Dienstleistung Alphaspektrometrie

Emissionsraten und Aktivitäten radioaktiver Quellen alphastrahlender Nuklide werden über die Messung der pro Zeit auf einen Detektor mit bekanntem Raumwinkel auftreffenden Alphateilchen bestimmt. Diese Art der Aktivitätsbestimmung ist eine Absolutmethode in dem Sinne, dass zur Bestimmung aller notwendigen Kalibrierfaktoren nur Messungen notwendig sind, die auf den Basiseinheiten unseres Einheitensystems beruhen. Das sind in diesem Falle Zeit- und Längenmessungen.

Die erreichbare Messunsicherheit für eine Aktivitätsbestimmung mit diesem Messverfahren ist also wesentlich bestimmt durch die Genauigkeit, mit welcher der Geometriefaktor des benutzten Spektrometers berechnet werden kann. Für dessen Berechnung ist auch die quantitative Kenntnis der relativen Aktivitätsverteilung als Funktion des Ortes auf der Quellenoberfläche notwendig. Sie wird mit einem digitalen Radiografiesystem gemessen. Der Geometriefaktor wird dann mithilfe einer Monte-Carlo- Simulation berechnet, in die die Abmessungen des benutzten Blendensystems und die gemessene Aktivitätsverteilung eingehen. Die Messeinrichtung enthält energiedispersive Detektorsysteme. Aus den gemessenen Impulshöhenverteilungen können dann mit geeigneten Rechnerprogrammen Informationen über die Güte der Quelle bezüglich des Energieverlustes der Alphateilchen in der Quelle und über die Radionuklidzusammensetzung gewonnen werden.

Derzeit werden die bestehenden Apparaturen weiterentwickelt sowie das Energie-Auflösungsvermögen der Detektorsysteme optimiert. Der Schwerpunkt liegt auf der Reduzierung der Messunsicherheit. Diese ist im Wesentlichen bestimmt durch die Unsicherheiten von Längenmessungen. Durch eine Vergrößerung der Apparatur lässt sich die relative Unsicherheit dieser Längenmessungen deutlich reduzieren. Konstruktiv ist dieses Verfahren durch die maximale Größe des Detektors begrenzt. Im Gegensatz zu den bisherigen Systemen mit einer maximalen Detektorgröße von 450 mm² wird die neue Apparatur einen Detektor mit 5000 mm² aktiver Fläche beinhalten und so die Verringerung der Messunsicherheit ermöglichen. Daneben wird die neue Apparatur Maßnahmen zur Reduzierung des sogenannten Nulleffekts enthalten und einen schnellen Quellenwechsel ermöglichen. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, im Bereich der kurzlebigen Nuklide neben der Aktivität auch die Halbwertszeiten zu bestimmen. Generelles Ziel ist hierbei nicht nur, die Weitergabe des Becquerels für alphastrahlende Nuklide mit kleinstmöglichen Unsicherheiten zu erreichen, sondern auch gleichzeitig in der Lage zu sein, radioaktive Verunreinigungen zu erkennen und Isotopengemische zu analysieren. Dafür sind eine verbesserte spektrometrische Auflösung und komplexe Auswertealgorithmen erforderlich.