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Strahlen und Gesundheit: Nutzen und Risiken

Strahlen und Gesundheit: Nutzen und Risiken

Jürgen Kiefer

ISBN: 978-3-527-64842-9

Sep 2012

314 pages

$24.99

Vorwort XV

Farbtafel XIX

1 Die Welt der Strahlen und Wellen 1

1.1 Einführung 1

1.2 Elektromagnetische Wellenstrahlung 3

1.3 Radioaktivität 10

1.3.1 Teilchenstrahlen 10

1.3.2 Gammastrahlung 15

1.4 Ultraschall 16

2 Ein Blick in die Biologie 19

2.1 Grundsätzliches 19

2.2 Zellen 20

2.3 Organe und Gewebe 25

2.4 Tumoren 27

3 Wenn Strahlung auf den Körper trifft … 31

3.1 Eindringvermögen 31

3.2 Wechselwirkungsprozesse 32

3.2.1 Ionisierende Strahlen 32

3.2.2 Optische Strahlung 35

3.2.3 Terahertzstrahlung 35

3.2.4 Hochfrequenz- und Mikrowellen 36

3.2.5 Elektromagnetische Wellen niedriger Frequenz (ELF) 36

3.2.6 Ultraschall 36

3.3 Expositionsmaße und ihre Einheiten 37

3.3.1 Ionisierende Strahlen 37

3.3.1.1 Dosisbegriffe und Messgrößen 37

3.3.1.2 Radioaktivität 38

3.3.2 Optische Strahlung 39

3.3.3 Terahertzstrahlung 39

3.3.4 Hochfrequenz- und Mikrowellen 39

3.3.5 Elektromagnetische Wellen niedriger Frequenz (ELF) 40

3.3.6 Ultraschall 40

3.3.7 Übersicht über Messgrößen 40

4 Der Blick in das Innere: Strahlendiagnostik 43

4.1 Einleitende Vorbemerkungen 43

4.2 Röntgendiagnostik 44

4.2.1 „Klassische“ Röntgendiagnostik 44

4.2.2 Röntgen-Computertomographie 49

4.3 Nuklearmedizin 51

4.3.1 Funktionelle Untersuchungen, Szintigraphie 51

4.3.2 Positronen-Emissions-Tomographie (PET) 53

4.4 Magnetresonanztomographie (MRT) 55

4.5 Ultraschalldiagnostik (Sonographie) 58

5 Strahlenrisiken 61

5.1 Vorbemerkungen 61

5.2 Übersicht 61

5.3 Frühschäden 63

5.3.1 Veränderungen der Organfunktion 63

5.3.2 Akutes Strahlensyndrom 65

5.3.3 Fertilitätsstörungen 68

5.3.4 Augenkatarakte 68

5.3.5 Schwellendosen 69

5.4 Spätwirkungen 69

5.4.1 Das genetische Risiko 69

5.4.2 Krebs durch Strahlen oder das wissenschaftliche Erbe von Hiroshima 71

5.4.3 Herz-Kreislauf-Erkrankungen 81

5.5 Strahlen und das Ungeborene 81

6 Die gar nicht immer liebe Sonne … 85

6.1 Vorbemerkungen 85

6.2 Ultraviolette Strahlen 86

6.2.1 Akute Wirkungen 86

6.2.1.1 Haut 86

6.2.1.2 Auge 92

6.2.2 Spätwirkungen, Hautkrebs 93

6.2.3 Solarien und Sonnenstudios – einige Anmerkungen 97

6.3 Sichtbare Strahlung 99

6.4 Infrarot, Terahertzwellen 100

6.5 Laser 101

7 Handys, Mikrowellenherde und Strommasten 103

7.1 Einleitung und Übersicht 103

7.2 Hochfrequenzfelder 103

7.2.1 Gefahren durch Radar? 104

7.2.2 Leukämie im Umkreis von Radio- und Fernsehsendern? 106

7.2.3 Mobilfunkkommunikation 106

7.2.3.1 Vorbemerkung 106

7.2.3.2 Die Frage des Krebsrisikos 107

7.2.3.3 Andere gesundheitliche Einflüsse 113

7.2.3.4 Abschlussbemerkung 115

7.2.4 Mikrowellenherde 116

7.3 Masten und Stromversorgungsleitungen 116

8 Heilen mit und durch Strahlen 121

8.1 Einleitung 121

8.2 Ionisierende Strahlen 122

8.2.1 Tumortherapie 122

8.2.1.1 Teletherapie 122

8.2.1.2 Brachytherapie 126

8.2.1.3 Radionuklidtherapie 127

8.2.1.4 Schlussbemerkung: Angst vor der Strahlentherapie? 128

8.2.2 Nicht-Krebs-Erkrankungen 129

8.3 Ultraviolette und sichtbare Strahlung 131

8.4 Hochfrequente Felder 133

9 Strahlen und Lebensmittel 135

9.1 Einleitung 135

9.2 Radioaktivität in Lebensmitteln 135

9.3 Lebensmittelbestrahlung 140

9.4 Und die Mikrowelle in der Küche? 142

10 Strahlen in unserer Umwelt 145

10.1 Übersicht 145

10.2 Umweltstrahlung und ihre Bedeutung 146

10.2.1 Natürliche Strahlenquellen 146

10.2.2 Innere Exposition durch Ingestion und Inhalation 151

10.3 Zivilisatorische Einflüsse 155

10.3.1 Medizinische Expositionen 155

10.3.2 Andere zivilisatorische Strahlenquellen 158

10.3.2.1 Nutzung der Kernenergie 158

10.3.2.2 Technische und „alltägliche“ Anwendungen 162

10.4 „Esoterische“ Strahlenquellen – von Erdstrahlen, Wünschelruten & Co. 163

11 Erzeugung und Wechselwirkungen von Strahlung – etwas detaillierter 167

11.1 Ionisierende Strahlen 167

11.1.1 Photonenstrahlen 167

11.1.2 Übertragung der Energie – mikroskopisch und makroskopisch 172

11.2 Optische Strahlungen 175

12 Strahlenwirkungen in der Zelle – etwas näher betrachtet 179

12.1 Übersicht 179

12.2 Initiale DNA-Veränderungen 181

12.3 Strahleninduzierte Veränderungen der Chromosomen 183

12.4 Zelluläre Endpunkte: Teilungsfähigkeit, Mutationen, Transformationen 187

12.5 Modifikationen der Strahlenwirkung 191

12.5.1 Vorbemerkung 191

12.5.2 Zeitliches Bestrahlungsmuster 191

12.5.3 Strahlenschutzsubstanzen und Sensibilisatoren 193

12.5.4 Reparaturprozesse 195

12.6 Abschließende Synopse 199

13 Strahlendosen und ihre Messung 201

13.1 Vorbemerkungen und Übersicht 201

13.2 Kalorimetrie 203

13.3 Elektrische Verfahren 204

13.3.1 Ionisationskammer 204

13.3.2 Geigerzähler 206

13.3.3 Stabdosimeter 207

13.4 Optische Verfahren 208

13.4.1 Szintillationszähler 208

13.4.2 Thermolumineszenzdosimetrie 210

13.4.3 Glasdosimeter, Speicherfolien 211

13.4.4 Festkörperdetektoren in der Röntgendiagnostik 212

13.5 Chemische Verfahren 213

13.6 Biodosimetrie 214

14 Die Epidemiologie und ihre Fallstricke 217

14.1 Vorbemerkungen 217

14.2 Studientypen 222

14.2.1 Ökologische Studien 222

14.2.2 Kohortenstudien 222

14.2.3 Fall-Kontroll-Studien 223

14.3 Fallstricke der Epidemiologie – die Bradford-Hill-Kriterien 224

15 Das System des Strahlenschutzes 227

15.1 Übersicht 227

15.2 Ionisierende Strahlen 228

15.2.1 Grundlegende Verfahren und Prinzipien 228

15.2.2 Strahlenschutzbestimmungen in Deutschland 233

15.3 Nicht ionisierende Strahlen 238

15.3.1 Vorbemerkungen 238

15.3.2 Regelungen in Deutschland 240

16 Strahlenzwischenfälle 243

16.1 Übersicht 243

16.2 Nicht nukleare Ereignisse 245

16.3 Nukleare Zwischenfälle 248

16.3.1 Kernwaffenproduktion 248

16.3.2 Kernenergie 248

16.3.2.1 Vinca, Jugoslawien 248

16.3.2.2 Three Mile Island, Harrisburg USA 249

16.3.2.3 Tschernobyl 249

16.3.2.4 Tokai-Mura 253

16.3.2.5 Fukushima 253

16.4 Schlussbemerkung 257

Literatur 259

Weiterführende Literatur 266

Epilog 267

Glossar 269

Sachregister 277