Verwendung von Strahlung

20. Mai 2015 | Von Mirion Technologies

Abgesehen von der Kernenergie und den Kernwaffen gibt es noch eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, bei denen radioaktives Material und die von ihm ausgehende Strahlung im täglichen Leben der Menschen auf der ganzen Welt von Nutzen sind.

RAUCHDETEKTOREN

*Eine Americium-241-Quelle aus einem Rauchdetektor*

Einige Rauchdetektoren verwenden ebenso radioaktive Elemente als Teil ihres Detektionsmechanismus, in der Regel Americium-241, die die ionisierende Strahlung der Alphateilchen nutzen, um Veränderungen in der Ionisierung der Luft in der unmittelbaren Umgebung des Melders hervorzurufen und zu messen. Eine Veränderung aufgrund von Rauch in der Luft löst den Alarm aus.

MEDIZIN

Krankenhäuser setzen Strahlung auf vielfältige Weise ein. Röntgen-, CT- und PET-Geräte verwenden Röntgenstrahlung (Röntgen und CT) und Gammastrahlung (PET), um detaillierte Bilder des menschlichen Körpers zu erstellen, die Ärzten und ihren Patienten wertvolle diagnostische Informationen liefern. Radionuklide werden ferner zur direkten Behandlung von Krankheiten eingesetzt, wie zum Beispiel radioaktives Jod, das fast ausschließlich von der Schilddrüse aufgenommen wird zur Behandlung von Krebs oder Schilddrüsenüberfunktion. Radioaktive Tracer und Farbstoffe werden auch verwendet, um einen bestimmten Bereich oder ein bestimmtes System genau abzubilden, z. B. bei einem Herzbelastungstest, bei dem ein radioaktives Isotop wie Technetium-99m verwendet wird, um Bereiche des Herzens und der umliegenden Arterien mit vermindertem Blutfluss zu identifizieren. Ebenso werden radioaktive Tracer und Farbstoffe dazu genutzt, einen bestimmten Bereich oder ein bestimmtes System genau abzubilden, wie etwa bei einem Belastungstest des Herzens, bei dem ein radioaktives Isotop wie Technetium-99 verwendet werden kann, um Bereiche des Herzens und der umliegenden Arterien mit vermindertem Blutfluss zu identifizieren.

RADIOGRAFIE

Industrielle Radiografiekameras sind im Wesentlichen leistungsstarke Versionen der in der Medizin verwendeten Röntgengeräte. Sie nutzen Röntgenstrahlen oder sogar Gammaquellen (wie Iridium-192, Kobalt-60 oder Cäsium-137), um schwer zugängliche oder schwer einsehbare Stellen zu untersuchen. Dies wird häufig verwendet, um Schweißnähte auf Mängel oder Unregelmäßigkeiten hin zu überprüfen oder andere Materialien auf strukturelle Anomalien oder interne Komponenten zu untersuchen.

Industrielle Radiografie ist zudem sehr nützlich für sicheres, nicht-invasives Scannen bei Sicherheitskontrollen, wie z. B. an Flughäfen, wo Röntgen-Gepäckscanner routinemäßig eingesetzt werden. Größere Versionen dieser Art von Geräte werden häufig zur Untersuchung von Containern auf der ganzen Welt eingesetzt.

LEBENSMITTELSICHERHEIT

*Das Radura ist das internationale Symbol zur Kennzeichnung eines bestrahlten Lebensmittelprodukts*

Bei der Lebensmittelbestrahlung werden radioaktive Quellen zur Sterilisierung von Lebensmitteln verwendet. Die Strahlung tötet Bakterien und Viren ab oder eliminiert ihre Fähigkeit zur Fortpflanzung, indem sie ihre DNA oder RNA stark beschädigt. Da keine Neutronenstrahlung zum Einsatz kommt, werden die verbleibenden Lebensmittel nicht selbst radioaktiv, so dass sie unbedenklich verzehrt werden können. Diese Methode wird auch zur Sterilisierung von Lebensmittelverpackungen, medizinischen Geräten und Fertigungsteilen eingesetzt.

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Spektrumanalyse

Der radioaktive Zerfall erfolgt nach dem Zufallsprinzip, sodass die Messung der Anzahl der in einem bestimmten Zeitraum festgestellten Ereignisse nie exakt ist, sondern einen Durchschnittswert mit einer gewissen Ungenauigkeit darstellt. Bessere Mittelwerte können durch die Erfassung von Daten über längere Zeiträume erzielt werden.

Neutronendetektion und -zählung

Neutronen haben eine Masse, aber keine elektrische Ladung. Deshalb können sie in einem Detektor keine direkte Ionisierung erzeugen und daher auch nicht unmittelbar nachgewiesen werden. Das heißt, dass Neutronendetektoren auf einen Umwandlungsprozess angewiesen sind, bei dem ein einfallendes Neutron mit einem Kern wechselwirkt und ein sekundäres geladenes Teilchen erzeugt. Diese geladenen Teilchen werden dann direkt nachgewiesen und aus ihnen wird auf das Vorhandensein von Neutronen geschlossen.

Gamma- und Röntgen-Detektion

Die Wahl eines bestimmten Detektortyps für eine Anwendung hängt von dem interessierenden Röntgen- oder Gamma-Energiebereich und den Anforderungen an die Auflösung und Effizienz der Anwendung ab.