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In-vivo-Nachweis von Blei-210 im menschlichen Körper als retrospektiver Indikator für hohe Radonexpositionen

Volltext

Beschreibung

Im Rahmen der Inkorporationsüberwachung können in Ganzkörperzählern mit gammaspektrometrischen Messungen geringe Mengen von in den Körper aufgenommenen Radionukliden nachgewiesen und quantifiziert werden. Der Messbereich für solche Messungen wird durch die von den zu bestimmenden Nukliden emittierten Photonenenergien begrenzt. Generell gilt: je niedriger die Energie der Photonen, desto größer deren Schwächung im Körpergewebe bzw. desto schwerer ihr Nachweis außerhalb des Körpers. Zusätzlich gibt es auch technische Gründe, die eine Messung im Energiebereich unterhalb von 100keV erschweren. Mit einer Photonenenergie von 46,5 keV liegt das Radonfolgeprodukt Pb-210 in diesem messtechnisch schwer zugänglichen Bereich. Trotzdem ist der Nachweis dieses Nuklids wichtig, da er in guter Näherung als Indikator für Radonexpositionen verwendet werden kann. Gekoppelt mit Studien zur Biokinetik von Radonfolgeprodukten ist es langfristig geplant, Messungen von Pb-210 im in-vivo Messlabor des Karlsruher Instituts für Technologie durchzuführen, um damit chronische Radonexpositionen bewerten zu können.

Die in diesem Projekt im Rahmen zweier Doktorarbeiten durchgeführten Arbeiten dienten der Vorbereitung der in-vivo Messungen von Pb-210. Es wurden die zum Aufbau einer solchen Anlage verwendeten Detektoren charakterisiert und detaillierte Modelle davon für Monte-Carlo Simulationen erstellt. Die Eignung der Detektoren für in-vivo Messungen wurde durch Personen bzw. Phantommessungen getestet und bestätigt. Basierend auf CT Scan wurde ein Voxelmodell eines im in-vivo Messlabor physikalisch vorhandenen Kalibrierphantoms (LLNL-Torsophantom) hergestellt. Mit Voxel2MCNP wurde ein wertvolles Werkzeug entwickelt, mit dem komplexe Modelle einfach gehandhabt und virtuelle Szenarien für Simulationen leicht erstellt werden können. Die erstellten Modelle und durchgeführten Simulationen wurden durch Vergleichsmessungen validiert. Mit Hilfe dieser Modelle wurden erstmals systematisch die verschiedenen Einflussgrößen für die Nachweiseffizienz im Ganz- bzw. Teilkörperzähler untersucht. Parallel dazu wurden Methoden erarbeitet, um bestehende Modelle des menschlichen Körpers an ein zu messendes Individuum anzupassen, um dadurch eine bessere Übereinstimmung von Mess- und Kalibriersituation zu erreichen. Mit einer auf Simulationen verschiedener Menschenmodelle basierenden innovativen Methode wurden die optimalen Konfigurationen des aus vielen solcher Detektoren aufgebauten neuen Ganz- und Teilkörperzählers ermittelt und darauf basierend die Detektorhalterungen mit entsprechenden Freiheitsgraden konstruiert. An einer Prototypenanlage mit zwei Detektoren wurden die Konstruktionen überprüft und letze Modifikationen am endgültigen Setup durchgeführt. Die endgültige Fertigstellung des neuen Ganz- und Teilkörperzählers ist im Sommer 2010 geplant. Der Messbetrieb soll dann nach der Kalibration der Anlage im Herbst aufgenommen werden. Basierend auf der anschließend möglichen hochempfindlichen Messung von Pb-210 kann dann eine verbesserte Abschätzung der Strahlenexposition durch Radon und seine Folgeprodukte erfolgen.

Metadaten

TitelIn-vivo-Nachweis von Blei-210 im menschlichen Körper als retrospektiver Indikator für hohe Radonexpositionen 
Stand 2010 
Seitenzahl102 
Förderkennzeichen L7527002

 

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