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Aufgabe

Schilddrüsenuntersuchung

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Hinweis: Dieser Test wurde den Bildungsstandards der KMK-Konferenz entnommen.

Zur Untersuchung einer Schilddrüse soll eine geeignete radioaktive Substanz (als sogenannter Marker) ausgewählt werden. Diese Substanz wird in einer Verbindung mit anderen Stoffen vom Patienten eingenommen und verteilt sich durch Stoffwechselprozesse im Körper. Mit einer besonderen Kamera wird nach einigen Stunden die Stärke der Strahlung, die von der Substanz ausgeht, für jeden Punkt der Schilddrüse aufgenommen und daraus ein Bild berechnet. Auf diesem Bild sind Veränderungen erkennbar.

a)Entscheiden Sie jeweils, ob die in den Tabellen aufgeführten Eigenschaften von Substanzen für eine medizinische Nutzung als Marker von Bedeutung sind.

giftig grün reflektierend elektrisch leitend
ja nein ja nein ja nein ja nein
Halbwertszeit ausscheidbar Teilchendurchmesser nachweisbar
ja nein ja nein ja nein ja nein

b)Geben Sie an, welche der angegebenen Substanzen A, B, C, D für die beschriebene Untersuchung geeignet ist, und begründen Sie ihre Entscheidung auf der Basis der folgenden Tabelle aufgelisteten Strahlungseigenschaften von Substanzen (Marker).

Substanz Strahlungsart mittlere Reichweite Halbwertszeit *
in Luft in Gewebe
A α 3,8 cm 0,1 mm 4 Stunden
B β 5,5 m 2,5 cm 6 Stunden
C β 6,7 m 4,2 cm 25 Jahre
D γ viele Meter einige Meter mehrere Stunden

* Die Halbwertszeit gibt die Zeit an, in der die ursprüngliche Strahlungsintensität einer Substanz auf die Hälfte abgesunken ist.

c)Diskutieren Sie Vorteile und Gefahren einer Untersuchung, bei der radioaktive Substanzen eingesetzt werden.

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a)

giftig grün reflektierend elektrisch leitend
ja     nein   nein   nein
Halbwertszeit ausscheidbar Teilchendurchmesser nachweisbar
ja   ja     nein ja  

b)

Substanz Strahlungsart mittlere Reichweite Halbwertszeit * Eignung
in Luft in Gewebe
A α 3,8 cm 0,1 mm (zu klein) 4 Stunden (ausreichend) nein
B β 5,5 m 2,5 cm (ausreichend) 6 Stunden (ausreichend) ja
C β 6,7 m 4,2 cm (ausreichend) 25 Jahre (zu lang) nein
D γ viele Meter einige Meter (ausreichend) mehrere Stunden (ausreichend) ja

c)Vorteile: z. B. gute Abbildung innerer Organe möglich, Einsatz zur Krebsbekämpfung.

Gefahren: z. B. Schädigung gesunden Gewebes durch Strahlenbelastung von Patienten und medizinischem Personal.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Kern-/Teilchenphysik

Anwendungen der Kernphysik