Ganzkörperzähler

Ganzkörperzähler (engl.: 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.

Zweck

Ganzkörperzähler für Messungen im Stehen

Ganzkörperzähler dienen im Strahlenschutz zur Überwachung der Aufnahme (Inkorporation) von Radionukliden bei Menschen, die mit gammastrahlenden offenen radioaktiven Stoffen umgehen und eventuell durch die Nahrung, durch das Einatmen von Stäuben und Gasen oder über offene Wunden kontaminiert sind.

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^[1].

Grundlage der Messungen

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

(Beispiele)

• Bundesamt für Strahlenschutz, Außenstelle Berlin-Karlshorst
• Landesinstitut für Arbeitsgestaltung Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf
• Forschungszentrum Jülich
• Justus-Liebig-Universität Gießen
• Universitätsklinikum Münster
• Medizinische Hochschule Hannover
• Universität zu Köln
• Allgemeines Krankenhaus der Stadt Wien
• Seibersdorf Laboratories des Austrian Institute of Technology (Seibersdorf)
• Universitätsspital Basel
• Universität Lausanne
• Pedos AG, Schweiz
• Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (SUVA)
• Universität Essen (UKE)

Quellen

Literatur

• Ishikawa, T. (2006): Performance of a whole-body counter with five high-purity germanium detectors. Applied Radiation and Isotopes, vol. 64, March 2006, pp. 386-389
• Kinase, S., Noguchi, H., Nakamura, T. (2003): Application of a Ge semi-conductor detector to whole-body counter. Radiation Protection Dosimetry, 105, pp. 467-472
• Kinase, S., Takagi, S., Noguchi, H., Saito, K. (2007): Application of voxel phantoms and Monte Carlo method to whole-body counter calibration. Radiation Protection Dosimetry, Juli 2007, 125(1-4), pp. 189-193
• Kramer, G.,H., Capello, K. (2007): The StandFast whole body counter: efficiency as a function of BOMAB phantom size and energy modeled by MCNP5. Health physics 2007, 92(3), pp. 290-296.
• Schicha, H., Schober, O. (2007): Nuklearmedizin: Basiswissen und klinische Anwendung. Schattauer Verlag, ISBN 3794524381. Mit Erläuterung zur Funktionsweise und Einsatzgebieten von Ganzkörperzählern (S.68-69).
• Schläger, M. (2007): Precise modelling of coaxial germanium detectors in preparation for a mathematical calibration. Nuclear instruments & methods in physics research, 2007, vol. 580, no1, pp. 137-140. Erläuterungen zur mathematischen Kalibrierung eines Ganzkörperzählers.

Weblinks

Commons: Ganzkörperzähler – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Inkorporationsmessstelle des Landesinstituts für Arbeitsgestaltung NRW
• Ganzkörperzähler der amtlich anerkannten Inkorporationsmessstelle im Forschungszentrum Jülich mit Angaben zu Nachweisgrenzen, Preisen für eine Messung, Foto etc.
• Ganzkörperzähler beim Institut für Strahlenschutz des Helmholtz Zentrums München
• Das „Glossar Strahlenschutz“ des Forschungszentrums Jülich erläutert viele Begriffe rund um ionisierende Strahlen (Gammastrahlung, Ganzkörperzähler, Strahlenschutz etc.).
• Behördlich bestimmte Inkorporationsmessstelle in Deutschland