Strahlung
Englisch: radiation
1. Definition
Mit Strahlung bezeichnet man in der Physik eine Form der Energieausbreitung. Diese kann erfolgen als Ausbreitung von Teilchen (Teilchenstrahlung) oder als Ausbreitung von Wellen (Wellenstrahlung).
2. Einteilung
2.1. Teilchenstrahlung
- Kernbruchstücke
- Betastrahlung
2.2. Wellenstrahlung
- extrem kurzwelliges "Licht"
- Gammastrahlung (Photonen bzw. elektromagnetische Strahlung mit Quantenenergien über ca. 200 keV)
- Röntgenstrahlung (Photonen, 100 eV und 250 keV)
- kurzwelliges UV-Licht
- langwelliges "Licht" (Elektromagnetische Wellen)
- sichtbares Licht
- Infrarot
- Mikrowellen (Radar, MRT, Mobilfunk, Mikrowellenherd, WLAN, Bluetooth, GPS, etc.)
- Radiowellen (Rundfunk)
- Wechselströme
3. Biologische Wirkung von Strahlung
Bei der Wechselwirkungen von Strahlen und Materie differenziert man zwischen ionisierender und nicht-ionisierender Strahlung.
3.1. Ionisierende Strahlung
Ionisierende Strahlung ist sehr energiereich und kann aus Atomen/Molekülen Elektronen entfernen, sodass positiv geladene Ionen/Molekülreste zurückbleiben (Ionisation/Ionisierung von Molekülen). Hierzu zählen u.a. Röntgenstrahlung und Gammastrahlung. Wenn Moleküle bzw. chemische Verbindungen in menschlichen Zellen zerstört werden, entstehen Radikale. Diese richten v.a. Schaden durch nachfolgende chemische Reaktionen an (krebserregend).
3.2. Nicht ionisierende Strahlung
Nicht ionisierende Strahlung ist weniger energiereiche, langwellige elektromagnetische Strahlung (z.B. sichtbares Licht, Mikrowellen, Radiowellen). Sie kann keine Moleküle zerstören.
4. Anwendung von Strahlung in der Medizin
In der Medizin spielt Strahlung mittlerweile eine sehr bedeutende Rolle sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie, z.B. von malignen Tumoren.
- Radiologie
- Nuklearmedizin
- Szintigraphie (gamma-strahlender Tracer, zweidimensionale Messung mit Gammakamera): Schilddrüsenszintigraphie, Skelettszintigraphie, Myokardszintigraphie, Lungenszintigraphie, Nierenszintigraphie
- SPECT (gamma-strahlender Tracer, z.B. Technetium-99m, dreidimensionale/tomographische Messung mit Gammakamera)
- häufig SPECT-CT (Kombination von funktioneller und morphologischer Bildgebung)
- PET (beta-plus-strahlender Tracer, z.B. Fluor-18-Desoxyglukose, Positron erzeugt bei Zusammenstoß mit einem Elekron im Gewebe 2 Photonen, die von Gammakamera erfasst werden)
- häufig PET-CT (Kombination von funktioneller und morphologischer Bildgebung)
- Strahlentherapie
- Teletherapie: Tumorbestrahlung mit Linearbeschleuniger (bei Krebspatienten)
- Brachytherapie: Tumorbestrahlung aus unmittelbarer Nähe (bei Krebspatienten)
- Radionuklidtherapie (z.B. 131-Iod-Therapie bei Schilddrüsenkrebs, Fachgebiet: Nuklearmedizin)