Nukleartechnik: Eine Technologie mit vielfältigen Anwendungen

Radioaktive Stoffe und energiereiche Strahlung gibt es nicht nur in Kernkraftwerken. Im Hintergrund begleiten sie uns in zahlreichen alltäglichen Anwendungen: Sie sind unentbehrliche Helfer in der Medizin, bei den Kontrollen an Flughäfen, beim Herstellen umweltfreundlicher Materialien, beim Aufspüren von Umweltgiften oder bei den Qualitätskontrollen in der Industrie.

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Nukleartechnik: ein vielseitiges Werkzeug im alltäglichen Einsatz für unsere Gesundheit und Sicherheit – aber auch ein unentbehrliches Instrument in Forschung und Industrie. Bild: CanStockPhoto

Oft wenig beachtet von der Öffentlichkeit hat die Nukleartechnik in den letzten Jahrzehnten in Medizin, Sicherheitstechnik, Industrie und Forschung eine immer grössere Verbreitung gefunden. Am häufigsten kommen radioaktive Atome oder Elektronenröhren (Röntgenröhren) zum Einsatz. Fünf natürliche Eigenschaften machen die von ihnen ausgehende energiereiche, „ionisierende“ Strahlung zu vielseitigen Werkzeugen:

  • Sie ist einfach und gut zu messen.
  • Sie dringt durch Materie und macht das Innerste sichtbar.
  • Sie bringt Energie gezielt ins Innere von Materialien, sodass diese die gewünschten Eigenschaften erhalten.
  • Durch sie wird der bestrahlte Körper nicht selbst radioaktiv.
  • Radioaktive Stoffe zerfallen mit der Zeit – sie tragen eine innere Uhr.

Breite Anwendung

Radioaktive Stoffe und die Röntgenstrahlung werden heute in grosser Vielfalt genutzt:

  • Gesundheit: Die moderne Medizin ist ohne die Nutzung von Röntgenstrahlung und Radioisotopen undenkbar.
  • Sicherheit: Energiereiche Strahlen sterilisieren Arzneien und Verpackungen und helfen bei Grenz- und Gepäckkontrollen.
  • Forschung: Radioaktive Markierstoffe vermehren das Wissen über unsere Umwelt und helfen beim Entwickeln umweltschonender Technologien und Produkte.
  • Industrie: Nukleare Techniken überwachen Produktionsabläufe, helfen bei der Qualitätskontrolle und entdecken Materialfehler.

Die Breite der Anwendungsmöglichkeiten zeigt sich an der grossen Zahl der direkt mit der Nukleartechnik verbundenen Arbeitsplätze: Im Jahr 2017 waren in der Schweiz nach Zählung des Bundesamtes für Gesundheit (BAG) rund 98’000 Personen beruflich strahlenexponiert. Das sind über 30% mehr als zehn Jahre zuvor. Drei Viertel dieser Menschen arbeiteten im medizinischen Bereich.

Schau dir auch die Galerie Nukleartechnik im Dienst von Sicherheit und Gesundheit an. Zwei weitere Beispiele findest du unten.

Schokolade mit Haselnüssen

Produkte mit Haselnüssen dürfen keine Schalenreste enthalten. Bild: CanStockPhoto

Fremdkörper in Lebensmitteln

Die Röntgentechnik ist heute eine wichtige Technologie bei der Qualitätskontrolle von Lebensmitteln geworden. Stark am Zunehmen ist ihr Einsatz bei der sogenannten Fremdkörperkontrolle. Eine typische Anwendung in der Schweiz ist beispielsweise die Kontrolle industriell hergestellter Haselnuss-Schokolade auf Reste von Nussschalen. Aber auch Joghurts, Müesli, Instantsuppen und Fertiggerichte werden so auf unerwünschte Fremdstoffe kontrolliert.

Im Vergleich zum Sterilisieren sind die eingesetzten Strahlendosen hier sehr viel geringer. Zudem können dank Röntgentechnik nicht nur Metallsplitter entdeckt werden, sondern auch Glas, Steine, Gummiteile, Kunststoffe oder eben auch Nuss- und Muschelschalen.

Löcher im Emmentaler und Fischgräten

Den Anwendungen dieser Technik sind kaum Grenzen gesetzt. So entdecken Röntgenstrahlen in isländischen Fischfabriken kleinste Gräte in den Filets, die mit einem feinen Wasserstrahl automatisch entfernt werden. In der Schweiz werden mit Röntgenstrahlen sogar die Löcher im Emmentaler Käse ausgemessen – um den optimalen Ort zu berechnen, an dem der Käselaib geschnitten werden muss, damit die Einzelstücke möglichst genau das gewünschte Gewicht haben. Dadurch reduziert sich der Ausschuss.

Mit dem gleichen Ziel werden in der Lebensmittelindustrie mit Röntgenstrahlen Füllstände gemessen – etwa in Joghurtbechern oder Getränkeflaschen. Ein wichtiger Vorteil ist, dass diese Messungen am laufenden Fliessband vorgenommen werden können und das Produkt dabei nicht berührt wird. So können auch unverpackte Lebensmittel kontrolliert werden.

Plastikmüll am Strand

Die vermehrte Verwendung von bioabbaubaren Kunststoffen würde das weltweite Müllproblem verringern. Bild: CanStockPhoto

Bioabbaubare Kunststoffe

Plastikabfälle, sofern sie nicht sachgerecht rezykliert oder entsorgt werden, landen oft in den Ozeanen. Dieses für Mensch und Tier bedrohliche Problem lässt sich entschärfen, wenn an Stelle von herkömmlichem Plastik vermehrt Kunststoffe eingesetzt werden, die in der Natur von Mikroorganismen abgebaut, d.h. auf natürliche Weise rezykliert werden können.

Solche bioabbaubaren Kunststoffe lassen sich durch das Bestrahlen bestimmter Rückstände von Pflanzen und Tieren gewinnen. So unterstützt beispielsweise die Internationale Atomenergie-Organisation (IAEO) in Wien seit 30 Jahren weltweit Bemühungen, herkömmlichen Plastik durch natürliche Stoffe zu ersetzen, die sich aus den Schalen von Crevetten gewinnen lassen.

Billig und überall herstellbar

Durch das Bestrahlen werden die komplexen Moleküle (Polymere) aufgebrochen, aus denen Pflanzen und Schalen von Tieren aufgebaut sind, ohne dass diese radioaktiv werden. Dabei entsteht ein Pulver, aus dem anschliessend transparente Folien und weitere Kunststoffe hergestellt werden, die nach Gebrauch und Entsorgung in der Umwelt wieder zerfallen. Dank des Einsatzes der Nukleartechnik kann auf chemische Methoden verzichtet werden.

Der Rohstoff für diesen Prozess findet sich überall – in den Schalen von Crevetten und Krebsen, im Seetang wie auch in Zellulose oder Stärke. Er ist billig, überall zu beschaffen, erneuerbar und biologisch abbaubar. Produkte aus bestrahlten Polymeren können vielseitig eingesetzt werden, vom Verpacken von Lebensmitteln über die Behandlung von Sonnenbrand bis zum Ersatzstoff für giftige Fungizide in der Landwirtschaft.

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