atw - International Journal for Nuclear Power | 11/12.2019

More documents

Info

atw Vol. 64 (2019) | Issue 11/12 ı November/December Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT 550 SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH 50 YEARS AMNT Am 7. und 8. Mai 2019 begingen wir das 50. Jubiläum unserer Jahrestagung Kerntechnik. Zu diesem Anlass öffnen wir unser atw-Archiv für Sie und präsentieren Ihnen in jeder Ausgabe einen historischen Beitrag. Überarbeitete Fassung eines Vortrags gehalten am 14. Mai 2002 auf der Jahrestagung Kerntechnik 2002, Stuttgart, 14.-16.5.2002 Schutz von Mensch und Umwelt – Nukleare Anwendungen außerhalb des Energiesektors P.P. De Regge, Wien 1 Einleitung Nukleare Technologien liefern immer mehr bedeutende Beiträge zum Schutz des Menschen und seiner Umwelt sowie zur Verbesserung der Lebensstandards. Die Internationale Atomenergie Organisation (IAEO) ist durch die Vereinten Nationen (UN) per Statut beauftragt, solche nuklearen Technologien zu entwickeln, zu fördern und deren Einsatz zu unterstützen. Sie erreicht dies durch Veröffentlichung von Informationen, Ausbildung, Zulieferung von Ausrüstung, Dienstleistungen und Erstellung von Sicherheitsnormen. In diesem Beitrag wird diese Rolle der IAEO erläutert und es wird weiter der heutige Stand der nuklearen Anwendungen in folgenden Bereichen dargestellt: p Nuklearmedizin und Gesundheitspflege p Veterinärmedizin und Viehzucht p Bodenkultivierung und Düngemittel p Wasserversorgung und Umweltschutz p Anbau von Kulturpflanzen p Schädlingsbekämpfung p sonstige Anwendungen, wie Landminenräumung und Schutz des kulturellen Erbes 2 Rolle der Internationalen Atomenergie Organisation Die Ziele der IAEO hinsichtlich der Anwendung von nuklearen Technologien sind ein Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung und zum Umweltschutz in den Bereichen medizinische Versorgung, Ernährung, Landwirtschaft und Industrie sowie Versorgung mit Wasser. Die Aktivitäten der IAEO in diesen Bereichen haben Grundbedürfnisse der Menschheit im Fokus. Nukleare Technologien sollen dabei wesentlichere und konkurrenzfähigere Vorteile bieten als vergleichbare andere Technologien. Entsprechende nukleare Technologien und Anwendungen werden im Rahmen von koordinierten, angewandten Forschungsprojekten entwickelt. Dazu werden über mehrere Jahre Beiträge von potenziellen Anwendern aus Industriestaaten und Entwicklungsländern koordiniert. Bereits einsetzbare Technologien werden verfügbar gemacht und interessierten Ländern bereit gestellt; über technischer Kooperationsprojekte wird die technische Ausrüstung beschafft und es wird für eine entsprechende notwendige Ausbildung zum Betrieb von Analgen und Einsatz von Technologien gesorgt. Im derzeitigen Gesamtbild der weltweiten Entwicklung erkennt man folgende wichtige Problemfelder: p Die Weltbevölkerung hat fast 6 Milliarden Menschen erreicht und wächst pro Jahr um rund 80 Millionen an – dies entspricht etwa der deutschen Gesamtbevölkerung. p Fast eine Milliarde Menschen sind chronisch unterernährt und es fehlt ihnen zudem an einer zuver lässigen Wasserversorgung. p Sechs Millionen Kinder in der Dritten Welt sterben jedes Jahr aufgrund Mangelernährung; ebenso viele Erwachsene sterben in den Industriestaaten jährlich an Krebs. Weitere Millionen sind erkrankt oder sterben an bakteriellen oder von Viren verursachten Infektionen und Krankheiten. Zum Beispiel streben allein an den Folgen der Malaria weltweit mehr als 2 Millionen Menschen pro Jahr. Viele heutige Aktivitäten des Menschen verschmutzen und verändern die Umwelt und sind auf längere Sicht nicht tragbar. Die von der IAEO entwickelten und unterstützten nuklearen Anwendungen außerhalb des Energiesektors haben daher auch p die Verbesserung der Ernährungssituation und Wasserversorgung, p die Verbesserung des Gesundheitsschutzes sowie p den Schutz der Umwelt durch Analyse, Vorbeugung und Sanierung belasteter Bereiche zum Ziel. Trends der IAEO-Unterstützung von Projekten im Rahmen der technischen Kooperation sind in Tabelle 1 dargestellt. 3 Gesundheitsvorsorge Die meist verbreiteten diagnostischen Anwendungen von ionisierender Strahlung und nuklearer Technologie sind die Röntgendiagnose sowie die Diagnostik mit radioaktiven biologischen Indikatoren in der Nuklearmedizin. Die therapeutische Anwendung ist die Strahlungsonkologie, bei der mit einer wirksamen Strahlungsdosis an bestimmten krebsgefährdeten Stellen des Körpers mittels einer externen Strahlungsquelle (Teletherapie) oder mittels einer implantierten Strahlungsquelle (Brachytherapie) gearbeitet wird. Auch offene Strahlungsquellen, wie radioaktive Substanzen zur Behandlung von Schilddrüsenkrebs, werden manchmal verwendet. Neue Anwendungen von radioaktiven Substanzen werden erforscht und entwickelt. Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT Protection of Man and Environment – Nuclear Usage Outside of Energy Sector ı P.P. De Regge, Wien
atw Vol. 64 (2019) | Issue 11/12 ı November/December Projekte Eine revolutionäre Entwicklung der diagnostischen Radiologie war die Computertomografie, die genaue Schnittbilder von bestimmten Körperregionen in allen anatomischen und funktionellen Einzelheiten darstellt. Die Nuklearmedizin verwendet Radioisotope in über Hundert standardisierten Methoden für diagnostische, therapeutische und Forschungszwecke in den Bereichen Onkologie, Endokrinologie, Kardiologie, Neurologie und Nephrologie. Industriestaaten haben derzeit etwa 20 Gammakameras pro einer Million Einwohner zur Verfügung, während in Entwicklungsländern nur eine pro eine Million Einwohnern verfügbar ist, und dies nur in den größeren Metropolen. Molekulare Nuklearmedizin ist ein neuer Anwendungsbereich. Erkrankungen werden auf zellulären oder gene tischem Niveau untersucht und identifiziert. Polymerase Kettenreaktionen bilden extrem empfindliche Diagnosetechniken für epidemische Infektionen, Krebs oder weiterer Symptome und sind z. B. von der US Food and Drug Administration als in vitro Tests genehmigt worden. Radioimmunoassay ist eine der wichtigsten Komponenten der in vitro Diagnosetechniken für die Quan tifizierung von Proteinänderungen oder anderer erkrankungsbedingter Metabolismusprodukte. Ein Zuwachs des Weltumsatzes für diese in vitro Diagnosetechniken von 20 Milliarden Dollar im Jahr 1999 auf bis zu 26 Milliarden Dollar im Jahr 2004 wird prognostiziert und spiegelt die Bedeutung dieser Diagnosemöglichkeit wieder. Die Anzahl von Krebserkrankungen, eine der häufigsten Todesursachen in den Industriestaaten, nimmt auch aufgrund der steigenden Lebenserwartung in den Ländern der Dritten Welt ständig zu. Von etwa 10 Millionen neuen Krebsfällen im Jahr 2000 entfällt jeweils die Hälfte auf Industriestaaten und auf Entwicklungsländer. Es wird erwartet, dass 10 Millionen von 15 Millionen neuer Jahr 1980 1985 1990 1995 2000 Kernenergie 26 10 10 5 5 Gesundheitsvorsorge 11 11 11 16 23 Physik und Chemie 25 25 20 15 10 Hydrologie 2 3 5 6 11 Landwirtschaft und Ernährung 24 25 22 24 18 Industrie 5 12 12 8 8 Strahlenschutz 6 12 17 24 20 Abfallverarbeitung 1 2 3 2 5 | Tab. 1. IAEO Unterstützung von Projekten im Rahmen der Technischen Kooperation (Prozent der Gesamtfinanzierung) | Teletherapie. Krebsfälle im Jahr 2015 in Ländern der Dritten Welt auftreten werden. Fünfzig Prozent der Krebspatienten werden mittels Radiotherapie behandelt, mit einer Überlebenschance von ungefähr 45%. Am meisten wird noch Teletherapie verwendet, jetzt mit Präzisionsbestrahlung von komplexen und unregelmäßigen Tumorformen. Für Brachytherapie mittels implantierter Strahlungsquellen werden derzeit Caesium- 137 und Iridium-192 anstelle von Radium-226 verwendet. Die IAEO, zusammen mit der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organisation, WHO), verwaltet eine Datenbank von Spitälern und Kliniken, in denen Radio therapie zur Anwendung kommt. Länder der Dritten Welt mit 85 % der Bevölkerung verfügen über ein Drittel der Radiotherapieinstallationen, etwa 2200 Teletherapie geräte mit Kobalt-60 Quellen und 850 Brachytherapie geräten allerdings nur einem Fünftel der Elektronen beschleuniger. Mit jedem Gerät können 600 Patienten pro Jahr behandelt werden oder insgesamt nur 1,9 Millionen von 2,5 Millionen Patienten in diesen Ländern. Mehr als 5000 zusätzliche Radiotherapiegeräte werden daher bis zum Jahr 2015 gebraucht werden. Am Rande sei erwähnt, dass die IAEO und die WHO jährlich die ordnungsgemäße Anwendung sowie die eingesetzte Strahlungsdosis von etwa 600 dieser Geräte in der Dritten Welt überprüfen. Nukleare Diagnose- und Forschungtechniken auf Basis stabiler oder radioaktiver Isotope werden auch zu Maßnahmen auf dem Ernährungssektor verwendet, insbesondere zum Nachweisen von Vitamin-, Spuren element- und Mikronährstoffmangel. Diese sind mit Ursache für Anämie, Beeinträchtigungen des Sehver mögens, Wachstum und geistige Entwicklung. Differen tielle Röntgenabsorp tiometrie wird derzeit auch als nicht intrusive Methode zur Knochendichtemessungen verwendet. 4 Landwirtschaft Nukleare Technologien werden in der Landwirtschaft zur Verbesserung und zum Schutz von Nahrungsmitteln verwendet sowie zur Optimierung der Viehzucht und Vorbeugung gegen Seuchen und zur Bekämpfung von Schädlingen. Biodiversität ist entstanden durch zufällige Mutationen, induziert durch kosmische und natürliche Strahlung und auch durch Transkriptionsfehler im Erbgut. Durch Anwendung von Strahlung kann deshalb die Mutationsfrequenz erhöht und beschleunigt werden und man kann in kurzer Zeit eine große Anzahl von neuen Pflanzenvarianten bilden. Die meisten erzeugten Mutationen sind nicht weiter lebensfähig oder sogar schlechter überlebensfähig als die ursprüngliche Pflanze, aber einige sind unter Umständen besser angepasst und werden daher weiter gezüchtet. Einige Beispiele werden 551 SPECIAL TOPIC | A JOURNEY THROUGH 50 YEARS AMNT Special Topic | A Journey Through 50 Years AMNT Protection of Man and Environment – Nuclear Usage Outside of Energy Sector ı P.P. De Regge, Wien
Page 1 and 2: nucmag.com 2019 11/12 Performance S
Page 3 and 4: atw Vol. 64 (2019) | Issue 11/12 ı
Page 45: atw Vol. 64 (2019) | Issue 11/12 ı
Page 59 and 60: Kommunikation und Training für Ker

atw - International Journal for Nuclear Power | 11/12.2019

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?