schwerwiegender sind die Auswirkungen, umso schneller treten Symptome auf und um so länger dauert auch die Erholungsphase. Mit steigender Strahlenbelastung sinken rasant die Überlebenschancen der Patienten. Ist die Dosis etwas geringer, so kann noch versucht werden, durch Bluttransfusionen geschädigte Blutzellen aus dem Körper zu schwemmen. Auch wenn die ionisierende Strahlenbelastung niedriger ist, als der voran gestellte Wert, so können sich Langzeitfolgen mit ebenso drastischen Auswirkungen entwickeln. Da Folgeerkrankungen von Strahlenbelastungen weniger erforscht und strittig sind, ist es mitunter recht schwierig einen direkten Zusammenhang zwischen dem Auftreten einer Erkrankung und der voran gegangenen Bestrahlung herzustellen.

Eine sehr häufig festgestellte Folgeerkrankung ist Schilddrüsenkrebs. Nach dem Atombombenabwurf auf die japanischen Städte Nagasaki und Hiroshima im Jahre 1945 und nach dem Supergau des Atomkraftwerks in Tschernobyl im Jahre 1986 konnten Wissenschaftler und Mediziner feststellen, dass Schilddrüsenkrebs vor allem bei Kinder, Jugendlichen und älteren Menschen eine sehr häufige Folgeerkrankung ist. Aus diesem Grund versucht die japanische Regierung im näheren Umfeld der AKWs in Fukushima zur Prävention Jod-Arzneimittel an die Bevölkerung zu verteilen. Diese Tabletten wirken allerdings nur, wenn zuvor noch keine Kontaminierung stattgefunden hat. Die Schilddrüse ist das Organ, das hauptsächlich Jod benötigt. Da der Körper Jod nicht selbst produzieren kann, muss Jod über die Nahrung aufgenommen werden. Ist nun die Luft mit radioaktiven Jod verseucht, versucht man zur Vorbeugung Jod in Tablettenform und in hoher Dosis zu verabreichen. Damit soll verhindert werden, dass sich das kontaminierte Jod in den körpereigenen Zellen festsetzt. Der Körper wird quasi mit Jod überschwemmt, damit das überschüssige und verseuchte Job wieder ausgeschieden wird. Allerdings hält die schützende Wirkung nur einige Tage nach der Einnahme an. Jod kann zudem nur das Schilddrüsenkrebsrisiko einigermaßen mindern. Vor einem Ausbruch anderer Krankheiten kann mittels Jod nicht geschützt werden. Ein gehäuftes Auftreten von Schilddrüsenkrebs wurde zum Beispiel auch im Umfeld des maroden Atommülllagers Asse in Niedersachsen festgestellt.

Eine ebenfalls häufig auftretende Folgekrankheit ist die Akute Leukämie (Blutkrebs). Auch hier konnte wissenschaftlich bestätigt ein Kontext zwischen nachhaltiger Strahlenbelastung und vermehrten Auftreten von Blutkrebs beobachtet werden. Neben weiteren bösartigen Krebserkrankungen und Tumoren wird möglicherweise auch das Herz-Kreislauf-System geschädigt und schwere Augenentzündungen provoziert.

Radioaktive Strahlungen können auch das menschliche Erbgut schädigen und als Folge zu schweren Missbildungen bei Kindern führen („Strahlungsinduzierte Mutationen“). Dies konnte beispielsweise nach den Atombombenabwürfen während des zweiten Weltkriegs beobachtet werden. Die Weltgesundheitsorganisation WHO hatte in einem im Jahre 2006 erstellten Bericht darauf hingewiesen, dass neben den physischen Folgen auch psychische Störungen eine mögliche Folgeerkrankung darstellen. Die Untersuchungen basierten auf Studien, die im Umfeld des Reaktors von Tschernobyl unternommen wurden. 

Kommentar von Max123321123 ,

Danke die Frage was mit dem Organismus passiert wäre nun geklärt :), weißt du auch was mit den Atomen unseres Körpers passiert?

Kommentar von TheHarshHeretic ,

Wenn Teilchenstrahlung (Alpha-, Beta- und Neutronen-Strahlung) oder hochenergetische elektromagnetische Strahlung (Gamma-Strahlung) auf Atomhüllen oder Atomkerne trifft, so werden Veränderungen an diesen hervorgerufen. Umgekehrt wird auch eine Rückwirkung auf die Strahlung erfolgen, beispielsweise eine Verringerung deren Energie oder eine Richtungsänderung ihrer Bewegung.

Alphateilchen wechselwirken mit den Atomen der durchstrahlten Materie vor allem dadurch, dass sie diese Atome anregen oder ionisieren. Ionisierung bedeutet, dass ein Elektron aus der Hülle des betreffenden Atoms herausgelöst wird. Dadurch entsteht ein positives Ion. Durch die dabei zu leistende Abtrennarbeit wird das Alphateilchen verlangsamt.

Das herausgelöste Elektron kann so energiereich sein, dass dieses seinerseits weitere Atome ionisieren kann. Diese Situation bezeichnet man als Sekundärionisation. Wenn das herausgelöste Elektron hinreichend langsam ist, kann es sich an ein anderes Atom anlagern. Es entsteht damit ein negativ geladenes Ion. Beide, das negative und das positive Ion ergeben dann ein sogenanntes Ionenpaar.

Versuche zeigen, dass Alpha-Teilchen ihre Energie nicht gleichmäßig an die umgebende Materie abgeben, sondern bevorzugt dann, wenn sie schon relativ "langsam" geworden sind. Die nachfolgende Abbildung zeigt die Zahl der gebildeten Ionenpaare in Abhängigkeit von der in Luft zurückgelegten Wegstrecke einer Alphastrahlung.

Treffen Beta-Teilchen auf Materie, treten Ionisationseffekte, Bremsstrahlung, Anregung getroffener Atome und Streuung der Beta-Strahlung selber auf. Die wichtigsten Effekte sind, ähnlich wie bei der Alpha-Strahlung, die Bildung von Ionenpaaren und das Auftreten von Bremsstrahlung.

Die Wechselwirkung von Gammastrahlung mit Materie wird vor allem durch drei unterschiedliche Wechselwirkungsprozesse sowohl mit dem Atomkern als auch mit der Elektronenhülle des Atoms charakterisiert: Den Photoeffekt, den Comptoneffekt und den Paarbildungseffekt. Je nach Energie der Gammastrahlung, die bei natürlichen und künstlichen Radionukliden zwischen 0,003 und 17 MeV liegt, überlagern sich diese Wechselwirkungsprozesse, wobei je nach Energiebereich einer der Prozesse jeweils dominiert.

Der Photoeffekt dominiert bei relativ kleinen Energien der Gammastrahlung und hohen Ordnungszahlen des Absorbermaterials. Dabei werden durch das Gammaquant ein oder mehrere Elektronen aus der Hülle des Absorberatoms herausgelöst. Das Atom wird dadurch ionisiert und das Gammaquant verschwindet. Das freiwerdende Elektron bezeichnet man als Photoelektron. Dieses gibt seine Energie durch Ionisation oder Anregung an die Atome seiner Umgebung ab.
Auf Grund der Energie des Gammaquants werden überwiegend Elektronen aus den unteren Schalen der Elektronenhülle, vor allem der K-Schale, als Photoelektron herausgelöst. Das führt zu einer weiteren Konsequenz: Andere Elektronen aus der Hülle besetzen die frei gewordene Stelle in des Photoelektrons und geben dabei ihrerseits Energie ab. Diese wird in Form von Röntgenstrahlung emittiert.

Dann gäbe es noch den Compton-Effekt. Dieser Effekt wird vor allem durch Gammaquanten mittlerer Energie hervorgerufen. Das Gammaquant löst dabei ein Elektron aus der äußeren Hülle des Atoms heraus und verliert dadurch etwas von seiner Energie (größere Wellenlänge der Gamma-Strahlung). Gleichzeitig ändert sich seine Bewegungsrichtung, es wird gestreut. Das Atom, an dem die Comptonstreuung stattgefunden hat, wird durch den Verlust des Comptonelektrons ionisiert. Das gestreute Gammaquant kann weitere Comptoneffekte hervorrufen, bis es soviel an Energie verloren hat, dass es durch einen Photoeffekt vollständig verschwindet.

Ein weiterer Aspekt ist die Paarbildung. Bei höherer Energie der Gammastrahlung überwiegt der Effekt der Paarbildung im Wechselwirkungsmaterial, vorzugsweise bei Absorbermaterialien mit hoher Ordnungszahl. Dabei wird im Feld des Atomkerns das Gammaquant vernichtet und es entstehen ein Elektron und ein Positron als Paar. Die dafür mindestens erforderliche Energie beträgt 1,022 MeV. Hat das Gammaquant eine höhere Energie, so erhält diese das Teilchenpaar als Bewegungsenergie mit auf den Weg. Bei ausreichend hoher Energie können auch zwei Elektronen-Positronen-Paare entstehen.

Das bei der Paarbildung entstandene freie Positron hat eine relativ geringe Lebensdauer. Es wird sich, nachdem es seine Bewegungsenergie auf das Wechselwirkungsmaterial übertragen hat, mit einem Elektron vereinigen. Dabei wird das Teilchenpaar vernichtet und wandelt sich in ein Paar von Gammaquanten um, wobei jedes Quant eine Energie von 0,511 MeV hat.

Vereinfach gesagt -> Atome werden ionisiert und sind nicht mehr nach außen hin elektrisch neutral geladen. Da Atome aber das Bestreben haben elektrisch neutral geladen zu sein, versuchen die Atome, die Ionen geworden sind, wieder Atome zu werden. Also es passieren Veränderungen der DNS/DNA. Diese verbreiten sich durch die Mitose (Zellteilung) et voila, da haben wir den Salat. 

Kommentar von TheHarshHeretic ,

Oh, habe die Abbildung vergessen :D -> http://www.directupload.net/file/d/4538/zug5xsg8_png.htm

Antwort
von grisu2101, 7

U.A. wird die Erbsubstanz beschädigt, was zu Krebs führen kann.... Und es führt zu Verbrennungen, ähnlich wie durch UV-Strahlung, nur bis tief in das Gewebe hinein usw.... da google mal, findest sicher viel dazu.
Unschönes Thema :-(

Antwort
von laidiesfuck9000, 7

Bei der Mitose (also der Zellteilung) wird das Erbgut, also die DNA-Helixstränge kopiert und in eine neue Zelle übertragen. Dabei entstehen jedoch immer kleine Fehler, die zu Mutationen führen.

Diese Mutationen wirken sich dadurch aus, dass bspw. mehr kranke zellen gebildet werden oder auch Krebszellen, welche auf dauer den Organismus zerstören.

Die radioaktive Strahlung verstärkt diese Fehlerbildung und führt damit zu größeren Mutationen.

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