Anwendung von ionisierender Strahlung

Röntgenstrahlen und Strahlen radioaktiver Stoffe werden in der Medizin zur Untersuchung und Behandlung eingesetzt.

Durch die ionisierende Wirkung dieser Strahlen können einerseits Aufnahmen von inneren Organen zur Diagnose von Krankheiten dienen, andererseits kann die schädliche Wirkung genutzt werden, um Tumorzellen zu töten.

Röntgenstrahlen sind nicht sichtbare energiereiche elektromagnetische Wellen, die sich zur Untersuchung von lebenden Körpern sehr gut eignen. Röntgenstrahlen werden durch den Körper gesendet und von verschiedenen Geweben (Fleisch, Knochen, Organe, …) unterschiedlich stark absorbiert. Der durchgehende Teil der Strahlung trifft auf einen Film auf oder wird von einem Computer erfasst und in ein Bild umgesetzt.

Für verschiedene Untersuchungen ergeben sich unterschiedliche Dosiswerte für den Körper (Hautoberfläche oder einzelne Organe), z. B. ergibt sich bei einem Lungenröntgen eine Strahlenbelastung von 0,2 – 1 mSv.

Röntgenstrahlen werden auch benutzt, um Tumorzellen zu bestrahlen und abzutöten. Die Strahlen werden von verschiedenen Seiten so auf den Tumor gerichtet, dass dort eine maximale Dosis wirkt, die Dosis in der Umgebung und auf der Haut aber möglichst gering ist. Die Dosis bei Tumorbehandlungen kann 30 – 70 Sv betragen, in Extremfällen sogar noch mehr.

Dabei handelt es sich um ein spezielles Aufnahmeverfahren. Aus vielen Schichtaufnahmen werden vom Computer räumliche Bilder aus dem Inneren des Körpers zusammengesetzt. Diese Bilder enthalten wesentlich mehr Informationen als herkömmliche Röntgenbilder.

Einzelne chemische Elemente werden von verschiedenen Organen bevorzugt aufgenommen und gespeichert, so z. B. Iod in der Schilddrüse, Kalium in der Muskulatur oder Kalzium in den Knochen.

Dies nutzt man und verabreicht dem Körper eine radioaktive Form dieses Elements. Dieses wird innerhalb von Stunden in dem Organ abgelagert und strahlt dort. Da diese Strahlung sehr genau gemessen werden kann, kann damit auf die Form des Organs, aber auch aus der Aufnahme- und Abbaugeschwindigkeit der radioaktiven Substanz auf die Funktionstüchtigkeit des Organs geschlossen werden.

Da Iod z. B. nur sehr gezielt von der Schilddrüse und nicht von anderen Organen aufgenommen wird, kann eine hohe Dosis radioaktiven Iods auch sehr erfolgreich zur Bekämpfung von Schilddrüsenkrebs eingesetzt werden. Es ergeben sich dadurch bei dieser Krebsart weit bessere Heilungschancen als bei anderen Tumoren, wo kein chemisches Element speziell nur in einem Organ abgelagert wird.  

Technische Geräte müssen oft großen Belastungen standhalten, die Bauteile oder Schweißnähte dürfen keine Fehler aus der Fertigung oder Beschädigungen aufweisen. Mit Strahlung radioaktiver Stoffe können Fehler in den Bauteilen erkannt werden, ohne diese durch die Überprüfung zu zerstören. Die Prüfung funktioniert ähnlich wie eine Röntgenuntersuchung. Liftseile können mit der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit radioaktiven Strahlen sogar während des Liftbetriebes auf Beschädigungen überprüft werden.

Vor Antritt einer Flugreise werden alle Personen und ihr Handgepäck einer Röntgenkontrolle unterzogen. Eine derartige Kontrolle erfolgt auch bei Betreten eines Gerichtsgebäudes.