Medizinische Isotope

Radioaktivität als Heilmittel

Die Welt der Atome, Kerne und Teilchen steht im Ruf, sich völlig des anschaulichen Verständnisses zu entziehen, da sie weit unterhalb aller Größen liegt, die Menschen mit ihren Sinnesorganen wahrnehmen können. Nach Goethe hätte dies übrigens streng genommen bedeutet, dass es keine Teilchen gibt, oder zumindest, dass deren Physik zu unserem Naturverständnis nicht beizutragen vermag, da für Goethe jegliches wissenswerte Wissen nur durch Beobachtung mit bloßem Auge gewonnen werden konnte.

Doch Astronauten träumen von Glühwürmchen: Ein einzelnes energiereiches Ion aus den Tiefen des Kosmos erzeugt eine wahrnehmbar glühende Lichtspur auf der Retina eines Menschen. Eine mit wenigen Handgriffen herstellbare Nebelkammer zeigt die Flugbahnen einzelner Partikel als flüchtigen Kondensstreifen von Dunst.

Was sie in den Augen mancher unheimlich erscheinen lässt, macht die Radioaktivität zu einem äußerst mächtigen Werkzeug: Sie ist, aufgrund der hohen Energie der involvierten Teilchen, extrem präzise messbar. Einzelne Kernzerfälle können registriert werden. Dies erlaubt es, mit ihrer Hilfe auch den menschlichen Körper genau zu untersuchen.

In der Nuklearmedizin werden radioaktive Isotope in Moleküle eingebracht, die sich an der gewünschten Stelle im Körper ansammeln. Hierdurch lassen sich u.a. Knochenbrüche, Karzinome, Herz- und Hirnerkrankungen exakt lokalisieren und, mittels SPECT (Single photon emission computed tomography) sogar dreidimensional abbilden.

Natürlich bedingt diese Untersuchungsmethode eine gewisse Strahlenbelastung für den Patienten. Die Dosen sind jedoch so gering (den es genügen eben kleinste Mengen an Radiotracer, um die Messungen durchzuführen!), dass es nur zu einer sehr geringfügigen Erhöhung des Krebsrisikos kommt.

Der verbreitetste und vielseitigst einsetzbare Tracer ist Technetium 99m, ein schwacher Gammastrahler. Er entsteht als Zerfallsprodukt aus Molybdän 99, das sich mit einer Halbwertszeit von drei Tagen in ihn umwandelt. Zur Zeit wird Molybdän 99 mit beträchtlichem Aufwand in Forschungsreaktoren durch Bestrahlung von hochangereichertem Uran hergestellt: hierbei kann es durchaus zu Versorgungsengpässen kommen, wie die weltweite Molybdänrkrise 2009/10 zeigte. Kraftwerke sind nicht zur Produktion geeignet: Wegen der kurzen Halbwertszeit müsste der Brennstoff ständig ausgetauscht und das Molybdän herausgefiltert werden — das wäre viel zu teuer und umständlich. Ein Reaktor, bei dem der Brennstoff in flüssiger Form vorliegt und die Spaltprodukte ständig in laufendem Betrieb abgeschieden werden, wäre viel geeigneter…!

Molybdän 99 aus dem DFR

Ein einziger DFR (3000 MW thermisch) produziert jährlich rund 300 g, entsprechend dem Weltbedarf in nur einem Tag(!). Die PPU liefert das begehrte Nuklid sortenrein: Zusammen mit Edelmetall-Spaltprodukten setzt es sich an den Oberflächen der Argonblasen ab, die vor der thermischen Destillation durch die Flüssigkeit getrieben werden. Aus diesem chemisch inerten Metallgemisch kann es leicht herausgelöst werden. Die Technetiumgeneratoren können im Kraftwerk selbst hergestellt werden — eine massive Vereinfachung der Versorgungskette.

Extreme Verringerung der Kosten wird die Folge sein! Dies sollte eine Flut neuer Anwendungen hervorbringen, in der Medizintechnik, aber auch anderen Bereichen.