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Thorium-227: Potenzial für die Krebstherapie

Genaue Bestimmung der Aktivität und der Halbwertszeit von Thorium-227

PTBnews 1.2020
25.02.2020
Besonders interessant für

Nuklearmedizin

Radioaktivitätsmessungen

Kalibrierlaboratorien

In der PTB ist es erstmals gelungen, die spezifische Aktivität einer Thorium-227 Lösung mithilfe von Flüssigszintillationszählern sehr genau zu bestimmen. Damit sind von nun an rückgeführte Aktivitätsmessungen dieses Radionuklids, das für die Radioimmuntherapie in der Nuklearmedizin erprobt wird, möglich. Auch die Halbwertszeit von Thorium-227 wurde mit zwei Messverfahren bestimmt.

UnsicherZerfallsreihe des Thorium-227. Man erkennt gut die Besonderheit von Thorium, dass es nämlich überwiegend Alpha-Zerfälle gibt.

In der Nuklearmedizin bieten alphastrahlende Radionuklide interessante Möglichkeiten bei der Krebstherapie. Alphastrahlung hat trotz relativ hoher Energie eine kurze Reichweite. Gelingt es, einen Alphastrahler in das Tumorgewebe zu schleusen, so zerstört er im Wesentlichen Tumorzellen. Starke Schäden am gesunden umliegenden Gewebe werden dagegen gering gehalten. Dem gezielten Einschleusen eines Alphastrahlers in das Tumorgewebe kann z. B. die Radioimmuntherapie dienen. Dabei wird das entsprechende Radionuklid an Antikörper gekoppelt, die bevorzugt das erkrankte Gewebe ansteuern. Ein Radionuklid, das für einen derartigen Therapieansatz erforscht wird, ist Thorium-227.

In der PTB wurden neue Methoden entwickelt, um die Aktivität von Thorium-227 genau zu bestimmen. Eine Besonderheit ist dabei, dass Thorium-227 nicht im radioaktiven Gleichgewicht mit seinen Folgeprodukten vorliegt. Die Aktivität der Folgeprodukte relativ zur Aktivität des Thorium-227 ändert sich mit der Zeit. So steigt in vielen Messapparaturen das Messergebnis (Zählrate oder Ionisationsstrom) zunächst sogar an und fällt erst später wieder ab. Diese Besonderheit muss bei der Aktivitätsbestimmung berücksichtigt werden. In der PTB wurde die Aktivität jetzt mittels Flüssigszintillationszählung gemessen. Zudem wurden neue Methoden entwickelt, um die Nachweiswahrscheinlichkeit als Funktion der Zeit zu berechnen. Dabei wurde erstmals eine zeitabhängige Korrektion auf Zerfälle während der Messdauer angewendet. Für die spezifische Aktivität wurde durch diese Verbesserungen eine relative Unsicherheit von nur 0,25 % erzielt.

Die Messdaten der Flüssigszintillationszählung sowie zusätzliche Ionisationskammermessungen wurden außerdem genutzt, um die Halbwertszeit des Thorium-227 zu bestimmen. Die Messungen in der PTB erfolgten über fast ein halbes Jahr, was ein bedeutender Vorteil gegenüber wesentlich kürzeren Messzeiträumen in anderen Experimenten ist. Durch die längeren Messzeiträume wird die Unsicherheit der Thorium-227 Halbwertszeit verringert, da u. a. die Abhängigkeit von der Halbwertszeit des Radium-223 reduziert wird. Die Resultate beider Verfahren stimmen gut überein, und durch Kombination ergibt sich als Endergebnis eine Halbwertszeit von 18,681(9) Tagen.

Ansprechpartner

Karsten Kossert
Fachbereich 6.1 Radioaktivität
Telefon: (0531) 592-6140
Opens window for sending emailkarsten.kossert(at)ptb.de

Wissenschaftliche Veröffentlichung

K. Kossert, O. Nähle: Determination of the activity and half-life of 227Th. Appl. Radiat. Isotop. 145, 12–18 (2019)