Radiochemie / Isotopentechnik

Positron-Emissionstomographie

Tätigkeiten, die mit einer Strahlenexposition oder Kontamination von Mensch und/oder Umwelt verbunden sein können, müssen unter Abwägung ihres wirtschaftlichen, sozialen oder sonstigen Nutzens gegenüber der möglicherweise von ihnen ausgehend gesundheitlichen Beeinträchtigung gerechtfertigt sein.

Ihr Nutzen muss gegenüber der gesundheitlichen Belastung bewiesen sein.

Sättigungsanalyse

- Das Lösungsmittel muss Energieüberträger sein.
- Es muss eine Flüssigkeit als Szintillator eingesetzt werden, die die absorbierte Energie in Lichtquanten umsetzt.
- Die Flüssigkeit muss als Frequenzwandler geeignet sein, d.h. das Emissionsspektrum des Szintillators so verschieben, dass es mit der Empfindlichkeit der Photokathode übereinstimmt.
- Die Flüssigkeit muss Lösungsmittel für die aktive Substanz (Messprobe) sein

Als Lösungsmittel: Toluol und p-Xylol
Zählung wässriger Lösungen: Dioxan mit Toluol oder mit Naphtalin
Als Szintillatoren: p-Terphenyl, Diphenylbutadien, 2,5-Diphenyloxazol (PPPO)

H-Radikale
OH-Radikale
Wasserstoff H₂
Wasserstoffperoxid H₂O₂
e^-_aq

 

A=A₀ x e^{-ln(2) x (t/(T1/2))}

- Erfassung inaktiver chemischer Elemente im ppb-Bereich
- Massebestimmung -> Bestrahlung der zu analysierenden Substanzen mit Neutronen, geladenen Teilchen oder Gamma-Quanten um Kernreaktionen in einer Probe auszulösen, welche zur Bildung von Radionukliden führt. Die Entstehung radioaktiver Kerne ist proportional zur Anzahl vorhandener Kerne. So lässt sich die Masse bestimmen.
  -> Nach der Bestrahlungszeit t vorliegenden radioaktive Kerne: N_k(t)=(Phi x Sigma x N_k/lambda) x (1-e^{-lambda^t})
- Schnellanalyse von Ag in Erzen und Legierungen

- Elastische Coulomb Abstoßung
- Unelastische Anregung und Ionisation
- Wenn ein Elektron emittiert wird -> Beta-Minus Zerfall
- Wenn ein Positron emittiert wird -> Beta-Plus Zerfall
- Trifft bei der Absorption ein Positron auf ein Elektron wird Gamma Strahlung emittiert (Compton Effekt)

Kategorie A:
- Effektive Organdosis > 6mSv/a         oder
- Dosis Augenlise > 45 mSv/a             oder
- Organdosis Haut, Händer, Unterarm, Füße, Knöchel > 150 mSv/a

Kategorie B:
- Effektive Organdosis > 1mSv/a         oder
- Dosis Augenlise > 15 mSv/a             oder
- Organdosis Haut, Händer, Unterarm, Füße, Knöchel > 50 mSv/a

- Umwelt und Menschen schützen
 -> Abschirmung anbringen
- sicherstellen, dass keine Radioaktivität ins Grundwasser gelangt

- Treten mit einer bestimmen Wahrscheinlichkeit erst Jahre oder Jahrzehnte nach der Exposition auf
- Es gibt keine Schwellendosis
- Die Wahrscheinlichkeit des Eintretens ist proportional zur Dosis
- Die Schwere der Schädigung wird nicht durch die Dosis beeinflusst
- Somatisch: Bei der Person selbst (z.B. Strahlenkrankheit)
- Genetisch: Gene verändert (Schäden bei Nachkommen)

- Schwellendosis vorhanden (Da Zelltod ein natürlicher Prozess ist, bedarf es einer Schwellendosis, bevor sich der schädliche Effekt manifestiert)
- Schwere des Schaden ist proportional zu der Dosis
- akute Frühschäden, nichtkanzeröse Spätschäden und teratogene Effekte (Fehlbildung des Kindes während der Schwangerschaft)

- muss nicht extra gekennzeichnet werden
- Geräte, Behältnisse, etc. müssen mit "Vorsicht Radioaktiv" gekennzeichnet werden
- Zugang ist beschränkt
- >= 1 mSv/a

- Gekennzeichnet mit "Kontrollbereich" und "Vorsicht Strahlung", "Radioaktiv", "Kernbrennstoffe"
- Zugangsbeschränkungen, besonders für schwangere
- >= 6 mSv/a

Alpha-Teilchen: 20
Neutronen: 10
Gamma, Röntgen, Beta: 1

Mit langsamen n steigt der Wirkungsquerschnitt

(Siehe Grafik mit Sigma und E)

Neutronenstrahlung kann nur indirekt nachgewiesen werden, da Neutronen selbst nicht ionisierend wirken.
Daher müssen sie über Streuung an Atomkernen oder über Kernreaktionen nachgewiesen werden, bei denen ionisierende Strahlung entsteht.

I=I₀ x e^{-micro x d}

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- Planung und Festlegung von technischen und organisatorischen Strahlenschutzmaßnahmen
- Funktionskontrolle der für den Strahlenschutz bestimmten Geräte, Einrichtungen, etc..
- Überprüfung der Wirksamkeit der Schutzvorrichtungen und Schutzvorschriften
- Einweisung der in Strahlenschutzbereichen tätigen Personen (z.B. Zutrittskontrollen, Schutzkleidung)
- Jährliche Unterweisungen des Personals

- Bestellung einer erforderlichen Anzahl von Strahlenschutzbeauftragten
- Im Gegensatz zu Strahlenschutzbeauftragten benötigt er keine Fachkunde

- el. magnetische Strahlung
- Wellenlänge <0,5nm
- Bei Absorption von Gamma-Strahlung: Comptoneffekt, Photoeffekt, Paarbildung
- Wird beim Übergan eines angeregten Kernzustandes in einen niedrigeren Zustand frei
- Meist folge eines Alpha- oder Beta- Zerfalls
- Die Intensität I einer Gamma-Punktquelle nimmt mit dem Quadrat des Abstandes r ab
- Gamma-Strahlung tritt deutlich weniger in Wechselwirkung mit Marterie als Alpha- oder Beta- Strahlung              (A,B,Y : 2500, 100, 1)

- Beim Alpha-Zerfall entsteht ein Nuklid mit einer um 2 Einheiten niedrigeren Ordnungszahl als das Mutternuklid, die Massenzahl verringert sich dabei um 4 Einheiten
- Alpha-Strahlung ist eine Teilchenstrahlung
- es werden .⁴₂He Teilchen abgestrahlt
-Beim Zerfall wird eine Energie von 1-10 MeV frei.
- Geschwindigkeit eines Alphateilchens ist etwa 10% der Lichtgeschwindigkeit
- Alpha-Teilchen können durch den Coulombwall tunneln
- Alpha-Zerfälle treten meist bei schweren, neutronenarmen Nukliden auf
- Inkorporation ist problematisch, wegen hohen Äquivalenzdosen
- Reichweite in Luft: 35mm

- Beim Zerfall entsteht ein Nuklid gleicher Massenzahl
- Beta+ Zerfall -> Die Ordnungszahl verringert sich um 1 (entsteht wenn Atomkern zu viele Protonen besitzt um Stabil zu ein
- Beta- Zerfall -> Die Ordnungszahl erhöt sich um 1 (entsteht wenn Atomkern zu viele Neutronen besitzt um Stabil zu sein)

- Besteht im wesentlichen aus einem zylinderförmigen Metallrohr (Kathode) in dessen Mitte sich ein Draht befindet (Anode) über den der Strom abgeleitet wird
- Tritt ionisierende Strahlung in das Zählrohr ein, kommt es bei Zusammenstößen mit Atomen der Gasfüllung zur Ionisation
- Aus einigen Atomen werden Elektronen herausgeschlagen, welche durch die angelegte Spannung in Richtung der Anode beschleunigt werden
- dabei stoßen diese mit weiteren Gasatomen zusammen und ioniesieren diese, ein lawinenartiger Effekt wird ausgelöst
- Die dabei freigesetzten Elektronen realisieren den Stromfluss zwischen Anode und Kathode
- Ein Spannungsimpuls wird vom Zähler über einen äußeren Arbeitswiderstand registriert und von einem Lautsprecher als Knack ausgegeben

- Äquivalentdosis [Sv]
- Dosis [Gy]
- Ionendois [C/Kg]
- Energiedosis [J/Kg]
- Ortsdosis [mSv/h]
- Aktivität [Bq]