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Radioaktive Isotope und ihre Halbwertzeit
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Differenzierung der Halbwertzeiten
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Übersicht über die Halbwertzeiten radioaktiver Isotope. Zur besseren
Übersichtlichkeit wurden die Zeitangaben gerundet. Dabei bedeutet:
- Physikalische Halbwertzeit: Zeitraum, in dem sich die radioaktive
Strahlung halbiert.
- Biologische Halbwertzeit: Zeitraum, in dem der Organismus die Hälfte
des vorher über die Luft eingeatmeten oder durch Nahrung aufgenommene
radioaktive Isotops wieder ausscheidet, z. B. über Stuhl, Harn oder
Schweiß. Im Körper werden radioaktive Isotope in Organen und Geweben
eingelagert, wobei sie weiterhin "strahlen".
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Übersicht
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Isotop
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Physikalische Halbwertzeit
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Biologische Halbwertzeit
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Ablagerung im Körper
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Cäsium-134
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2 Jahre
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30 Jahre
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110 Tage
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Muskelgewebe
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8 Tage
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80 Tage
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Schilddrüse
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24100 Jahre
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200 Jahre
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Knochen, Leber, Lymphknoten
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29 Jahre
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49 Jahre
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Knochen, Knochenmark
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Cäsium
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Cäsium besitzt 39 verschiedene Isotope. Von Bedeutung ist das Cäsium-137 mit
einer physikalischen Halbwertzeit von 30,17 Jahren und das Cäsium-134 bis einer
physikalischen Halbwertzeit von 2,0648 Jahren. Es entsteht bei der
Kernspaltung in Kernreaktoren. Durch Kernwaffenversuche und Reaktorunfälle
gelangt es in die Umwelt. Von dort aus kann es über die Nahrungskette oder das
Trinkwasser in den menschlichen Körper gelangen. Cäsium besitzt Ähnlichkeit mit
Kalium. Deshalb wird es wie dieses im Magen-Darm-Trakt vom Körper aufgenommen
und wie Kalium vor allem im Muskelgewebe gespeichert. Die biologische
Halbwertzeit - die Zeit, die der Körper braucht, um die Hälfte des strahlenden
Materials wieder auszuscheiden - ist abhängig von Alter und Geschlecht und
beträgt bei Cäsium-137 durchschnittlich 110 Tage. Bis zur Ausscheidung aus dem
Körper geben die Cäsium-Isotope Strahlung in das umliegende Gewebe ab. Da im
ganzen Körper Muskelgewebe vorkommt, verteilt sich die Strahlung dann mehr oder
weniger überall. Nach der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl wurden viel
europäische Gebiete durch den Fallout mit radioaktivem Cäsium-137 belastet, das
sich speziell in Pilzen angereichert hat. Auch Wildschweine, die gerne Pilze
fressen, waren und sind besonders betroffen. In Deutschland betrug die
durchschnittlich über die Nahrung aufgenommene Strahlendosis durch Cäsium-137
drei Monate nach Tschernobyl etwa 0,6 µSv je Einwohner (vgl.
Maßeinheiten und
ihre Bedeutung). |
Jod
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Jod-131 wird als erstes Isotop bei einem
Kernunfall in größeren Mengen in die Umwelt abgegeben. Es befindet sich in
Kernreaktoren im Spalt zwischen den Brennelementen und der Hülle und tritt bei
einer Beschädigung der Hülle in großen Mengen aus. Es verbreitet sich über die
Luft und kann eingeatmet werden. Als Fallout lagert es sich auch auf Pflanzen
ab. Über die Nahrungskette kann es dann auch zum Menschen gelangen. Jod 131 hat eine Halbwertszeit von 8,02 Tagen.
Eingeatmet oder mit der Nahrung aufgenommenes Jod reichert sich beim Menschen in
der Schilddrüse an und wird dort nur langsam wieder abgebaut.
Die biologische Halbwertzeit beträgt 80 Tage. Dadurch erhöht
sich das Risiko für die Ausbildung von
Schilddrüsenkrebs ganz erheblich.
Zur Vorbeugung einer Verstrahlung von Jod können kurzfristig Jodtabletten
helfen. Wie das genau funktioniert, können Sie im Text "Vorbeugung
gegen radioaktive Strahlung" nachlesen. |
Strontium
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Strontium gehört zu den Erdalkalimetallen und kommt in sehr geringen
Mengen im menschlichen Körper vor. Welche Funktion es dort hat, ist bisher nicht
bekannt. Das radioaktive Isotop Strontium-90 entsteht durch Kernspaltung und
gelangt nur bei Reaktorunfällen und Atomwaffenexplosionen in größeren Mengen in
die Umwelt. Es hat eine physikalische Halbwertzeit von 28,78 Jahren. In seiner
chemischen Zusammensetzung ähnelt Strontium-90 dem Calcium. Im Körper wird es
vorwiegend im Knochengewebe abgelagert und verändert auch die Zellen des
Knochenmarks. Die Folge sind Knochentumore und
Leukämie. Die biologische
Halbwertzeit beträgt 49 Jahre. |
Plutonium
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Plutonium gehört zu den schwersten, in der Natur vorkommenden Elementen und
ist ein hoch giftiges Schwermetall. Es kommt natürlich in sehr geringen Mengen
in Uranvorkommen vor. Darüber hinaus entsteht Plutonium bei der Kernspaltung von
Uran. Plutonium-239 - das am häufigsten produzierte Isotop - hat eine sehr hohe
physikalische Halbwertzeit von 24100 Jahren. Es ist insbesondere wegen seiner
energiereichen radioaktiven Alpha-Strahlung extrem gefährlich. Zwar hat diese
Strahlung eine geringe Reichweite. Auch ist die oberste Hautschicht in der Lage,
den Körper gegen diese Strahlung abzuschirmen. Da aber Plutonium, wenn es in die
Umwelt gelangt, sich auch an Staubpartikel bindet, wird es nach einem
Reaktorunfall eingeatmet. Außerdem kann es über die Nahrungskette vom Menschen
aufgenommen werden, wenn es ins Grundwasser und in den Boden gelangt. Schon
winzigste Mengen von wenigen Mikrogramm können, wenn sie eingeatmet oder
gegessen werden, zur Entstehung von Krebs führen. Plutonium lagert sich in
Knochen, Leber und Lymphknoten ab und führt zu Erbgutschäden und
Krebserkrankungen. Im Körper hat Plutonium
eine biologische Halbwertzeit von etwa 200 Jahren. Ein Betroffener wird daher
praktisch lebenslang radioaktiv verstrahlt.
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Bücherliste: Umweltmedizin