Gammastrahlung emittierende Radiotracer

Gammastrahlung emittierende Radionuklide sind bei vielen Fragestellungen aus Naturwissenschaft und Technik
die idealen Tracer.


  Vorteile  (abhängig von der Anwendung)
       - Radiotracer allgemein
            - extrem kleine Massen
            - Tracer verschwinden von selbst
                => Einsatz in der Produktion
                => aufeinanderfolgende Experimente mit ein und derselben Probe
       - Gammastrahlung emittierende Radiotracer
            - Einsatz und Messung vieler Tracer parallel, oft auch mehrerer Tracer je Element
            - leicht mit guter Genauigkeit messbar
            - Messung (online) auch durch dicke Gefäßwände (bis einige 10 g/cm2)

  Anwendungsgebiete  (Beispiele)
       - Stöchiometrie
       - Masse dünner Schichten
       - Masse von Dotierungen
       - Adsorption an Austauschern (Batch, Wanderung durch Säulen)
       - Adsorption an Oberflächen
       - Diffusion in Festkörpern, auch im selben Element (Selbstdiffusion)
       - Migration durch Membranen (Ionenkanäle)
       - Fluss in Leitungssystemen, Füllstand, Durchmischung in Behältern

Trotz ihrer Vorzüge werden Radiotracer außerhalb der Nuklearmedizin nur selten eingesetzt.
Grund: Der hohe bürokratische Aufwand beim genehmigungsbedürftigen Umgang mit radioaktiven Stoffen*,
           deren Aktivitäten und Aktivitätskonzentrationen oberhalb der Freigrenzen liegen.
Bei Anwendungen im Labormaßstab reichen aber oft Aktivitäten oder Aktivitätskonzentrationen weit unterhalb
der Freigrenzen.

Unser Angebot beim Einsatz von Gammastrahlung emittierenden Radiotracern
    - Planung gemeinsam mit dem Auftraggeber
    - Bereitstellung der Radiotracer und Vorratshaltung, sodass der Auftraggeber keine Genehmigung braucht
    - Durchführung apparativ einfacher Tracerversuche auch in unserem Labor
    - Messung bei uns          oder Aufbau und Betreuung eines Gammaspektrometers beim Auftraggeber
    - Auswertung gemeinsam mit dem Auftraggeber
    - Entsorgung
    - Beteiligung an Forschungsaufträgen

Geeignete Nuklide
Im abgebildeten Periodensystem sind die grün unterlegten Elemente mit Tabellen geeigneter Isotope verlinkt.

1
H
2
He
3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
11
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
55
Cs
56
Ba

*
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
87
Fr
88
Ra

**

*
57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu

**
89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U


  Verwendete Kriterien für die Eignung:
       - Halbwertszeit >= ca. ½ Tag    oder aus einer langlebigen Kuh melkbar.
       - Gammastrahlung (oder Röntgenstrahlung) mit
            - nicht zu niedriger Energie (wegen Selbstabsorption)     und
            - nicht zu niedriger Ausbeute (unter Berücksichtigung der Freigrenzen)
       - Verfügbarkeit:
            - käuflich    oder
            - am Reaktor (z.B. FRM2) einigermaßen bequem durch Bestrahlung
              (auch von angereicherten stabilen Isotopen) mit Neutronen herstellbar.
            - nicht käufliche Isotope, die nur durch Bestrahlung mit geladenen Teilchen (am Zyklotron)
              hergestellt werden können, sind meistens weggelassen, wenn beim gleichen Element
              andere geeignete Isotope existieren.
  Die Th-229 - Zerfallsreihe (A = 4n + 1) ist nicht berücksichtigt, Th-229 kann aber beschafft werden.
  Die Transurane sind nicht berücksichtigt, manche ihrer Isotope können aber beschafft werden.

Die Zerfallsdaten der meisten Nuklide in den Tabellen wurden mit Hilfe des NNDC On-line Data Service   der
ENSDF Database (Stand: Januar - April 2008) entnommen ( http://www.nndc.bnl.gov/ensdf/ ).
Diese Daten wurden dann per Hand bearbeitet. Insbesondere wurden Zahlenwerte gerundet und nur wenige wichtige
Gammalinien aufgenommen.
Die Tabellen sind deshalb keine sichere Grundlage für Entscheidungen oder Berechnungen.



* Genehmigungsbedürftiger und genehmigungsfreier Umgang mit radioaktiven Stoffen
   Den Umgang regelt die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV):
   ( http://www.bfs.de/de/bfs/recht/rsh/volltext/1A_Atomrecht/1A_8_StrlSchV.pdf ).
   Die radioaktiven Stoffe werden eingeteilt in Kernbrennstoffe und "sonstige radioaktive Stoffe".
   Nach § 7 Abs. 1 ist der Umgang mit sonstigen radioaktiven Stoffen genehmigungsbedürftig.
   Der § 8 Abs. 1 nennt die Ausnahmen und verweist auf die Anlage I.
   Hier relevant: Anlage I Teil B Nr. 1 und 2 zusammen mit Anlage III.
   In Anlage III Tabelle 1 stehen die Freigrenzen für die Aktivität und die spezifische Aktivität.

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