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Ganzkörperzähler englisch whole body counter dienen zur Bestimmung von Aktivität und Verteilung von gammastrahlenden Nuk

Ganzkörperzähler

Ganzkörperzähler (englisch whole-body counter) dienen zur Bestimmung von Aktivität und Verteilung von gammastrahlenden Nukliden im lebenden Körper (In-vivo-Bestimmung). Das zugrundeliegende Messprinzip ist die Gammaspektrometrie.

Ganzkörperzähler für Schnellmessungen im Stehen mit darin aufgebautem Kalibrierphantom
Ganzkörperzähler des deutschen Bundesamts für Strahlenschutz in Neuherberg für Messungen auch kleiner Körperaktivität

Zweck Bearbeiten

Ganzkörperzähler dienen im Strahlenschutz zum Nachweis der Aufnahme (Inkorporation) von Radionukliden bei Menschen, die mit offenen radioaktiven Stoffen umgehen und eventuell durch die Nahrung, durch das Einatmen von Stäuben und Gasen oder über offene Wunden kontaminiert sind. Ganzkörperzähler sind für Radionuklide geeignet, die Photonenstrahlung (Röntgen- und Gammastrahlung) emittieren. Sie werden außerdem experimentell für den Nachweis von Radionukliden, die hochenergetische Betastrahlung oder Neutronenstrahlung emittieren und über im Körper sekundär entstehende Röntgen- und Gammastrahlung gemessen werden, eingesetzt.

Oberflächlich am Körper anhaftende Gammastrahler werden dabei zwangsläufig mitgemessen, so dass die Suche nach aufgenommenen Nukliden erst beginnen kann, wenn vor und nach einer Reinigung die gleiche Aktivität gemessen wird, was ggf. mehrere Reinigungen hintereinander erfordert. Erst danach kann diese verbliebene Aktivität allein den inkorporierten Strahlern zugeschrieben werden.

Für den Einsatz in schwer zugänglichen Gebieten werden Ganzkörperzähler auch in entsprechende Messfahrzeuge eingebaut.

Grundlage der Messungen Bearbeiten

Messungen mit dieser Methode sind nur möglich, wenn Radionuklide aufgenommen wurden, die Gammastrahlung emittieren (α- und β-Strahler sind damit nicht messbar). Die Gammastrahlung wird mit mehreren großen, meist beweglichen Gammadetektoren gemessen, und zwar sowohl die Strahlenmenge als auch ihre Energieverteilung, die Rückschlüsse auf die jeweils inkorporierten Nuklide zulässt. Noch genauere Ergebnisse hierzu können Messungen in zeitlichen Abständen liefern, aus denen auch die Halbwertszeiten berechenbar sind, so dass sich aus Energieverteilung und zugehöriger Halbwertszeit die Art der inkorporierten radioaktiven Nuklide exakt bestimmen lässt. Körperbereiche mit intensiverer Strahlung lassen sich eingrenzen; das gestattet Rückschlüsse darauf, welche Organe betroffen sind.

Die Menge der Gammastrahlung wird anhand der Zählraten berechnet, die von den Gammadetektoren gemessen wird. Bei einer Messung werden in der Regel die Ergebnisse aller vorhandenen Detektoren zusammengezählt. Die Energieverteilung ergibt sich aus den aufgenommenen Spektren.

Ganzkörperzähler sind von Abschirmungen (z. B. aus Blei) umgeben, damit auch sehr niedrige Aktivitäten nachgewiesen werden können, die sonst von der terrestrischen Umgebungsstrahlung überdeckt würden. Die trotz der Abschirmung stets noch vorhandene restliche Hintergrundstrahlung muss gesondert festgestellt und vom Messergebnis abgezogen werden.

Ganzkörperzähler in Deutschland, Österreich und der Schweiz Bearbeiten

(Beispiele)

Quellen Bearbeiten

  1. Oliver Meisenberg, Werner Buchholz, Klaus Karcher, Patrick Woidy, Udo C. Gerstmann: Measuring the internal activity of the neutron emitter 252Cf in-vivo: Basics and potentials based on measurements in phantoms. Radiation Physics and Chemistry 176, 2020, Artikel 109087.
  2. Oliver Meisenberg: Virtual Igor: an analytical phantom for the simulation of the Saint Petersburg brick phantom in arbitrary layouts in MCNP. Radiation and Environmental Biophysics 60, 2021, Seite 681–684.
  3. H. Dederichs, J. Pillath, B. Heuel-Fabianek, P. Hill, R. Lennartz: Langzeitbeobachtung der Dosisbelastung der Bevölkerung in radioaktiv kontaminierten Gebieten Weißrusslands – Korma-Studie (= Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt. Band 31). Forschungszentrum Jülich, 2009, ISBN 978-3-89336-562-3 (hdl:2128/11363, Volltext als PDF-Datei, 105 MByte, bei fz-juelich.de).

Literatur Bearbeiten

  • T. Ishikawa: Performance of a whole-body counter with five high-purity germanium detectors. In: Applied Radiation and Isotopes. Band 64, März 2006, S. 386–389, doi:10.1016/j.apradiso.2005.09.004.
  • S. Kinase, H. Noguchi, T. Nakamura: Application of a Ge semi-conductor detector to whole-body counter. In: Radiation Protection Dosimetry. Band 105, 1. Juli 2003, S. 467–472, doi:10.1093/oxfordjournals.rpd.a006283.
  • S. Kinase, S. Takagi, H. Noguchi, K. Saito: Application of voxel phantoms and Monte Carlo method to whole-body counter calibration. In: Radiation Protection Dosimetry. Band 125, Nr. 1-4, Juli 2007, S. 189–193, doi:10.1093/rpd/ncm197.
  • G. H. Kramer, K. Capello: The StandFast whole body counter: efficiency as a function of BOMAB phantom size and energy modeled by MCNP5. In: Health Physics. Band 92, Nr. 3, 2007, S. 290–296, doi:10.1097/01.HP.0000246233.61967.3a.
  • H. Schicha, O. Schober: Nuklearmedizin: Basiswissen und klinische Anwendung. Schattauer Verlag, Stuttgart, New York 2007, ISBN 3-7945-2438-1, S. 68–69 (Mit Erläuterung zur Funktionsweise und Einsatzgebieten von Ganzkörperzählern).
  • M. Schläger: Precise modelling of coaxial germanium detectors in preparation for a mathematical calibration. In: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. Band 580, Nr. 1, 21. September 2007, S. 137–140, doi:10.1016/j.nima.2007.05.053 (Erläuterungen zur mathematischen Kalibrierung eines Ganzkörperzählers).

Weblinks Bearbeiten

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Ganzkorperzahler englisch whole body counter dienen zur Bestimmung von Aktivitat und Verteilung von gammastrahlenden Nukliden im lebenden Korper In vivo Bestimmung Das zugrundeliegende Messprinzip ist die Gammaspektrometrie Ganzkorperzahler fur Schnellmessungen im Stehen mit darin aufgebautem KalibrierphantomGanzkorperzahler des deutschen Bundesamts fur Strahlenschutz in Neuherberg fur Messungen auch kleiner Korperaktivitat Inhaltsverzeichnis 1 Zweck 2 Grundlage der Messungen 3 Ganzkorperzahler in Deutschland Osterreich und der Schweiz 4 Quellen 5 Literatur 6 WeblinksZweck BearbeitenGanzkorperzahler dienen im Strahlenschutz zum Nachweis der Aufnahme Inkorporation von Radionukliden bei Menschen die mit offenen radioaktiven Stoffen umgehen und eventuell durch die Nahrung durch das Einatmen von Stauben und Gasen oder uber offene Wunden kontaminiert sind Ganzkorperzahler sind fur Radionuklide geeignet die Photonenstrahlung Rontgen und Gammastrahlung emittieren Sie werden ausserdem experimentell fur den Nachweis von Radionukliden die hochenergetische Betastrahlung oder Neutronenstrahlung emittieren und uber im Korper sekundar entstehende Rontgen und Gammastrahlung gemessen werden eingesetzt 1 2 Oberflachlich am Korper anhaftende Gammastrahler werden dabei zwangslaufig mitgemessen so dass die Suche nach aufgenommenen Nukliden erst beginnen kann wenn vor und nach einer Reinigung die gleiche Aktivitat gemessen wird was ggf mehrere Reinigungen hintereinander erfordert Erst danach kann diese verbliebene Aktivitat allein den inkorporierten Strahlern zugeschrieben werden Fur den Einsatz in schwer zuganglichen Gebieten werden Ganzkorperzahler auch in entsprechende Messfahrzeuge eingebaut 3 Grundlage der Messungen BearbeitenMessungen mit dieser Methode sind nur moglich wenn Radionuklide aufgenommen wurden die Gammastrahlung emittieren a und b Strahler sind damit nicht messbar Die Gammastrahlung wird mit mehreren grossen meist beweglichen Gammadetektoren gemessen und zwar sowohl die Strahlenmenge als auch ihre Energieverteilung die Ruckschlusse auf die jeweils inkorporierten Nuklide zulasst Noch genauere Ergebnisse hierzu konnen Messungen in zeitlichen Abstanden liefern aus denen auch die Halbwertszeiten berechenbar sind so dass sich aus Energieverteilung und zugehoriger Halbwertszeit die Art der inkorporierten radioaktiven Nuklide exakt bestimmen lasst Korperbereiche mit intensiverer Strahlung lassen sich eingrenzen das gestattet Ruckschlusse darauf welche Organe betroffen sind Die Menge der Gammastrahlung wird anhand der Zahlraten berechnet die von den Gammadetektoren gemessen wird Bei einer Messung werden in der Regel die Ergebnisse aller vorhandenen Detektoren zusammengezahlt Die Energieverteilung ergibt sich aus den aufgenommenen Spektren Ganzkorperzahler sind von Abschirmungen z B aus Blei umgeben damit auch sehr niedrige Aktivitaten nachgewiesen werden konnen die sonst von der terrestrischen Umgebungsstrahlung uberdeckt wurden Die trotz der Abschirmung stets noch vorhandene restliche Hintergrundstrahlung muss gesondert festgestellt und vom Messergebnis abgezogen werden Ganzkorperzahler in Deutschland Osterreich und der Schweiz Bearbeiten Beispiele Bundesamt fur Strahlenschutz in Berlin Karlshorst und Neuherberg Landesinstitut fur Arbeitsgestaltung Nordrhein Westfalen Dusseldorf Forschungszentrum Julich Justus Liebig Universitat Giessen Universitatsklinikum Munster Medizinische Hochschule Hannover Universitat zu Koln Allgemeines Krankenhaus der Stadt Wien Seibersdorf Laboratories des Austrian Institute of Technology Seibersdorf International Atomic Energy Agency UNO City Wien exterritoriales Gebiet Universitatsspital Basel Universitat Lausanne Pedos AG Schweiz Schweizerische Unfallversicherungsanstalt SUVA Universitat Essen UKE Quellen Bearbeiten Oliver Meisenberg Werner Buchholz Klaus Karcher Patrick Woidy Udo C Gerstmann Measuring the internal activity of the neutron emitter 252Cf in vivo Basics and potentials based on measurements in phantoms Radiation Physics and Chemistry 176 2020 Artikel 109087 Oliver Meisenberg Virtual Igor an analytical phantom for the simulation of the Saint Petersburg brick phantom in arbitrary layouts in MCNP Radiation and Environmental Biophysics 60 2021 Seite 681 684 H Dederichs J Pillath B Heuel Fabianek P Hill R Lennartz Langzeitbeobachtung der Dosisbelastung der Bevolkerung in radioaktiv kontaminierten Gebieten Weissrusslands Korma Studie Schriften des Forschungszentrums Julich Reihe Energie amp Umwelt Band 31 Forschungszentrum Julich 2009 ISBN 978 3 89336 562 3 hdl 2128 11363 Volltext als PDF Datei 105 MByte bei fz juelich de Literatur BearbeitenT Ishikawa Performance of a whole body counter with five high purity germanium detectors In Applied Radiation and Isotopes Band 64 Marz 2006 S 386 389 doi 10 1016 j apradiso 2005 09 004 S Kinase H Noguchi T Nakamura Application of a Ge semi conductor detector to whole body counter In Radiation Protection Dosimetry Band 105 1 Juli 2003 S 467 472 doi 10 1093 oxfordjournals rpd a006283 S Kinase S Takagi H Noguchi K Saito Application of voxel phantoms and Monte Carlo method to whole body counter calibration In Radiation Protection Dosimetry Band 125 Nr 1 4 Juli 2007 S 189 193 doi 10 1093 rpd ncm197 G H Kramer K Capello The StandFast whole body counter efficiency as a function of BOMAB phantom size and energy modeled by MCNP5 In Health Physics Band 92 Nr 3 2007 S 290 296 doi 10 1097 01 HP 0000246233 61967 3a H Schicha O Schober Nuklearmedizin Basiswissen und klinische Anwendung Schattauer Verlag Stuttgart New York 2007 ISBN 3 7945 2438 1 S 68 69 Mit Erlauterung zur Funktionsweise und Einsatzgebieten von Ganzkorperzahlern M Schlager Precise modelling of coaxial germanium detectors in preparation for a mathematical calibration In Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research Section A Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment Band 580 Nr 1 21 September 2007 S 137 140 doi 10 1016 j nima 2007 05 053 Erlauterungen zur mathematischen Kalibrierung eines Ganzkorperzahlers Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Ganzkorperzahler Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Inkorporationsmessstelle Munchen Bundesamt fur Strahlenschutz 2 Februar 2018 abgerufen am 7 September 2018 Direkte Messung der Korperaktivitat Forschungszentrum Julich Geschaftsbereich Sicherheit und Strahlenschutz 7 September 2017 abgerufen am 7 September 2018 mit Angaben zu Dauer Nachweisgrenzen Foto etc Das Glossar Strahlenschutz des Forschungszentrums Julich erlautert viele Begriffe rund um ionisierende Strahlen Gammastrahlung Ganzkorperzahler Strahlenschutz etc Behordlich bestimmte Inkorporationsmessstelle in Deutschland Bundesamt fur Strahlenschutz 20 Marz 2018 abgerufen am 7 September 2018 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Ganzkorperzahler amp oldid 227221291