Über 1,6 Millionen Schüler*innen nutzen sofatutor!
  • 93%

    haben mit sofatutor ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert

  • 94%

    verstehen den Schulstoff mit sofatutor besser

  • 92%

    können sich mit sofatutor besser auf Schularbeiten vorbereiten

Anwendungen von Radionukliden

Du willst ganz einfach ein neues Thema lernen
in nur 12 Minuten?
Du willst ganz einfach ein neues
Thema lernen in nur 12 Minuten?
  • Das Mädchen lernt 5 Minuten mit dem Computer 5 Minuten verstehen

    Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.

    92%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim selbstständigen Lernen.
  • Das Mädchen übt 5 Minuten auf dem Tablet 5 Minuten üben

    Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.

    93%
    der Schüler*innen haben ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert.
  • Das Mädchen stellt fragen und nutzt dafür ein Tablet 2 Minuten Fragen stellen

    Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.

    94%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim Verstehen von Unterrichtsinhalten.
Bereit für eine echte Prüfung?

Das Radioisotope, Radionuclide Quiz besiegt 60% der Teilnehmer! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Lerntext zum Thema Anwendungen von Radionukliden

Anwendung von Radionukliden

Bei den Begriffen Radioaktivität bzw. radioaktiver Strahlung haben die meisten Menschen zunächst negative Assoziationen. Radioaktivität wird oft mit Gefahr verbunden. Dahinter verbirgt sich jedoch ein ganz herkömmlicher chemisch-physikalischer Vorgang, der vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Wissenschaft und Medizin findet.

Was ist Radioaktivität?

Die radioaktive Strahlung ist ein natürlicher Vorgang, der 1896 von Henri Becquerel entdeckt wurde.

Radioaktivität bezeichnet die Eigenschaft der Atomkerne bestimmter Stoffe, spontan zu zerfallen oder Strahlung auszusenden.

Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit ein Atom radioaktiv ist? Ein Nuklid ist definiert durch die Kernladungszahl, das ist die Anzahl der Protonen im Atomkern, und die Massenzahl, die sich aus der Summe der Protonen und Neutronen im Kern ergibt. Die Kernladungszahl einer Atomart ist stets konstant. Durch eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen kann sich aber die Massenzahl von Nukliden einer Atomsorte unterscheiden. In diesem Fall spricht man von Isotopen. In der folgenden Abbildung sind beispielhaft drei Isotope des Wasserstoffs H\ce{H} dargestellt:

Anwendungen_von_Radionukliden_Wasserstoffisotope

Ist ein Isotop instabil, kann es radioaktiv sein. Solche Isotope tragen die Bezeichnung Radioisotop oder Radionuklid. Die Instabilität wird durch das Ungleichgewicht von Protonen und Neutronen hervorgerufen. Durch den Zerfall der instabilen Atomkerne werden neue Atomkerne gebildet, die entweder stabil sind oder wiederum radioaktiv zerfallen. Fast alle Elemente sind Gemische verschiedener Isotope. Im Prinzip kann also jedes Element radioaktive Eigenschaften besitzen. Bekannte radioaktive Elemente sind beispielsweise Radium, Radon, Cäsium-137, Uran und Plutonium. Von diesen Elementen sind nur instabile Isotope bekannt.

Es gibt drei verschiedene Typen der radioaktiven Strahlung: α\alpha-Strahlung, β\beta-Strahlung und γ\gamma-Strahlung.

Diese drei Strahlungsarten werden in der folgenden Tabelle zusammenfassend erläutert:

Strahlungsart Eigenschaft
α\alpha-Strahlung Bei diesem Zerfall werden Heliumkerne (α\alpha-Teilchen) freigesetzt. Diese bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Diese Art der Strahlung hat ein niedriges Energieniveau.
β\beta-Strahlung Bei dem β\beta-Zerfall wird aus dem Atomkern ein Elektron herausgeschleudert. Das Elektron stammt nicht aus der Atomhülle, sondern entsteht im Kern aus der Umwandlung eines Neutrons in ein Proton und ein Elektron. Die β\beta-Strahlung ist energiereich.
γ\gamma-Strahlung Bei der γ\gamma-Strahlung handelt es sich um kurzwellige, energiereiche elektromagnetische Wellen.

RadioaktiveStrahlung

Anwendung von Radionukliden in der Medizin

In der Medizin werden Radionuklide sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie eingesetzt. In der nuklearmedizinischen Diagnostik werden den Patienten radioaktiv markierte Substanzen, sogenannte Radiopharmaka, verabreicht, um Stoffwechselprozesse räumlich und zeitlich sichtbar zu machen. Deshalb werden Substanzen verwendet, die spezifisch an einem bestimmten Stoffwechselprozess beteiligt sind. Diese sind mit einem radioaktiven Stoff gekoppelt und werden dann als Tracer bezeichnet. In der Regel handelt es sich um schwach radioaktive Substanzen, die γ\gamma-Strahlung aussenden. In der Diagnostik werden häufig radioaktive Technetiumisotope X99mX2299mTc\ce{^{99m}Tc} oder auch Iod- oder Phosphorisotope eingesetzt. Das Sichtbarmachen erfolgt mit speziellen Untersuchungsgeräten, die die vom Körper ausgesendeten Gammastrahlen registrieren und in ein diagnostisches Bild, das sogenannte Szintigramm, verwandeln. Über diese Szintigrafie genannte Untersuchungsmethode können Erkrankungen der folgenden Organe festgestellt werden:

  • Schilddrüse
  • Niere
  • Knochen
  • Knochenmark
  • Lunge
  • Leber
  • Lymphe
  • Gehirn
  • Skelett

Außerdem können Tumore und Entzündungen mithilfe der Szintigrafie diagnostiziert werden. In der Krebsdiagnostik sind jedoch die Single-Photon-Emissions-Computertomografie (SPECT) und die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) vorherrschend. Beide Verfahren verlaufen ähnlich wie die Szintigrafie, durch die Kopplung mit dem bildgebenden Verfahren der Computertomografie ist eine gleichzeitige Darstellung von anatomischen Strukturen und Stoffwechselprozessen möglich. Anders als bei diesen Verfahren der nuklearmedizinischen Diagnostik wird bei der Röntgendiagnostik der Körper von außen durch Röntgenstrahlen durchdrungen und so ein Bild vom Körperinneren erzeugt. Röntgenstrahlen sind radioaktiv, entstehen allerdings nicht durch natürliche Zerfallsprozesse, sondern sind künstlich erzeugte γ\gamma-Strahlen.

In der medizinischen Therapie kann radioaktive Strahlung in der Strahlentherapie zur Bekämpfung von Tumoren eingesetzt werden. Meist geschieht das in Kombination mit Operationen und Chemotherapie. Ziel der Strahlentherapie ist es, die Tumorzellen durch den Beschuss mit radioaktiver Strahlung abzutöten. Tumorzellen sind entartete, körpereigene Zellen, die sich unkontrolliert teilen. Die radioaktive Strahlung soll das Erbgut einer Tumorzelle in der Weise schädigen, dass eine weitere Teilung unterbleibt.

Anwendung von Radionukliden in der Wissenschaft

Ein bekanntes Beispiel für den Einsatz von Radioaktivität in der Forschung ist die Bestimmung des Alters von Fossilien mithilfe der Radiocarbonmethode. Diese macht sich den Zerfall des radioaktiven Kohlenstoffisotops X14X2214C\ce{^{14}C} zunutze. In unserer Umwelt ist stets ein bestimmter Anteil des radioaktiven β\beta-Strahlers X14X2214C\ce{^{14}C} vorhanden und wird von allen lebenden Organismen über Fotosynthese und Ernährung aufgenommen. Stirbt ein Lebewesen, nimmt es kein X14X2214C\ce{^{14}C} mehr auf und das vorhandene zerfällt mit einer Halbwertszeit von 5 740 Jahren. Das ist die Zeit, in der die Hälfte des ursprünglich vorhandenen X14X2214C\ce{^{14}C} zerfallen ist. Im Lauf der Zeit schwächt sich also die Radioaktivität ab. Durch die Messung der radioaktiven Strahlung, die von einem Fossil ausgeht, lässt sich somit dessen Alter bestimmen.

Radionuklide – Zusammenfassung

  • Von jedem Element existieren verschiedene Isotope. Ist ein Isotop instabil, sendet es radioaktive Strahlung aus. Solche Isotope werden Radioisotope oder Radionuklide genannt.
  • Es wird zwischen drei radioaktiven Strahlungsarten unterschieden: α\alpha-Strahlung, β\beta-Strahlung und γ\gamma-Strahlung.
  • Radioaktive Substanzen werden in der medizinischen Diagnostik eingesetzt, um anatomische Strukturen und Stoffwechselvorgänge sichtbar zu machen.
  • Die Strahlentherapie nutzt radioaktive Strahlung, um Tumorerkrankungen zu behandeln.
  • Die Radiocarbonmethode ist ein Verfahren zur Altersbestimmung von Fossilien durch Messung von Radioaktivität.
Teste dein Wissen zum Thema Radioisotope, Radionuclide!

1.215.161 Schülerinnen und Schüler haben bereits unsere Übungen absolviert. Direktes Feedback, klare Fortschritte: Finde jetzt heraus, wo du stehst!

Vorschaubild einer Übung

Häufig gestellte Fragen zum Thema Radionuklide

Anwendungen von Radionukliden Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Lerntext Anwendungen von Radionukliden kannst du es wiederholen und üben.
Bewertung

Ø 3.4 / 10 Bewertungen
Die Autor*innen
Avatar
sofatutor Team
Anwendungen von Radionukliden
lernst du in der Sekundarstufe 5. Klasse - 6. Klasse - 7. Klasse
30 Tage kostenlos testen
Mit Spass Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

9'244

sofaheld-Level

6'600

vorgefertigte
Vokabeln

7'678

Lernvideos

37'145

Übungen

32'390

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrkräften

laufender Yeti

Inhalte für alle Fächer und Schulstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden