Der Einschlag

Strahlenschäden und Strahlung

Chemisches Grundwissen

Als erstes wollen wir unsere Vorstellung von einem Atom etwas präzisieren. Der Atomkern ist ja bereits ausführlich in dem Menüpunkt "Kernphysik" behandelt worden, jedoch nicht die Atomhülle, da dies zu diesem Zeitpunkt nur verwirrt hätte. Die Atomhülle beinhaltet mehrere Schalen. Eine Schale ist ein "Orbit" um den Atomkern, auf dem sich die Elektronen eines Atoms bewegen können. So hat man eine Art "mehrschichtige Kugel". Auf jeder Schicht bzw. Schale können sich eine bestimmte Anzahl von Elektronen befinden, welche alle konzentrisch um einen Atomkern kreisen. Diese Schalen bestehen nicht aus Materie, sondern sind eine Art Magnetfeld. Auf der dem Atomkern nächsten Schale befinden sich maximal 2 Elektronen. Da ja Atome eine unterschiedliche Anzahl von Protonen haben, unterscheidet sich auch die Zahl der Elektronen. Die Schalen werden von innen nach außen nummeriert, so dass die dem Kern nächste Schale die 1. Schale ist. Je höher die Zahl der Schale ist, um so mehr Elektronen können sich auf ihr befinden. Jede Schale kann nur eine bestimmte Anzahl an Elektronen aufnehmen. Sind mehr Elektronen vorhanden, wie auf eine Schale passen, werden die Überflüssigen der nächst höheren Schale zugeordnet. Wollen wir das an einigen Beispielen vertiefen:
Ein Wasserstoffatom besitzt 1 Proton und ein Elektron. Das Elektron kreist auf der dem Atomkern nächsten Schale (der 1. Schale) um das Proton.
Helium besitzt zwei Protonen und zwei Elektronen. Diese Elektronen teilen sich die 1. Schale, und kreisen auf dieser um den Atomkern.
Lithium hat nun jedoch 3 Protonen und Elektronen, von denen sich zwei auf der 1. und ein weiteres auf der zweiten Schale befindet. Das 3. Elektron befindet sich auf der 2. Schale, da die 1.Schale maximal 2 Elektronen aufnehmen kann.
Eine Schale ist dann gesättigt, wenn sie keine Elektronen mehr aufnehmen kann, da die Maximalzahl an Elektronen schon erreicht ist. Diese Maximalzahl kann man errechnen, indem man die Nummer der Schale quadriert, und mit zwei multipliziert. Dementsprechend berechnet man die Maximalzahl für die 2. Schale folgendermaßen:
Die Schale unmittelbar über der ersten trägt die Nummerierung 2. 2 im Quadrat sind 4. Diese 4 wird nun noch mit 2 multipliziert, so dass man als Ergebnis 8 erhält. Das bedeutet, dass die zweite Schale 8 Elektronen aufnehmen kann.
Die dritte Schale kann dementsprechend (3x3x2=)18 Elektronen aufnehmen.
( Nehmen wir für die Schalennummer die Variable "n", lautet die Formel : n x n x 2 = max )
Alle Stoffe sind darauf ausgerichtet, dass sich auf ihrer äußersten Schale 8 Elektronen befinden (Ausnahme: Helium und Wasserstoff). Um dieses Ziel zu erreichen, teilen sich die Atome Elektronen, oder geben sie aneinander ab. Die Abgabe oder Aufnahme von Elektronen "ionisiert" die Atome, so dass sie eine positive oder negative Ladung annehmen.
Wir sollten an dieser Stelle kurz den Begriff "Ion" erklären. Ein Ion ist einem Atom sehr ähnlich. Es besteht ebenfalls aus Protonen, Elektronen und Neutronen, welche auch einen Kern und eine Hülle bilden. Allerdings stimmt bei einem Ion die Zahl der Protonen nicht mit der der Elektronen überein, so dass diese Abformung von einem Atom nach außen nicht magnetisch neutral ist.
Da das eine Ion einer solchen Verbindung - welches ein Elektron aufnimmt - eine negative Ladung mehr hat als sie durch die Anzahl der Protonen ausgeglichen werden, nimmt es eine negative Ladung an. Das andere Ion nimmt eine positive Ladung an, da eine positive Ladung eines Protons nicht mehr ausgeglichen wird. Wie schon bei der Kernspaltung besprochen, stoßen sich gleichgeladene Teile ab, unterschiedliche Ladungen jedoch ziehen sich an. Da die Ionen unterschiedlich geladen sind, ziehen sich die beiden Ione an. Diese beiden Atome ergeben eine chemische Verbindung. Ändert sich nun die Ladung eines der Ione, so kann noch ein zusätzlicher Stoff angezogen werden, oder sich die Verbindung auflösen. Nehmen wir z.B: an, dass ein Atom an ein anderes Atom ein Elektron abgegeben hat. Das abgebende Atom hat die Ladung +, das empfangende Atom die Ladung -. Man spricht nun von Ionen, da bei den Atomen die Anzahl der Protonen nicht mit der Anzahl der Elektronen übereinstimmt. Durch Radioaktivität wird nun von dem negativ geladenen Ion ein Elektron gelöst, wie es z.B: beim Photoeffekt - welcher unten noch ausführlich beschrieben werden wird - der Fall ist. Das Ion wird in diesem Fall wieder zum Atom, da die Anzahl der Protonen und der Elektronen wieder übereinstimmt und verliert dementsprechend seine negative Ladung. Deshalb wird das positiv geladene Ion nicht länger angezogen, und die Verbindung löst sich auf. Das ganze kann natürlich auch so ablaufen, dass eine Ladung verstärkt wird, und sich die Stoffe lieber mit anderen verbinden, oder einfach neue Elemente bzw. Moleküle mit aufnehmen. Tatsache ist, dass es sich anschließend um einen anderen Stoff handelt, welcher unter Umständen auch für den Körper giftig sein kann.
Bei der zweiten - im Körper üblichen Bindungsform - geschieht ähnliches. Zwei Atome teilen sich ein Elektron. In Realität können sie sich auch mehrere Elektronen teilen, worauf wir aber nicht eingehen wollen. Wird den Atomen nun ein Elektron genommen, ändert sich ihre Ladung, und die chemische Verbindung löst sich auf oder geht - um den Verlust auszugleichen - eine neue Verbindung zusätzlich ein. Wollen wir uns vorstellen, dass das bindende Elektron - also das, welches sich die Atome teilen - durch Radioaktivität entzogen wird. So ist eins der Atome ein positiv geladenes Ion, der andere Stoff ist neutral. Dementsprechend löst sich die Verbindung wieder auf.

Radioaktivität

1896 entdeckte der französische Physiker Henri Becquerel beim Experimentieren mit Uran die Radioaktivität. Diese Strahlung wies dieselben Eigenschaften auf, wie die im Jahr zuvor von Wilhelm Conrad Röntgen entdeckten "X-Strahlen". Sie tritt bei dem Zerfall von Atomkernen aus (dementsprechend auch bei der Kernspaltung) und kann mit Hilfe von Geräten gemessen werden. Es gibt verschiedene Arten von ionisierender Strahlung, nämlich:

Die Alphastrahlung (a-Strahlung): Eine Teilchenstrahlung in Form von Heliumkernen (Hydrogenium). Diese kann weder Papier noch die menschliche Haut durchdringen. Sie hat eine Anfangsgeschwindigkeit von10000 bis 20000 km/s. Da diese das größte Ionisationsvermögen der hier aufgezählten Strahlungen besitzt, ist sie ,sofern sie inkorporiert wird, biologisch gesehen die für den Menschen gefährlichste Strahlungsart.
Die Betastrahlung (b-Strahlung): Eine Teilchenstrahlung in Form von Elektronen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von b-Teilchen ist sehr unterschiedlich, sie können sich aber oft fast mit Lichtgeschwindigkeit (300 000 km/s) bewegen. Die b-Strahlung hat wesentlich größere Durchdringungsfähigkeit als die eben erwähnte a-Strahlung. Bei einer Bestrahlung von außen dringt die b-Strahlung jedoch auch nur wenige mm in das menschliche Gewebe ein.
Die Gammastrahlung (g-Strahlung): breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Sie ist ein Strom elektromagnetischer Wellen. Sie hat die größte Durchdringungsfähigkeit von den hier genannten Strahlungsarten, und ist bei der Einwirkung von außen für den Menschen die gefährlichste Strahlung. Eine 50% Schwächung der Gammastrahlung wird bei folgenden Materialstärken erreicht: ( Holz 25cm; Erdboden 14cm; Beton 10cm; Stahl 2,8cm)
Die Neutronenstrahlung: ist ein Strom elektrisch neutraler Elementarteilchen mit erheblicher Masse und großer Durchdringungsfähigkeit. Beachtet werden muss, dass unter der Einwirkung der Neutronen einige Materialien (z.B: Stahl) selbst radioaktiv werden können und dann als Strahlungsquelle wirken.

Die Neutronenstrahlung

Wir wollen festhalten, dass auch Neutronen ähnlich einem Atom eine Halbwertszeit haben. Die Halbwertszeit von Neutronen entspricht etwas 12 Minuten. Nach 12 Minuten sind die Hälfte aller Neutronen also nicht mehr in der uns bekannten Form vorhanden, sondern in Form von Wasserstoff. Das bedeutet, es sind noch ein Proton und ein Elektron vorhanden. Das ist der Hauptgrund für das geringe Vorkommen von Neutronenstrahlung bei der Restkernstrahlung. Ein Wechselwirkungsprozess der Neutronenstrahlung wurde ja schon in dem Bereich "Kernphysik" beschrieben: die Kernspaltung. Wir wollen nun auf die anderen Wechselwirkungsprozesse der Neutronenstrahlung eingehen. Bei diesen handelt es sich um Prozesse in/mit einem Atomkern, welche durch ein Neutron ausgelöst wurden. Wie bei der Kernspaltung kommt es auch bei diesen normalerweise zu einem sogenannten Zwischenkern, was bedeutet, dass der Atomkern das Neutron aufnimmt und vorläufig seine Massenzahl verändert. Gehen wir nun auf die einzelnen Wechselwirkungsprozesse näher ein.

Die elastische Streuung

Wie schon der Begriff sagt, handelt es sich hierbei um eine Ablenkung von Neutronenstrahlung. Es erleichtert das Verstehen dieses Vorganges vielleicht ein wenig, wenn man schon einmal vorwegnimmt, dass es sich bei dem ursprünglichen Neutron und dem abgegebenen Neutron nicht um das selbe Teilchen handelt.
Die Grundvoraussetzungen für die elastische Streuung sind prinzipiell die selben wie bei der Kernspaltung. Ein neutral geladenes Teilchen - das sogenannte Neutron - bewegt sich auf einen Atomkern zu. Sobald Neutron und Atomkern aufeinandertreffen, verändert sich der Energiegehalt des Atomkerns, da er das Neutron aufnimmt. Bis hierher ist eigentlich noch kein Unterschied zur Kernspaltung erkennbar. Der Atomkern zerfällt jedoch jetzt nicht wie bei der Kernspaltung in zwei kleinere Atomkerne, sondern absorbiert lediglich ein Neutron, welches sich von Gewicht und Größe nicht von dem aufgenommenen Neutron unterscheidet. Dieses Neutron ist also fast gleichwertig. Aber nur fast. Der Energiegehalt des absorbierten Neutrons ist geringer als der des ursprünglichen Neutrons, oder anders gesagt: das neu freigesetzte Neutron ist langsamer. Der Kern, welcher nun das Neutron abgegeben hat, ist wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückgekehrt. Das abgegebene Neutron wurde jedoch in eine beliebige Richtung abgegeben, so dass sich die Neutronenstrahlung nun in eine andere Richtung ausbreitet.

Die unelastische Streuung

Die unelastische Streuung ist nicht nur vom Namen mit der elastischen Streuung verwandt. Sie sind fast identisch. Der Unterschied liegt darin, dass bei dem Zerfall des sogenannten Zwischenkerns nicht nur ein Neutron absorbiert wird, sondern auch ein Teil der Energie, welche der Kern durch die Geschwindigkeit des ursprünglichen Neutrons erhalten hat. Das bedeutet nicht, dass das absorbierte Neutron schneller ist, da diese Energie zwar fast gleichzeitig aber separiert abgegeben wird. Diese Energie entweicht als elektromagnetische Strahlung, also als g-Strahlung. Deren Wirkung wird unten noch beschrieben werden. Wir wollen festhalten, dass bei der Streuung von Neutronenstrahlung Energie der Neutronenstrahlung in g-Strahlung umgewandelt werden kann. Diese kann eine direkte Ionisierung hervorrufen. Da Neutronen nichts an der elektrischen Ladung eines Atoms ändern, jedoch eine Strahlung hervorbringen können, welche hierzu fähig ist, wird sie als indirekt ionisierende Strahlung bezeichnet.

Die Einfangsreaktion

Die Einfangsreaktion ist den beiden vorhergegangenen Reaktionen sehr ähnlich. Sie unterscheidet sich im wesentlichen darin, dass sich der Atomkern, welcher durch ein auftreffendes Neutron verändert wird, nicht wieder zurückverwandelt. Das bedeutet, dass er sich weder teilt, noch Teilchen abgibt. Er behält den neuen Zustand bei, weshalb man ihn auch nicht als Zwischenkern bezeichnet. Er bildet einfach gesagt ein neues Isotop. Dieses Isotop entledigt sich jedoch wieder seiner überflüssigen Energie, welche durch die Geschwindigkeit des Neutrons hinzugefügt wurde. Nach dem sich hier schon abzeichnenden Muster wird diese Energie, da sie nicht von Teilchen übertragen wird, in Form von g-Strahlung frei.

Die g - Strahlung

Bei der g-Strahlung gibt es drei Möglichkeiten der Wirkung auf ein Atom. Es handelt sich hierbei um das Lösen von Elektronen, das Bilden von Elektronen und das Auflösen von Elektronen. In der folgenden Beschreibung ist der Ablauf vereinfacht dargestellt, weshalb auch auf die Angabe von Formeln und mathematischen Größen verzichtet wurde.

Der Comptoneffekt

Unter den Begriff des Comptoneffekts versteht man das Wirken von g-Strahlung auf ein Elektron eines Atoms. Den Teil der g-Strahlung , welcher auf das Elektron wirkt, nennen wir Gammaquant. Wollen wir uns ein solches Gammaquant vorstellen:
Das Gammaquant ist für die weitere Beschreibung ganz gut mit einem Lichtstrahl vergleichbar: beide sind ein Teil einer Strahlung, welche eine bestimmte Menge Energie beinhaltet. Des weiteren kann sowohl ein Lichtstrahl als auch ein Gammaquant reflektiert als auch absorbiert werden.
Bei dem sogenannten Comptoneffekt trifft ein solcher Gammaquant auf ein Elektron eines Atoms. Wie wenn ein Lichtstrahl auf irgendeine Fläche fällt, wird ein Teil der Strahlung in eine andere Richtung zurückgeworfen, ein zweiter Teil dieser "Energiestrahlung" wird dem Stoff zugeführt. Bei Licht wird aus diesem Teil Energie Wärme, was bedeutet, dass sich der bestrahlte Stoff erwärmt. Bei der Bestrahlung des Elektrons wird diese zugeführte Energie zum Lösen des Elektrons aus der Atomhülle verwendet, ein anderer Teil der Energie wird in Bewegung umgewandelt, der sogenannten kinetischen Energie. Die Folge der Bestrahlung des Elektrons mit einem Gammaquant ist also, dass sich das Elektron nicht weiter um den Atomkern dreht, sondern in eine beliebige Richtung entfernt. Dieses Elektron gilt als b-Strahlung.
Außerdem wurde das Gammaquant in eine andere Richtung weitergeleitet. Allerdings trägt es nun weniger Energie in sich , als vor dem Ablauf des Comptoneffektes.
Betrachten wir nun das zurückbleibende Atom. Da ja ein Elektron herausgelöst wurde, stimmt nun die Zahl der Protonen nicht mehr mit der Zahl der Elektronen überein. Dem Atom fehlt nun die negative Ladung des Elektrons, oder anders ausgedrückt: Das Atom hat ein Proton, dessen positive Ladung nicht mehr ausgeglichen wird. So hat das gesamte Atom eine positive Ladung nach Außen, und damit seine neutrale Ladung verloren. Ein Atom, welches nach außen jedoch nicht neutral ist, wird nicht mehr Atom genannt, sondern Ion. Aus diesem Grund wird die g-Strahlung auch als "ionisierende Strahlung" bezeichnet.
Um nun nicht erst das gesamte chemische Grundwissen niederschreiben zu müssen, sei hier nur gesagt, dass das Ion andere chemische Eigenschaften als das Ausgangsatom hat. Aus diesem Grund werden chemische Verbindungen zwischen Atomen verändert oder aufgelöst. Das bedeutet, dass sich Stoffe, und zu diesen zählt auch "der menschliche Körper", auflösen und zu anderen Stoffen verbinden.

Der Photoeffekt

Der Photoeffekt ist im Grunde genommen nur eine Abweichung des Comptoneffekts, weshalb wir uns einfachheitshalber immer wieder auf diesen beziehen werden.
Der Photoeffekt ist meistens der Abschluss einer Reihe von Comptoneffekten, und tritt nur sehr selten als einzelner Effekt auf. Wie dargestellt wurde haben nicht alle Gammaquanten die selbe Menge Energie. Die Masse an Energie klafft schon bei der Entstehung eines Gammaquanten auseinander. Hinzu kommt die mögliche Abschwächung von Quanten im oben dargestellten Effekt.
Nun ist es Tatsache, dass sich auch nicht alle Elektronen mit der selben Energie aus der Atomhülle lösen lassen. Normalerweise werden Elektronen, welche vom dazugehörigen Atomkern weiter weg sind, leichter gelöst als dem Atomkern nähere Elektronen. Dementsprechend braucht man für diese weniger Lösungsenergie. Je nach notwendiger Energie und je nach vorhandener Energie kann es nun also vorkommen, dass die Energie des auf ein Elektron auftreffenden Gammaquants zu niedrig ist, um dieses zu lösen. Meistens ist es jedoch so, dass die Energie des Gammaquants erst bei der Beschleunigung aufgebraucht wird. Demzufolge wird von dem Elektron nichts mehr von dem Gammaquant reflektieret (also zurückgeworfen). Ein Comptoneffekt, bei welchem kein Gammaquant wieder zurückgeworfen wird, heißt Photoeffekt. Aus diesem Grund stellt der Photoeffekt den normalen Abschluss einer Reihe von Comptoneffekten dar, da sich hier die Energie des Gammaquants erschöpft hat.
Da das Elektron hierbei normalerweise die Atomhülle eines Atoms verlässt, hat der Photoeffekt die selbe Wirkung wie der Comptoneffekt.

Der Paarbildungseffekt

Der Paarbildungseffekt ist der komplizierteste Effekt aus dieser Trilogie.
Bei dem Paarbildungseffekt nähert sich ein Gammaquant dem Kern eines Atoms. Unter dem Einfluss des Atomkerns entstehen aus der Energie des Gammaquanten zwei Elektronen (In der Chemie würde daher der Begriff Katalysator für den Atomkern gut zutreffen). Da die Erklärung der Relativitätstheorie, welche dies begründen könnte, den Rahmen dieser Seite sprengen würde, müssen wir es hier bei den Fakten belassen. Das eine der beiden Neutronen ist das schon aus der Atomhülle bekannte Negatron, ist also auch negativ geladen. Das zweite Elektron entspricht in Masse und Gewicht einem Negatron und nicht einem Proton, ist jedoch wie das Proton positiv geladen. Dementsprechend heißt dieses Elektron "Positron". Diese Elektronen sind als b-Strahlung nun wieder eine Ionisierende Strahlung.
Durch verschiedene Vorgänge kommt es in der Regel dazu, dass das Positron seine Energie später an ein Negatron abgibt, wobei die Masse der beiden Elektronen wieder komplett in Energie übergeht. Diese Energie teilt sich in zwei Gammaquanten, welche zusammengefasst wieder die Energie des Ausgangsgammaquanten besitzen.

Die b - Strahlung

Nachdem wir nun schon bei der g-Strahlung die unterschiedlichen Elektronentypen Positron und Negartron kennen gelernt haben, und nachdem wir gesehen haben, dass aus g-Strahlung b-Strahlung entsteht, wollen wir auf die Wechselwirkungseffekte zwischen Elektronen und Atomen eingehen.
Die häufigste Form der Wechselwirkung ist bei der b-Strahlung, das ein Elektron auf ein Elektron eines Atoms trifft. Das Elektron prallt mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf das andere, und überträgt diesem einen Teil seiner Energie. Das getroffene Elektron wird dabei aus seiner Umlaufbahn um das Atom geworfen, und bewegt sich fort. Da sich die Energie eines Elektrons auf zwei verteilt hat, bewegen sich nach dem Zusammenstoß beide Elektronen langsamer, als es das stoßende Elektron ursprünglich tat. Das stoßende Elektron wurde außerdem bei den Aufprall abgelenkt, so dass es sich in eine andere Richtung ausbreitet. Aus diesem Grund gilt dieser Vorgang auch als streuen von b-Strahlung. Wir habe nach dem Zusammenstoß nun doppelt so viele Elektronen wie zuvor, und ein ionisiertes Atom. Da die Energie der b-Strahlung nach einigen solcher Zusammenstösse zu gering ist, um neue Atome ionisieren zu können, kommen die Elektronen entweder zum Stehen, oder verstrahlen bei einem aufeinandertreffen von Positron und Negatron, so dass neue g-Strahlung freigesetzt wird. Wir wollen dies etwas genauer betrachten:
Negationen werden in der Materie normalerweise nur gestreut, ionisieren hierbei Atome, und bleiben irgendwann mangels Energie stehen.
Positionen werden ,solange sie genügend Energie haben, genauso gestreut wie Negatronen. Bei der Energieübergabe an ein solches Negatron (um einen Atomkern kreisen nur Negatronen) kommt es gelegentlich zu einer Energiefreisetzung in Form von g-Strahlung. Die Elektronen Verstrahlen hierbei jedoch nicht. Ist ein Positron nach dem öfteren "Herausschlagen von Negatronen" zu langsam um erneut ein Negatron herauszuschlagen, zerstrahlt es beim nächsten Aufprall auf ein Negatron, von welchen ja genügend vorhanden sind. Das Negatron zerstrahlt bekanntermaßen ebenfalls. Auch hier wird wieder g-Strahlung frei. Sofern es sich um ein zu einem Atomkern gehörenden Negatron gehandelt hat, was sehr wahrscheinlich ist, wurde dieses Atom ionisiert.
Es gibt noch eine zweite Wechselwirkung, bei welcher g-Strahlung freigesetzt wird. Es handelt sich hierbei um die Wechselwirkung von Negatronen mit Atomkernen. Positronen treten nicht direkt in eine Wechselwirkung mit dem Atomkern, da sie von der positiven Ladung von diesem abgestoßen werden. Negatronen hingegen können einen Atomkern durchdringen, werden jedoch in diesem gebremst. Die hierbei freigesetzte Energie wird in Form von g-Strahlung frei. Diese Strahlung nennt man auf Grund ihres Ursprungs auch Bremsstrahlung.
Wir sehen also, dass es zwischen b-Strahlung und g-Strahlung immer wieder zu Umwandlungen kommen kann, so dass sich beide Strahlungsarten gegenseitig für einen gewissen Zeitraum regenerieren.

Die Ionisierung durch a - Strahlung

Nachdem wir nun schon die Ionisierung erklärt haben, kann man sich mit zwei einfachen Überlegungen die Ionisierung durch Alphastrahlung erklären:
Die erste Überlegung ist, welche Eigenschaften Alphastrahlung hat. Alphastrahlung sind Helium-Ione, welche sich relativ langsam bewegen. Diesen Helium-Ionen fehlt in ihrem ursprünglichen Zustand die negative Ladung, oder bessergesagt: sie haben keine Elektronen. Daraus ergibt sich für jedes Ion eine Ladung von +2, da jedes Proton uneingeschränkt seine positive Ladung abstrahlt.
Die zweite Überlegung betrifft den Wirkungsbereich eines Protons. Es ist logisch, dass mit zunehmender Entfernung die Anziehungskraft eines Protons sinkt. So ist es auch verständlich, dass Elektronen, welche sich auf den äußeren Schalen befinden, nicht mehr so stark vom Kern angezogen werden wie Elektronen auf inneren Schalen. Bewegt sich ein Helium-Ion nun an einem Atom vorbei, so wirkt dessen Anziehungskraft auf die äußeren Elektronen stärker als die Anziehungskraft des Atomkerns. Dementsprechend entzieht das Helium-Ion einem Atom Elektronen, so dass es seine eigene Ladung neutralisiert, jedoch die Ladung des Atoms verändert. Dieses erhält nun die positive Ladung von +2 und zählt dementsprechend als Ion. Wir wollen bemerken, dass ein a-Teilchen während seines Fluges auf die Elektronen der umliegenden Atome fast immer die Wirkung hat, dass es Elektronen eines Atoms von ihrer Hülle zieht, jedoch diese nicht mehr aufnimmt, da es sich bereits zu weit entfernt hat. So hinterlässt das Alphateilchen eine Spur von Ionen, mit deren Elektronen es jedoch nicht regiert. Die gegenseitige Anziehungskraft zwischen Elektronen und Heliumion (a-Teilchen) bewirken jedoch, dass das Heliumion abgebremst wird. Wie oben schon beschrieben, führt die hieraus resultierte Ionisation zur Auflösung von bestehenden chemischen Verbindungen.

Wirkung auf die Zelle

Die Zerstörung der Chromosomen ist einer der wichtigsten Effekte der Radioaktivität. Die Chromosomen sind wichtig für die Zellspaltung und das Überleben der Zelle. Sie enthalten die Erbinformationen, Wie z.B: Form der Nase, Geschlecht und mehr. Eine Beschädigung von diesen kann zu schweren Erbkrankheiten führen, jedoch auch ein unkontrolliertes Zellenwachsen verursachen und damit Krebs hervorrufen.
Chromosomen bestehen aus der DNA (früher DNS genannt). Die DNA besteht aus zwei Strängen. Zu jedem Strang (Sinnstrang) gehört ein Gegenstrang (Unsinnstrang). Diese beiden Stränge werden durch sogenannte Basen verbunden. Basen sind chemische Moleküle, deren Anordnung eine Art Code darstellt, in welchem die Erbinformationen gespeichert sind. Das Gesamtgebilde wird aufgrund seiner Form als Doppelhelix bezeichnet, ist aber anschaulicher beschrieben, wenn man es mit einer in sich verdrehten Strickleiter vergleicht (sieht also so aus wie auf dem Bild rechts).
Wollen wir bei der weiteren Beschreibung bei dem Beispiel der Leiter bleiben. Auf den "Sprossen" dieser Leiter befinden sich wie schon erwähnt chemische Stoffe, welche man Basen nennt. Es handelt sich bei diesen Stoffen um Adenin und Thymin sowie um Guanin und Cytosin. Diese Basen treten immer Paarweise auf, und werden durch Wasserstoffbrücken miteinander verbunden. Das paarweise Auftreten bedeutet, dass jede dieser Basen einen Gegenspieler hat. Dieser ist bei Guanin z.B: Cytosin. Diese Gegenspieler können, wenn die Stränge auseinanderreißen, wieder neu gebildet werden, da jeder dieser Base genau eine Gegenbase zuzuordnen ist. So kann jeder Strang den anderen Strang duplizieren bzw. reproduzieren. Dies ist bei der Zellteilung - dem Grundvorgang der Heilung, Regeneration und des Wachstums - der Fall: die beiden Stränge reißen in der Mitte der "Sprossen" - bei den Wasserstoffbrücken - auseinander, so dass die Basenpaare voneinander getrennt werden. Die Zelle teilt sich, und jede neue Zelle erhält einen Strang, an welchen ein Komplementärstrang (also ein Strang welcher dem abgetrennten Strang entspricht) angebaut wird.
Aus diesem Zusammenhang geht hervor, dass eine Strahlenschädigung, welche nur einen Strang, eine Basen oder nur die Wasserstoffbrücken betrifft, geheilt werden kann, da der Zweite Strang und dessen Basen die Informationen zum Reparieren des Gegenstrangs liefert. Diese Reparatur nehmen Eiweiße, welche Enzyme genannt werden, vor. Sie erkennen die Mutation eines Stranges, lösen den mutierten Teil heraus, und ersetzen ihn. Wir müssen jedoch betonen, dass bei der Reparatur auch Fehler unterlaufen können, so dass die Zelle eine Mutation beibehält, bzw. die Informationen der DNA unlesbar oder sinnlos werden. Ein Beispiel für einen solchen Fehler ist, dass die geschädigte Base zwar herausgeschnitten wird, der Strang jedoch wieder geschlossen wird, bevor die Base ersetzt wurde. Außerdem erkennen die Enzyme nicht jede Mutation der DNA, so dass auch hier bleibende Strahlenschäden bleiben können. Bei einem Teil der Bevölkerung fehlen den Zellen jedoch die für die Reparatur "zuständigen" Enzyme, so dass diese sehr anfällig gegenüber Radioaktivität sind, und nicht selten an Krebs erkranken. Dieses Syndrom wird "Ataxia teleangiectasia" oder auch nur "AT" genannt.
Werden an einer Stelle beide Stränge unterbrochen, oder wird ein ganzes Basenpaar geschädigt, sind die Schäden irreparabel. Die Enzyme wissen nicht, welche Basen zuvor vorhanden waren, und können eine so geschädigte DNA nicht mehr reparieren. Die Folge hiervon ist ,dass nach einer Zellteilung die neuen Zellen falsche Informationen haben, oder dass Informationen Fehlen.
Die Schädigung der Chromosomen ist eine Folge der Wechselwirkung zwischen Atomen/Ionen der Zelle und der Radioaktivität. Da wie schon erwähnt ein Ion nicht die selben chemischen Verbindungseigenschaften hat wie ein Atom, können sich die Stränge und die Basen durch Ionisierung abtrennen, auflösen, oder verändern, da sich die Stoffe der DNA-Stränge und Basen verändern. Dies kann entweder durch eine direkte Wechselwirkung zwischen den Molekülen der DNA-Stränge und der Radioaktivität hervorgerufen werden, als auch indirekt durch ein Zusammentreffen von DNA Strängen und durch Radioaktivität gebildete Radikale. Radikale sind Moleküle, welche um die eigenen Schalen wieder mit Elektronen aufzufüllen anderen Molekülen Elektronen entreißen. Meistens handelt es sich bei diesen um Sauerstoff oder Wasserstoffmoleküle des Zellwassers, welche sich nach einer Ionisation gelöst haben. Aber auch diese Radikale haben eine ionisierende Wirkung. Behält eine mutierte Zelle ihre Teilungsfähigkeit bei, so kann Krebs entstehen, verliert sie diese jedoch, werden keine neuen Zellen gebildet. Hieraus folgt, dass Körperteile, welche auf eine ständige Regeneration bzw. Zellteilung angewiesen sind wie das Knochenmark, die Schleimhäute oder die geschlechtsspezifischen Stammzellen für die Spermatogenese bzw.Oogenese besonders stark von der Radioaktivität betroffen sind. Deren Schädigungen bewirkt, dass andere Körperteile nicht mehr zureichend versorgt werden.
Ob eine Zelle ihre Teilfähigkeit behält oder nicht ist von mehreren Faktoren abhängig. Bei sehr hoher Bestrahlung einer Zelle, kann es sein, dass sich die Enzyme (welche oben bereits bei der Zellenregeneration erwähnt wurden) selbst bei einer Ionisation verändern, und die DNA-Stränge nicht mehr trennen können. Die Zelle kann Enzyme nachproduzieren, jedoch sind die Informationen hierzu auf der DNA gespeichert. Werden DNA und Enzyme ausreichend geschädigt, kann sich die Zelle nicht mehr Teilen.
Radioaktivität kann bei Zellen außerdem ein auslaufen verursachen, indem sie die Zellmembran, welche die Zelle umfasst, ionisiert. Auf diesen Bunkt wollen wir jedoch nicht näher eingehen.

Krebs und Leukämie

Wir wollen nun nicht weiter in den Bereich der Genforschung abdriften, und konzentrieren uns auf die sofortigen und späteren Schäden durch Radioaktivität. Die Zellteilung einer Zelle wird, sobald eine Mutation der DNA entdeckt wurde, regulär bis zum Beenden der Reparatur an der DNA zurückgehalten. Sollte diese negativ verlaufen, kann ein Enzym eine Selbstzerstörung der Zelle auslösen. Kann dieses jedoch nicht produziert werden, da z.B: der hierfür Informationen liefernde Teil der DNA auch beschädigt wurde, muss das Immunsystem diese Zelle vernichten. Das Immunsystem erkennt jedoch eine mutierte Zelle erst, wenn es sich bei dieser bereits um eine Krebszelle handelt, welche andere Oberflächenstrukturen aufweist, als eine gesunde Zelle. Sollte sich eine mutierte Zelle teilen, so können aus ihr eine oder mehrere Krebszellen hervorgehen. Bis zu einer gewissen Zahl können diese Zellen noch vom Immunsystem neutralisiert werden. Diese Grenze hängt von dem Gesamtzustand des Immunsystems ab. Stress, psychische Belastung oder Krankheiten schwächen das Immunsystem, und setzen damit die Schwellendosis herab. Aber derartige Mutationen der DNA kommen nicht nur durch Radioaktivität, sondern auch durch chemische Stoffe zustande. Als bekanntestes Beispiel hierfür sei das Rauchen aufgeführt. Auch dieses bringt Krebszellen hervor. Dementsprechend muss ein Immunsystem eines Rauchers die Krebszellen vom Rauchen als auch von der Radioaktivität beseitigen. Das bedeutet, dass ein Raucher durchschnittlich weniger durch Radioaktivität hervorgerufene Krebszellen verträgt, als ein Nichtraucher.
So gesehen, hat das Immunsystem genügend Chancen , den Ausbruch von Krebs zu verhindern. Bei höheren Dosen Radioaktivität ist eine neue Situation gegeben: Die Radioaktivität verursacht einen hohen Zellenausfall, welcher kompensiert werden muss. Aus diesem Grund läuft die Zellteilung der noch funktionsfähigen Zellen relativ Rasch ab. Mutationen werden hierbei nicht mehr erkannt, nicht mehr rechtzeitig repariert und die Zellteilung bei mutierten Zellen nicht mehr zurückgehalten. Besonders betroffen sind dementsprechend wieder die Zellen, welche sich durchgehend Teilen müssen, wie die Stammzellen des Knochenmarks. Folge sind mutierte Blutzellen, da die Blutarmut kompensiert werden muss. Die hieraus resultierende Krankheit ist jedem ein Begriff: Leukämie.
Sehr stark betroffen sind auch Zellen, welche sich teilen müssen, um Wunden zu schließen. So tritt Hautkrebs oft an Narbstellen auf.
Krebs zählt zu den Spätschäden der Radioaktivität. Er bricht oft erst jahrzehnte nach der Bestrahlung aus. Das resultiert daraus, dass die Zellen sich erst des öfteren teilen müssen, und ein teil von ihnen vom Immunsystem vernichtet wird. Ein anderer Faktor ist, dass die Zellen, wen deren DNA in einer bestimmten Reihenfolge getroffen wird, auch durch natürliche Strahlung zum Krebs mutieren können. Die natürliche Radioaktivität ist hier nur der Tropfen, der das Fass zum überlaufen bringt. Obwohl es zwar nur eine einzige Zelle sein kann, die Krebs verursacht, so muss diese normalerweise des öfteren an der DNA beschädigt worden sein. Dies ist jedoch bei den Mengen an Radioaktivität bei eine Kernwaffendetonation oder dem daraus resultierenden "Fall Out" keine Seltenheit. Das Krebsrisiko wurde oftmals stark heruntergespielt, da es militärisch nicht mehr von Bedeutung wäre. Krebs träte zu spät auf, wie dass eine Schlacht deswegen verloren werden würde.
Es ist uns aber nun ersichtlich, dass die Ausmaße von Radioaktivität für den Körper nicht linear mit dem Dosismaß verlaufen, sondern überlinear. Das heißt, das schon geringe Dosiserhöhungen einen sehr viel größeren Effekt haben, als man annehmen würde. Das bedeutet aber auch, dass eine Dosiserhöhung ab einer gewissen Grenze nur noch unwesentliche Verschlimmerungen hat.
Betrachtet man, dass schon natürliche Radioaktivität Krebs verursachen kann, so sollte man sich der Gefahr, welche von Radioaktivität ausgeht bewusst werden. Statistiken belegen z.B: dass Kinder, die in der Nähe von Kernkraftwerken wohnen, deutlich häufiger Krebs bekommen als andere, auch wenn dies die Presse gelegentlich falsch auslegt. Sämtliche neuen Erkenntnisse auf dem Gebiet der Radioaktivität der letzten 60 Jahre, unterstrichen dieses Faktum, und wir müssen uns bewusst werden, dass der von der Regierung festgelegte Schwellenwert wohl auch heute noch zu hoch ist, und das, obwohl man ihn schon des öfteren herabsetzen musste.

Inkorporation und äußere Wirkung von radioaktiven Material

Wie schon bei der allgemeinen Beschreibung von Radioaktivität festgehalten wurde, haben die verschiedenen Strahlungsarten verschiedene Durchdringungsfähigkeiten von Materialien. Das beste Beispiel für eine leicht abzuschirmende Strahlung ist die eben erst besprochene a-Strahlung. Sie dringt nur wenig in die Haut ein, und kann so nicht auf die Organe wirken. Die geringe Durchdringungsfähigkeit resultiert aus der großen Masse und der nur mäßigen Geschwindigkeit des Heliumions. Wir wollen hier einmal nicht vergessen, dass aber auch die Haut zum Körper gehört. Militärisch sind die Spätfolgen für die Haut oft uninteressant, da man nur die während der Kampfzeit auftretenden Schäden berücksichtigte. Es ist in der Tat so, dass die Haut einigermaßen unempfindlich gegen Radioaktivität ist, und so relativ zu anderen Effekten in den Hintergrund tritt. Sie spielt aber eine wichtige Rolle, bei der Heilung von Wunden. Wunden können durch die Druckwelle hervorgerufen werden. Da die Zellteilung der Haut nur noch bei nicht geschädigten Zellen funktioniert, verlangsamt sich die Wundheilung. Im Zusammenhang mit den starken Blutungen durch einen durch Radioaktivität hervorgerufenen Mangel an Blutplättchen, unterscheiden sich Verletzungen durch eine Kernwaffendetonation von denen einer herkömmlichen Verwundung. An dieser Stelle sollte jedem klar werden, dass siech die Schädigungen durch Kernwaffen so wie sie hier beschrieben wurden, nicht einfach nur addieren, sondern die Körpergesamtschädigung deutlich höher liegt.
Wunden können aber noch einen ganz anderen Gefahrenpunkt darstellen. Durch sie können nämlich radioaktive Elemente in den Körper gelangen, genauso wie durch Mund und Nase. In den Körper durch Verschlucken, Einatmen oder durch Wunden aufgenommene Spaltprodukte werden in der Medizin als "inkorporiert" bezeichnet. Inkorporierte Spaltprodukte können wie andere zerfallen, wobei verschiedene Arten von Strahlung ausgesendet werden. Zu diesen zählt auch, um auf unser Beispiel zurückzukommen, die a-Strahlung. Die a-Strahlung wirkt nun von innen auf den Körper, was bedeutet, dass sie direkt auf die Organe wirkt, und weder durch Kleidung noch durch Haut geschwächt oder aufgehalten wird. Die a-Strahlung ist von den bei einer Kernwaffendetonation auftretenden Strahlungsarten die am stärksten ionisierendste. Das bedeutet, dass sie im Körperinneren die gefährlichste ist. Werden also Spaltmaterialien inkorporiert, kommen neue Aspekte der Bestrahlung hinzu, vor allem da sie meist über einen längeren Zeitraum wirken, weshalb die Strahlung mehr Zellen schädigt bzw. vernichtet als bei einer kurzzeitigen Bestrahlung. Das Verhältnis ist hierbei einigermaßen proportional, weshalb wir auf dieses logische Phänomen nicht länger eingehen wollen.
Die meisten passiven Schutzmaßnahmen gegen Kernwaffendetonationen beziehen sich auf die Inkorporation von radioaktiven Material. Egal ob es sich um eine ABC-Schutzmaske oder ein ABC-Pflaster der Armee handelt, oder um Jodtabletten für die Bevölkerung. Die Inkorporation von radioaktiven Material zu verhindern ist eine halbwegs nachvollziehbare Maßnahme, wenn auch für die Allgemeinsituation fast schon zynisch. Wir wollen jedoch noch kurz auf die Jodtabletten eingehen, da sie ein gutes Beispiel für Lagerung radioaktiver Stoffe im Körper sind:
Ein Zerfallsprodukt einer Kernwaffendetonation ist Jod-131. Dieses ist radioaktiv, und wird vom Menschen über vielerlei art aufgenommen, wie z.B: durch den Verzehr von Nutztieren, das Trinken von Milch und ähnlichem. Diese Tiere haben das radioaktive Jod auf den Wiesen zusammen mit Graß gefressen, und es in ihrem Körper gespeichert. Auch der Mensch speichert das so aufgenommene Jod in seinem Körper. Die Schilddrüse speichert dieses Jod, so dass dieses über lange Zeit im innern des Körpers wirkt. Folgen hiervon sind oftmals Schilddrüsenkrebs und ähnliches. Wir sehen also, dass der Körper ihm gewohnte Stoffe weiterhin speichert, auch wenn sie aktiv sind. Die Rolle der Jodtabletten ist dementsprechend einfach zu erklären. Der Körper soll durch die Jodtabletten seinen Jodbedarf zureichend decken, so dass es nicht notwendig ist, zusätzlich Jod zu speichern. Die Jodtabletten werden, da der Körper das Jod verbraucht und so neuer Jodbedarf entsteht, über einen längeren Zeitraum hin eingenommen. Das radioaktive Jod stellt nur einen Bruchteil des Aufgenommenen Jods dar, und wird dementsprechend in geringen Massen gespeichert. Der Rest des radioaktiven Jods wird vom Körper wieder ausgeschieden. Wir wollen uns klarmachen, dass diese Schutzmaßnahme zwar nicht von der Hand zu weisen ist, jedoch schwer realisierbar ist, und das schon bei "nur" einem GAU bzw. einer Kernwaffendetonation. Weder bei Tschernobyl, wo das Zivilschutzsystem mal wirklich auf die Probe gestellt wurde, noch bei Fall Out von Atombomben Test war ausreichend Jod vorhanden, um die Anzahl der Schilddrüsenkrebskranken zu reduzieren. So bleibt diese Schutzmaßnahme eine Theorie, an welcher man zwei Punkte erkennen kann: die Unrealisierbarkeit von passiven Schutz, und die Gefahr von erst später auftretenden Schäden. Der Vollständigkeit halber sein noch darauf hingewiesen, dass auch andere radioaktive Stoffe im Körper angereichert werden, wie z.B: Strotium-90 in den Knochen. Dies lässt sich jedoch nicht durch einnehmen von Tabletten oder ähnlichen vermeiden oder minimieren.
Wir wollen nun mal auf einen Begriff eingehen, welcher in Zusammenhang mit Radioaktivität immer wieder fällt: die Kontamination. Kontamination bedeutet, dass sich auf einen Stoff radioaktiver Staub bzw. radioaktive Elemente festgesetzt hat. Diese Kontamination betrifft bei Haut häufig nur einen Millimeter. Entgegentreten möchte man dieser durch bestimmte Reinigungsmittel, welche diese Stoffe binden sollen. Bei der Kontamination von Wunden ist es üblich diese Auszuschneiden, um die Zerfallsprodukte nicht in den Körper eindringen zu lassen. Bei dem Beseitigen von Radioaktiven Staub spricht man für gewöhnlich von dekontaminieren.

akute Auswirkungen radioaktiver Strahlung auf die Organe

Wir wollen an dieser Stelle kurz anmerken, dass die Dosisangaben nur die Relationen der Strahlungsstärke veranschaulichen sollen. Da die Messeinheiten für Radioaktivität sich des öfteren gewechselt haben, und oft verschiedene Faktoren mit berücksichtigen, wollen wir auf diese hier nicht näher eingehen. 1 Gy entspricht der veralteten Einheit von 100R.

Auswirkungen auf die blutbildenden Organe: Radioaktive Strahlung kann die blutbildenden Zellen sowohl vollkommen zerstören, als auch die Mithose (Zellteilung) hemmen. Durchgehend absterbende Zellen können auf Grund dieser Hemmung nicht ersetzt werden. Sind zu viele Zellen geschädigt, kann dies zum Tod führen, da der Organismus versagt. Besonders bemerkbar macht sich diese Schädigung beim Knochenmark und bei anderen blutbildenden Organen. Da Lymphozyten und Knochenmarkstammzellen besonders radioaktivitätsempfindlich sind, kommen bei diesen schon bei Dosen von 0,1 Gy strukturelle Anomalien vor. Eine Dosis von 2,5 Gy führt zu einer Reduzierung der Lymphozyten und Knochenmarkstammzellen auf weniger als 10%. Generell nimmt die Anzahl sämtlicher produzierter Blutzellen ab, insbesondere die der weißen Blutkörperchen, was bedeutende Auswirkungen auf die Abwehrkräfte eines Körpers hat. Weitere Folgen der Abnahme von Blutkörperchen sind schwere Anämie (Blutarmut) sowie Purpurausschlag und Störungen in der Blutgerinnung, welche durch eine Unterproduktion von Blutplättchen hervorgerufen wird. Bei einer Strahlung zwischen 1 und 5 Gy treten weitere klinische Symptome der Strahlenkrankheit auf, wie z.B: Blutungen in inneren Organen, Mund und unter der Haut. Stufenweise ansteigende Körpertemperatur sind folgen des geschwächten und anfälligen Immunsystems. In Zusammenhang mit Auszehrung führen diese Symptome oft innerhalb von 6 Wochen zum Tod.

Auswirkungen auf den Magen-Darm-Trakt: Einwirkungen zwischen 5 und 20 Gy haben tödliche Auswirkungen auf das menschliche Verdauungssystem. Schon Minuten nach der Einwirkung reduziert sich die Anzahl der sich teilenden Darmzellen drastisch. Des weiteren entarten die Zellen zu einem späteren Zeitpunkt und sterben großteils ab, was die Rückbildung von Darmzotten aufgrund von Geschwüren und gangränösen Entzündungen zu Folge hat. Hohes Fieber und starke Stuhlprobleme sind Kennzeichen dieser Bestrahlungsfolgen. Der Geschädigte fällt unter Anschwellen des Abdomens und Dehydrierung ins Koma. Aufgrund der Darmentzündungen , Veränderung der Körperflüssigkeiten und Vergiftung erliegt der Patient schon bald den pordromalen Syndromen (Strahlenkrankheit).

Auswirkungen auf das zentrale Nervensystem: Das Zentrale Nervensystem des Menschen wird ab einer Strahlung von 20 Gy durch pathologische Veränderungen so geschädigt, dass bei dem Geschädigten der sofortige Tod eintritt. Hierzu zählen unter anderem die Entartung von Gehirnzellen, zerebrale Ödeme und die Entzündung von Blutgefäßen im Gehirn. Symptome hiervon sind Schläfrigkeit, schwere Apathie und völlige Lethargie, welche in der genannten Reihenfolge nacheinander oder gleichzeitig auftreten. Es folgen Tremor (Muskelzittern) und Koordination der Muskeln, tiefe Bewusstlosigkeit, sowie Krämpfe und Schockzustände. Selbst wenn der Tod erst Tage später eintreten sollte, sind die betroffenen Personen sofort handlungsunfähig und desorientiert.

Auswirkungen auf die Lunge: Vor allem inkorporierte radioaktive Partikel können die Lunge schädigen, je nach Dosis auch zum akuten Tod führen. Bindegewebeentzündungen und Lungenkrebs sind weitere mögliche Folgen, welche auf Schädigung der Lungenzellen und Lungenwände zurückzuführen sind. Die Membran der Lungenbläschen (Alveolen) kann so verändert werden, dass diese Flüssigkeiten aufnehmen. Symptome sind Kurzatmigkeit, ein Gefühl des Ertrinkens und Husten. Zusätzlich besteht die Möglichkeit des Anschwellens der Alveolen, was einen verminderten Gasaustausch und somit Sauerstoffmangel mit sich bringt. Außerdem führt das Anschwellen zu Blutungen in den alveolaren Zwischenräumen, blutigem Auswurf, Zusammenbruch der Alveolen und Verstopfung der Lunge. Immunologische Funktionen werden gestört, so dass eine hohe Anfälligkeit für Lungenentzündung und Infektionen besteht. In Folge von Hypoxia (Sauerstoffmangel) kann es zu Herzversagen kommen. Auch Vergiftung oder Lungenentzündung auf Grund der Strahlenbelastung der Lunge, können Todesursache sein.

Auswirkungen auf die Augen: Die Augenlinsen des Menschen sind ebenfalls sehr strahlenempfindlich. Je nach Dosis können die Auswirkungen zwischen einer leichten Trübung und einer vollkommenen Erblindung variieren. So tritt häufig als Folge von Bestrahlung der Augen der Graue Star auf. Bis dieser jedoch einsetzt kann je nach Dosis eine Inkubationszeit von ein bis zehn Jahren verstrichen sein.

Auswirkungen auf die Geschlechtsteile: Radioaktivität hemmt die Zellteilung, und kann so zur Unfruchtbarkeit beider Geschlechter führen. Sperma und Eizellen entstehen nämlich aus der Zellteilung sogenannter Stammzellen, welche fest im Körper sitzen, und durch die Zellteilung Zellen abgeben. Diese Unfruchtbarkeit kann sich bei Männern nach etwa 30 Jahren zurückbilden, Frauen hingegen tragen diese Folge normalerweise lebenslänglich.
Schwächeres Wirken von Radioaktivität auf die Geschlechtsteilung kann eine Veränderung der Stammzellen hervorrufen, so dass sich die DNA der Sperma oder Eizellen verändert. Hieraus resultieren genetische Schäden, also Missbildungen am Kind.

Auswirkungen auf pränatale Zellen: Missbildungen am Kind können durch Radioaktivität welche in der Schwangerschaft auftritt hervorgerufen werden. Am ungünstigsten ist das Einwirken von Radioaktivität wehrend der 8 und der 18 Schwangerschaftswoche, jedoch wirkt die Strahlung auf einen Embryo oder einen Fötus bedeutend stärker als bei erwachsenen Menschen. So führen Bestrahlungen nach der 18 Schwangerschaftswoche oft zu Totgeburten. Sollte das Kind lebendig zur Welt kommen, treten am häufigsten Missbildungen am Knochengerüst und den Augen auf. Der Kopfumfang eines so geschädigten Kindes ist oft bedeuten kleiner, und die Anzahl der geistig behinderten Kinder ist erstaunlich hoch. Etwas verwunderlich ist hier vielleicht der Gebrauch des Wortes oft, jedoch stützen sich diese Erkenntnisse auf Untersuchungen von Hiroschima, Nagasaki und Tschernobyl.

Die Strahlenkrankheit

Nachdem hier jetzt die Wirkungen auf die einzelnen Organe besprochen wurden, wollen wir noch auf den Verlauf einer Strahlenkrankheit, die für Ärzte vorgeschlagene Behandlung und die Nebenerscheinungen eingehen.
Die Strahlenkrankheit wird in 4 Perioden unterteilt. Sie ist eine direkte Folge der Sofortkernstrahlung, und tritt nur sehr selten deutlich später und durch die Restkernstrahlung indiziert auf. Jedoch ist vor allem für Strahlenkranke ein kontaminiertes Gebiet zu meiden. Der medizinisch korrekte Begriff für die Strahlenkrankheit ist "Prodromal Syndrome", welchen wir für den Rest des Textes auch verwenden werden.
Die erste Periode ist eine Primärreaktion auf die Radioaktivität. Sie beinhaltet normalerweise ein Erbrechen des Betroffenen, Schwindel- und Schwächeanfälle, Ermüdung, sowie gegebenenfalls Atemnot und Durchfall. In dieser Zeit werden von Ärzten gewöhnlich Antemetika, Spasmolytika sowie Sedativa verabreicht, je nach Bedingung kommen noch Strophanthin, Pholedrin und Elektrolytsubstituionen hinzu.
Die zweite Periode ist eine scheinbare Genesungsperiode, wird jedoch zutreffend als Latenzperiode bezeichnet. Der Bestrahlte fühlt sich in dieser Periode deutlich besser. Diese Periode dauert je nach Schweregrad des Betroffenen zwischen 2 Tagen und 6 Wochen an, wobei die Latenzzeit bei höheren Dosen an Radioaktivität kürzer ist. Vorhanden bleiben meist Symptome wie Schwäche, Atemnot, Appetitmangel und Schwindel. Von Militärärzten wird in diesem Zeitraum für gewöhnlich ein Breitbandantibiotikum verschrieben, sowie je nach Art der zurückbleibenden Symptome behandelt.
Die dritte Periode - auch Gipfelperiode genannt - wird durch Zahlreiche letale Ausgänge gekennzeichnet. Typisch für die dritte Syndromperiode sind:
Schläfrigkeit; Kräfteverfall; Blähsucht; Blutgeschwüre im Mund ; blutig-schleimiger Stuhl; zahlreiche, starke und sehr schmerzhafte Krämpfe ab spätestens dem 10 Tag an; starke Halsschmerzen; zahlreiche und unkontrollierte Blutungen; Angina; ausgeprägter Haarausfall, Fieber von oft bis zu 41 Grad C und Kurzatmigkeit.
Meistens sterben die Betroffenen mit einer Dosisbelastung überhab von 3 Gy innerhalb von 25 Tagen. Strahlungsgeschädigte mit Dosen zwischen 2 und 3 Gy haben deutlich bessere Überlebenschancen, jedoch ist auch unter ihnen während der 3. und 4. Woche eine sehr hohe Sterberate zu verzeichnen. Ärztliche Gegenmaßnahmen sind weiterhin das Verabreichen von Antibiotika sowie Elektrolytsubstitution. Erforderlichen Falls kommen wieder Spasmolytika, Strophanthin, Pholedrin, PAMBA, und Sedativa hinzu. Laut Lehrbüchern der DDR für Militärmedizin sind zuerst Patienten zu behandeln, welche eine gute Überlebenschance haben, schwerere Fälle der prodromal Syndrome seien absolut sekundär. So verteilt sich die medizinische Hilfe primär auf die Patienten mittlerer Strahlenbelastung.
Wollen wir uns sachlich mal korrekt ausdrücken und sagen, dass bei manchen Patienten noch eine vierte Periode hinzukommt. Diese Periode ist die der Genesung. Die ärztliche Behandlung wird wie bei einer gewöhnlichen Krankheit weiter fortgesetzt bis zur endgültigen Genesung des betroffenen. Diese endgültige Genesung bezieht sich nur auf die Strahlenkrankheit, jedoch nicht auf eventuell später auftretende Krebsformen. Allgemein kann man sagen, dass pro aufgenommenes Gy die Lebenserwartung eines Menschen um 5% sinkt.