Zerstörung und Verwüstung

Der Mensch hat keinen Sinn, um radioaktive Strahlung wahrzunehmen. Trotzdem oder gerade deshalb ist Radioaktivität eine tödliche Gefahr, denn sie kann in biologischen Materialien verheerende Schäden anrichten.

Eine für lebendes Gewebe besonders verhängnisvolle Eigenschaft radioaktiver Strahlung ist ihre ionisierende Wirkung. Das bedeutet, dass die Strahlung beim Durchtritt durch Materie aufgrund ihres hohen Energiegehalts in der Lage ist, Elektronen aus der Elektronenhülle anderer Moleküle herauszuschlagen, sie zu ionisieren. Dabei entstehen positiv geladene Ionen.

Die herausgeschlagenen Elektronen können ihrerseits weitere Ionisierungen verursachen und potenzieren damit die Wirkung. Mit der Zeit verlieren sie allerdings Energie und werden langsam genug, um von Molekülen absorbiert zu werden. Dieser Vorgang führt zu negativ geladenen Ionen. Da auch diese geladenen Moleküle sehr reaktionsfreudig sind, können diese wiederum mit anderen Molekülen reagieren.

DNA © DOE

In einer menschlichen Zelle kann ionisierende Strahlung vielfältige Schäden anrichten. Das wichtigste Molekül im Zellkern, das die Erbinformationen trägt, die DNA, kann durch Ionisation und radioaktives Strahlenbombardement regelrecht in Stücke geschlagen werden. Es entstehen Einzel- und Doppelstrangbrüche, ganze Chromosomen, die Träger der DNA, können auseinander brechen und manchmal werden auch abgespaltene Chromosomenenden ausgetauscht. Auf diese Weise gelangen DNA-Abschnitte an die verkehrte Stelle. Biologen nennen diesen Vorgang Transposition. Defekte an der DNA führen zu Mutationen, die sich als Erbschäden auf zukünftige Generationen auswirken können.

Es gibt aber auch kurzfristigere Folgeerscheinungen, wenn ein Mensch radioaktiver Strahlung ausgesetzt ist. Der Hauptbestandteil von Zellen ist nicht die DNA, sondern Wasser. Auch diese sehr kleinen Moleküle werden durch Radioaktivität ionisiert. Wasser-Ionen sind jedoch so instabil, dass sie in Radikale zerfallen. In der Chemie werden als Radikale Moleküle bezeichnet, die ein ungepaartes Elektron haben.

Diese besonderen Molekülformen sind äußerst reaktiv, sie greifen chemische Bindungen an und reagieren mit allem, was ihnen in die Quere kommt. Die entstandenen Radikale sind in der Lage, organische Moleküle in der Zelle zu zerstören. Diese Verwüstung innerhalb der kleinsten Einheiten unseres Körpers zieht schwerwiegende Stoffwechselstörungen nach sich. Das Resultat sind mehr oder weniger kurzfristige Folgeerscheinungen wie Haarausfall, Blutungen oder Störungen des zentralen Nervensystems – die Symptome der aktuen Strahlenkrankheit.

Sind jedoch von den Beschädigungen die Erbmoleküle oder die komplizierten Steuerungsmechanismen der Zellteilung betroffen, dann sind die Folgen noch viel gravierender. Zellen, deren Teilungsapparat beschädigt ist, entarten und fangen oft an, sich unkontrolliert zu teilen. In diesen Fällen kann die radioaktive Strahlung eine Krebserkrankung auslösen, ein Grund warum diese besondere Art der Strahlung so gefährlich ist.

Die Schäden, die von radioaktiver Strahlung hervorgerufen werden, hängen auch von der Art der Strahlen ab. Alphateilchen können schon durch ein Blatt Papier absorbiert werden, sie dringen kaum in den Körper ein, haben jedoch ein beträchtliches Ionisierungspotential. Selbst die energiereichen Betastrahlen, die in Luft bis zu 8,50 Meter zurücklegen können, vermögen nicht besonders tief in Gewebe einzudringen. In dieser Beziehung sind die Gammastrahlen am gefährlichsten, sie werden von Luft so gut wie nicht absorbiert und dringen am weitesten in biologisches Material ein, wo sie noch tief im Körper Schäden anrichten können.

Stand: 27.02.2003